Prinsip Pembangkit Listrik Panel Surya

Sel surya adalah perangkat yang merespons cahaya dan mengubah energi cahaya menjadi listrik. Ada banyak jenis material yang dapat menghasilkan efek photovoltaic, seperti monocrystalline silicon, polycrystalline silicon, amorphous silicon, gallium arsenide, selenium, indium, copper, dan sebagainya. Prinsip pembangkit listrik mereka pada dasarnya sama, dan proses pembangkit listrik fotovoltaik dijelaskan menggunakan silikon kristal sebagai contoh. Silikon kristal tipe-P dapat didoping dengan fosfor untuk mendapatkan silikon tipe-N, membentuk sambungan PN.
Saat cahaya menerpa permukaan sel surya, sebagian foton diserap oleh bahan silikon; Energi foton ditransfer ke atom silikon, menyebabkan elektron mengalami transisi, menjadi elektron bebas yang berkumpul di kedua sisi persimpangan PN dan membentuk beda potensial. Ketika sirkuit eksternal dihidupkan, di bawah aksi tegangan ini, arus akan mengalir melalui sirkuit eksternal untuk menghasilkan daya keluaran tertentu. Inti dari proses ini adalah proses mengubah energi foton menjadi energi listrik.
1, Ada dua cara pembangkit tenaga surya: satu adalah metode konversi listrik panas ringan, dan yang lainnya adalah metode konversi langsung listrik ringan.
(1) Metode konversi listrik panas cahaya memanfaatkan energi panas yang dihasilkan oleh radiasi matahari untuk menghasilkan listrik. Umumnya, kolektor surya mengubah energi panas yang diserap menjadi uap media kerja, dan kemudian menggerakkan turbin uap untuk menghasilkan listrik. Proses sebelumnya adalah proses konversi panas ringan; Proses terakhir adalah proses konversi listrik panas, mirip dengan pembangkit listrik termal biasa. Pembangkit listrik termal fotovoltaik surya memiliki efisiensi tinggi, tetapi karena tahap industrialisasi awal, investasi saat ini tinggi. Pembangkit listrik tenaga panas matahari 1000 MW memerlukan investasi $2 hingga $2,5 miliar, dengan investasi rata-rata $2000 hingga $2500 untuk 1 kW. Oleh karena itu, cocok untuk skala kecil dan acara khusus, sedangkan pemanfaatan skala besar secara ekonomi tidak ekonomis dan tidak dapat bersaing dengan pembangkit listrik tenaga panas atau nuklir biasa.
(2) Metode konversi langsung fotolistrik Metode ini menggunakan efek fotolistrik untuk mengubah energi radiasi matahari menjadi energi listrik secara langsung. Perangkat dasar untuk konversi fotolistrik adalah sel surya. Sel surya adalah perangkat yang secara langsung mengubah energi matahari menjadi energi listrik karena efek fotovoltaik. Ini adalah fotodioda semikonduktor. Ketika sinar matahari mengenai fotodioda, fotodioda mengubah energi matahari menjadi energi listrik, menghasilkan arus listrik. Ketika banyak baterai dihubungkan secara seri atau paralel, mereka dapat menjadi susunan sel surya dengan daya keluaran yang relatif besar. Sel surya adalah jenis sumber daya baru yang menjanjikan dengan tiga keunggulan utama: keabadian, kebersihan, dan fleksibilitas. Sel surya memiliki umur yang panjang, dan selama matahari ada, mereka dapat diinvestasikan sekali dan digunakan untuk waktu yang lama; Dibandingkan dengan pembangkit listrik termal dan pembangkit listrik tenaga nuklir, sel surya tidak menyebabkan pencemaran lingkungan; Sel surya bisa berukuran besar, kecil, dan sedang, mulai dari pembangkit listrik berukuran sedang dengan kapasitas satu juta kilowatt hingga paket sel surya yang hanya melayani satu rumah tangga, yang tidak tertandingi oleh sumber listrik lainnya.