برق. قدرت. کنترل. الکترونیک. مخابرات. تاسیسات.

دایره المعارف تاسیسات برق (اطلاعات عمومی برق)

نور می تواند به الكترونهای موجود در یك فلز انرژی بدهد و موجب شود كه این الكترونها با انرژی جنبشی خاصی سطح فلز را ترك كنند . چون فلز در بدو امر بدون بار است از دست رفتن الكترونها در فلز بار مثبت به جا می گذارد . هر گاه یك رسانا در جایی گذاشته شود كه بتواند الكترونها را جمع آوری كند این رسانا بار منفی پیدا می كند . چنین وسیله ای كه چشم الكترونی نامیده میشود می تواند برای تولید جریان الكتریكی از نور خورشید مورد استفاده قرار گیرد . توجه داشته باشید كه وقتی تجمع بار زیاد می شود الكترونها به علت بار منفی موجود در كلكتور رانده می شوند ( و بار فلز فرار الكترونها را مشكل تر می كند) و در نتیجه الكترونها سرگردان شده و به راه ( نادرستی ) می روند . آن چه برای رفع این مشكل لازم است نوعی (راهرو یك طرفه ) است كه امكان می دهد الكترون ها فقط در یك جهت جریان پیدا كنند . این كار تا اندازه محدودی با ساختن صفحه ای حساس به نور ، از فلزی كه الكترونها ی خود را به سهولت آزاد كند ، و ساختن كلكتوری از یك فلز كه چنین خاصیتی را نداشته باشد ، انجام می شود .اما تاكنون چشمی الكترونی كه بتواند به عنوان یك منبع انرژی مفید به كار آید ساخته نشده است . یك ( راهرو یك طرفه ) بهتر ممكن است به صورت ساندویچی از دو لایه ماده متفاوت ساخته شود به طوری كه نور را جذب كند و الكتریسیته را بسیار بهتر از یك عایق ولی نه به خوبی یك فلز هدایت كند . سیلیسم و ژرمانیوم نمونه های خوبی از این گونه موادند ( كه نیم رسانا نامیده می شوند) . خاصیت اتصالی بین دو نیم رسانا ی مناسب این است كه جریان الكتریكی در آن ها فقط در یك جهت می تواند جریان پیدا كند.هرگاه نور به اتصال مذكور برخورد كند ، همچنان كه درباره چشم الكترونی دیدیم ، سبب جدایی بار می شود . جدایی بار بین دو لایه اختلاف پتانسیل ایجاد می كند ، این فرایند را اثر فوتوولتایی می‌گویند زیرا نور ولتاژ ایجاد می كند . هرگاه مداری آن دو را به هم متصل كند ولتاژ جریان الكتریكی به وجود می‌آورد . این(ساندویچ )را فوتوسل یا سلول خورشیدی می نامند .چند چیز مانع می شود كه سلول خورشیدی تمام انرژی نور را به الكتریسیته تبدیل كند . نخست آن كه مقداری از نور باز تابیده می شود و مقداری از آن هم به طور مستقیم از سلول می گذرد ، این نور هرگز مورد استفاده سلول قرار نمی گیرد . دوم آن‌كه هرچند اتصال مذكور (راهروی یك طرفه ) خوبی است ولی كامل نیست . بدین معنی از بارهای + و – ایجاد شده در واقع بار دیگر درون سلول با هم تركیب می‌شوند این زاییده را (بار تركیب) می‌گویند . نتیجه كلی این رویداد آن است كه مقداری از انرژی به الكتریسیته تبدیل نشده بلكه سبب گرم كردن سلول می شود .پژوهشگران در این‌باره دو هدف عمده را برای اصلاح سلولهای خورشیدی دنبال می كنند .

1 - باز تركیب بارهای + و – را كاهش میدهند تا سلول در حد ممكن كارآیی پیدا كند .

2- سلول هایی بسازند كه تولید انبوه آن‌ها به طور ارزان امكان پذیر باشد .

پدیده فتوولتائیك

اثر فتوالكتریك كه برای اولین بار توسط آلبرت انیشتین شرح داده شد. بر اساس این پدیده وقتی كه یك كوانتوم انرژی نوری یعنی یك فوتون در یك ماده نفوذ می كند، این احتمال وجود دارد كه بوسیله الكترون جذب شود. و الكترون انتقال پیدامی كند.

اخیراً دانشمندان آمده اند سلولهای خورشیدی ساخته اند. وقتی كه امواج الكترو مغناطیسی خورشید برروی آن می تابد، جفت ماده ها ( الكترون و پوزیترون ) یعنی در نوار گاف نیم رسانا به تعداد زیاد تولید می شود «تولید زوج). در نتیجه برهم كنشهای فیزیكی بین ذرات صورت می گیرد كه نهایتاً منجر به یك پیل خورشیدی می شود.

مواد سازنده سلول های خورشیدی

ماده ای كه سلولهای خورشیدی از آنها ساخته می شود سیلیكون و آرسینورگالیم هستند. سلولهایی كه از سیلیكون ساخته می شوند از لحاظ تئوری بازده ماكزیمم حدود 22 درصد دارند. ولی بازده عملی آن حدود 15 تا 18 درصد است. در صورتی كه بازده سلولها یی كه از آرسینورگالیم ساخته می شود بازده عملی آنها بیشتر از 20 درصد است.

ماهواره های دریافت كننده انرژی خورشیدی

یك ایستگاه فضایی در مداری كه هم زمان با زمین در حركت باشد دایماً با تابش خورشید روشن می شود. برقراری ماهواره های خورشیدی در مدار زمین بطور جدی در سال 1968 پیشنهاد شد. در این ماهواره ها پانل هایی ساخته اند از جنس آرسینوگالیم كه انرژی خورشید را دریافت و تبدیل به جفت الكترون می كند، در داخل ماده الكترون ها شروع به حركت می كنند كه نهایتاً منجر به تولید الكتریسته می شود. ضریب توان سلولها 18% ولتاژ بالای آن 40 كیلو وات با 5% اتلاف توان محاسبه شده است.

منبع : دانشنامه رشد


صفحات جانبی

نظرسنجی

    لطفاً نظرات خود را درمورد وبلاگ با اینجانب در میان بگذارید.(iman.sariri@yahoo.com)نتایج تاکنون15000مفید و 125غیرمفید. با سپاس


  • آخرین پستها

آمار وبلاگ

  • کل بازدید :
  • تعداد نویسندگان :
  • تعداد کل پست ها :
  • آخرین بازدید :
  • آخرین بروز رسانی :