Solar Cell vs LED: Difference and Comparison

Η ενέργεια είναι ένα εξέχον θέμα εδώ και δεκαετίες και θα είναι πάντα. Το θέμα της βιώσιμης ενέργειας έχει κρατήσει το μεγαλύτερο μυαλό στη δουλειά και τους παρότρυνε να βρουν τη λύση.

Αυτές οι λύσεις συνοδεύονται από εξαιρετικές εφευρέσεις που καθορίζουν την εποχή. Δύο τέτοιες ανακαλύψεις ήταν του ηλιακού κυττάρου και του LED.

Βασικές τακτικές

1. Τα ηλιακά κύτταρα μετατρέπουν το ηλιακό φως σε ηλεκτρική ενέργεια, ενώ τα LED μετατρέπουν την ηλεκτρική ενέργεια σε φως.
2. Οι ηλιακές κυψέλες είναι κατασκευασμένες από ημιαγωγικά υλικά όπως το πυρίτιο, ενώ τα LED αποτελούνται από μια δίοδο σύνδεσης pn.
3. Τα ηλιακά κύτταρα έχουν εφαρμογές στην παραγωγή ανανεώσιμης ενέργειας, ενώ τα LED χρησιμοποιούνται για διάφορους σκοπούς φωτισμού και προβολής.

Ηλιακό Κύτταρο vs LED

Η διαφορά μεταξύ Solar Cell και LED είναι ότι τα Solar Cells παράγουν ηλεκτρική ενέργεια απευθείας από το φως ενώ τα LED παράγουν φως απευθείας από την ηλεκτρική ενέργεια. Με άλλα λόγια, τα ηλιακά κύτταρα μετατρέπουν το φως σε μια μορφή ηλεκτρισμού. Από την άλλη πλευρά, τα LED μετατρέπουν την ηλεκτρική ενέργεια σε ορατό φως και την εκπέμπουν.

Ένα ηλιακό στοιχείο χρησιμοποιεί το φωτοβολταϊκό φαινόμενο για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας. Αυτός είναι ο λόγος που μερικές φορές αναφέρεται και ως φωτοβολταϊκό στοιχείο.

Πολλαπλές ηλιακές κυψέλες μπορούν να οργανωθούν μαζί για να προετοιμάσουν μια ηλιακή μονάδα που μπορεί να απορροφήσει μεγάλη ποσότητα θερμότητας με αποτέλεσμα την αυξημένη παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας.

Το LED είναι ένα αρκτικόλεξο για το Light Emitting Diode. Εκπέμπουν φως όταν υπάρχει διαφορά δυναμικού μεταξύ της ανόδου και της καθόδου.

Λόγω του ότι είναι αποδοτικά και έχουν μεγάλη διάρκεια ζωής, χρησιμοποιούνται για διάφορους σκοπούς όπως φωτισμό, ηλεκτρονικά κυκλώματα, την αυτοκινητοβιομηχανία και άλλους.

Συγκριτικός πίνακας

Παράμετροι σύγκρισης	Ηλιακό κύτταρο	LED
Σκοπός	Να μετατρέψει το φως σε ηλεκτρισμό	Να μετατρέψει την ηλεκτρική ενέργεια σε φως
Εφευρέθηκε σε	1954	1962
εφευρέθηκε από	Calvin Souther Fuller, Daryl Chapin και Gerald Pearson	Νικ Χολονιάκ
Αρχή που χρησιμοποιείται	Φωτοβολταϊκό Φαινόμενο	Ηλεκτροφωταύγεια
Τελική έξοδος	Ηλεκτρισμός συνεχούς ρεύματος (Συνεχές Ρεύμα).	Φωτισμός ή φως
Εφαρμογές	Χρησιμοποιείται σε ηλιακά παιχνίδια και αυτοκίνητα, φορητά ραδιόφωνα, ηλιακές μονάδες κ.λπ.	Κάθε είδους ανάγκες φωτισμού, αυτοκίνητα, κυκλώματα κ.λπ.

Τι είναι η ηλιακή κυψέλη;

Ένα ηλιακό στοιχείο λειτουργεί με βάση την αρχή του φωτοβολταϊκού φαινομένου για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας από προσπίπτον φως όπως το ηλιακό φως ή άλλες τεχνητές πηγές.

Ένα ηλιακό στοιχείο μπορεί να αποτελείται από οποιονδήποτε ημιαγωγό, αλλά το πυρίτιο χρησιμοποιείται περισσότερο λόγω των εξαιρετικών ιδιοτήτων του.

Υπάρχουν δύο στρώματα πυριτίου στοιβαγμένα το ένα πάνω στο άλλο. Το ένα στρώμα ονομάζεται n-type και το άλλο p-type. Όταν το φως προσπίπτει στην επιφάνεια ενός κυττάρου, απορροφάται από τα ηλεκτρόνια του πυριτίου.

