Activo de Energía Solar: Cómo funciona

Hay dos tipos principales de energía solar directa: la energía solar pasiva y activa. La energía solar pasiva implica la captura de el sol y' s la energía térmica. Todo el mundo tiene que bastante por instinto, ya que simplemente de pie al aire libre en un día soleado demuestra el proceso.

Sin embargo, cuando se trata de energía solar activa, cómo funciona es más turbia. It &'; s también fascinante, y como la energía solar seguirá convertido en una parte más importante de nuestra huella energética, tiene sentido tener al menos un conocimiento rudimentario de cómo funciona realmente. Al mismo tiempo, la mayoría de nosotros aren y' t interesado en ser los físicos teóricos, por lo que ganó y' t hacer esto salvajemente técnica

y'. Empezaremos con una pizca de hablar de la estructura de los átomos. La mayoría de la gente sabe que los átomos se componen de partículas con carga positiva (protones) y partículas con carga negativa (electrones). It &'; s también el conocimiento bastante común que los protones se encuentran escondidos en el centro de un átomo, mientras que los electrones giran alrededor del centro; la imagen utilizada por analogía es nuestro sistema solar. El sol representa el núcleo hecha de protones en el medio de la disposición, mientras que los planetas ilustran electrones dando vueltas en órbitas.

Mientras útil para conseguir una manija en la estructura atómica, esta imagen es incompleta. En lugar de electrones individuales en una órbita determinada (y todos los que hacen girar en una superficie plana) como los planetas lo hacen, los electrones giran alrededor del núcleo atómico en una estructura que recuerda más a capas concéntricas – un poco como esas muñecas rusas – y cada capa puede tener múltiples electrones volando alrededor dentro de ella.

Aunque cada una de las conchas o capas que rodean el núcleo de puede tener más de un electrón que ocupa espacio concéntricos, no existe un límite superior absoluto para el número de electrones que puede estar en cada capa (antes de una nueva capa puede que añadir, las otras conchas deben todos estar lleno). Pero, si la capa exterior (llamada la capa de valencia) no está lleno de su número máximo de electrones, se dice que el átomo de tener uno o más orificios. Es estos agujeros que permiten átomos se conecten unos con otros, mediante el intercambio de electrones.

Vamos y' s usar un ejemplo que es específico de la energía solar y cómo las células solares hacer lo suyo: el elemento silicio. La capa de valencia de silicio tiene una capacidad para 8 electrones. El átomo de silicio en realidad sólo tiene 4 electrones en la capa de valencia, dejando 4 agujeros. El átomo en realidad quiere llenar esos agujeros, y la manera fácil de hacerlo es compartir hasta 4 electrones con otro átomo (o átomos). Cuando usted tiene un grupo grande de átomos de silicio alineado correctamente, cada uno de ellos pueden compartir electrones con otros hasta cuatro átomos de silicio, lo que hace una estructura reticular muy ordenado y estable que tiene todos los agujeros llenos y no hay electrones extra preguntándose qué hacer con sí

Esta última observación es clave y- silicio puro es horrible conductor de la electricidad, ya que no existen electrones en la mezcla que aren y' t habla para. Un buen conductor tendrá al menos un electrón en la mezcla molecular que ISN y' t implicada en la unión un átomo a otro.

Así que para obtener nuestra energía solar, ¿cómo conseguimos algunos de los y '; libre y' electrones? La respuesta se llama y '; dopaje y ' ;. En el proceso de dopaje, añadimos una pequeña cantidad de otro elemento a nuestra silicio puro. Esta impureza o bien tienen cinco electrones en su capa de valencia (que proporciona la llamada y '; libre y' de electrones) o tres electrones en la capa de valencia (haciendo un agujero).

Aquí es donde las cosas se ponen realmente genial: cuando se tiene una capa de silicio con algunos electrones libres (llamadas la capa n) presentados contra una capa con algunos agujeros (la capa p), la diferencia en la eléctrica cargas negativas (n-p-capa y capa positivo) crea un campo eléctrico. Ese campo da electrones una preferencia por la dirección, todo lo demás se mantiene igual, quieren mover. Todo eso y' s se necesita es un poco de impulso para iniciar los electrones fluyendo. Una forma de hacerlo es aplicar otro campo eléctrico (por ejemplo, conectar el silicio en capas a un circuito con una batería). Otra forma, y ​​el que nos interesa aquí, es que el jugo de los electrones libres con fotones de luz.

Cuando la luz del sol es absorbida por la capa n de una oblea de silicio preparado adecuadamente uno de los dos cosas suceden: la energía fotónica aumenta la temperatura de la oblea, o el fotón golpea uno de los electrones libres sueltas. Cuando esto sucede ese electrón skitters alrededor, en busca de un hogar. Y por el campo creado por la interfaz entre la Ny capas p, sabe qué camino tomar. Recuerde, estamos hablando de un gran número de electrones que se mueven por aquí, así que a medida que continúan la tendencia de la n-capa a la capa p tenemos los ingredientes de una fuerza motivadora eléctrica. Si conecta este dispositivo a un circuito, los electrones comenzarán en movimiento a través de él, y usted terminará con una corriente eléctrica en toda regla.

Una vez que el circuito está en su lugar, usted tiene la energía eléctrica libre. Electricidad para ejecutar cualquier cosa, desde una pequeña calculadora o reloj, a la satisfacción de la demanda de comunidades enteras (dado suficientes paneles solares). Electricidad sin la contaminación del aire o del agua que acompaña. Electricidad sin entregar dinero a gobiernos que don &'; t realmente como nosotros. It &'; s un gran acercamiento a la alimentación de nuestro mundo.

Si usted y' d tiene gusto de aprender más sobre la energía solar (activos y pasivos), pase por www.solarenergyadvantage.com y firmar para arriba para mi energía solar mini-curso gratuito. En ese supuesto, cubro muchos más elementos de lo que la energía solar es, cómo se ha utilizado históricamente, y cómo la gente como usted y yo puede conseguir a bordo con él en este momento.

Hasta entonces, España

Sullivan Kincaid
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