Αυτά τα ηλεκτρόνια τώρα «διεγείρονται» και αρχίζουν να κινούνται εδώ κι εκεί παράγοντας ηλεκτρισμό. Αυτός ο ηλεκτρισμός είναι μια μορφή συνεχούς ρεύματος (DC), αλλά μπορεί να μετατραπεί σε Εναλλασσόμενο Ρεύμα (AC) χρησιμοποιώντας ένα αντιστροφέας.

Το πρώτο ηλιακό στοιχείο δημιουργήθηκε το 1954 από τους Calvin Souther Fuller, Daryl Chapin και Gerald Pearson των εργαστηρίων Bell. Ωστόσο, η ιστορία του φωτοβολταϊκού φαινομένου χρονολογείται από το 1839.

Σήμερα, τα ηλιακά κύτταρα χρησιμοποιούνται σε παιχνίδια με ηλιακή ενέργεια και σε άλλες μικρές συσκευές που λειτουργούν με ηλεκτρική ενέργεια. Η μεγαλύτερη χρήση ενός ηλιακού στοιχείου είναι η ηλιακή μονάδα που δημιουργείται με συνδυασμό πολλαπλών κυψελών.

Μια ηλιακή μονάδα χρησιμοποιείται για να απορροφά το ηλιακό φως και να το μετατρέπει σε ηλεκτρική ενέργεια. Αυτός είναι ένας πολύ καλός τρόπος για βιώσιμη ανάπτυξη.

Τι είναι το LED;

Με βάση την αρχή της ηλεκτροφωταύγειας, το LED ή η δίοδος εκπομπής φωτός εκπέμπει φως όταν διέρχεται ηλεκτρισμός μέσω της δίοδος.

Η δίοδος αποτελείται από έναν θετικά φορτισμένο ημιαγωγό τύπου p και έναν αρνητικά φορτισμένο ημιαγωγό τύπου n. Αυτοί οι ημιαγωγοί χωρίζονται από ένα όριο που ονομάζεται "κενό ζώνης".

Όταν η δίοδος είναι πολωμένη προς τα εμπρός, δηλαδή το θετικό άκρο της μπαταρίας συνδέεται με το θετικό άκρο της διόδου και το ίδιο με το αρνητικό, εμφανίζεται απώθηση και στα δύο υλικά ημιαγωγών.

Λόγω αυτής της απώθησης, το φορτίο αρχίζει να συγκεντρώνεται γύρω από το διάκενο ζώνης το οποίο τελικά σπάει επιτρέποντας στα ηλεκτρόνια να συνδυαστούν και να μετατραπούν σε φωτόνια φωτός.

Το χρώμα του εκπεμπόμενου φωτός εξαρτάται από την ενέργεια των απελευθερωμένων φωτονίων που εξαρτάται από το υλικό καθώς και από την ενέργεια που απαιτείται για να περάσει το διάκενο ζώνης. Μπορούν να χρησιμοποιηθούν διαφορετικά υλικά για την εκπομπή διαφορετικών χρωμάτων φωτός.

Αν και η ιστορία των LED χρονολογείται από το 1907, μόλις το 1962 ο Nick Holonyak εφηύρε μια δίοδο που εξέπεμπε ορατό κόκκινο φως.

Τώρα, τα LED χρησιμοποιούνται στην αυτοκινητοβιομηχανία, την ηλεκτρονική βιομηχανία, την ηλεκτρική βιομηχανία και οπουδήποτε υπάρχει απαίτηση φωτισμού. Υπάρχουν επίσης βιολογικά LED (OLED) που χρησιμοποιούν μια οργανική ένωση ως ημιαγωγό.

Κύριες διαφορές μεταξύ ηλιακής κυψέλης και LED

1. Η λειτουργία ενός ηλιακού στοιχείου είναι να μετατρέπει το φως σε ηλεκτρισμό. Από την άλλη πλευρά, το LED χρησιμοποιείται για τη μετατροπή του ηλεκτρικού ρεύματος σε φωτισμό ή φως.
2. Ένα ηλιακό στοιχείο λειτουργεί με βάση την αρχή του φωτοβολταϊκού φαινομένου, ενώ ένα LED λειτουργεί με την αρχή της ηλεκτροφωταύγειας.
3. Το Solar Cell αναπτύχθηκε από τους Calvin Souther Fuller, Daryl Chapin και Gerald Pearson. Το LED αναπτύχθηκε από τον Nick Holonyak.
4. Τα ηλιακά κύτταρα εφευρέθηκαν το 1954 σε σύγκριση με τα LED που εφευρέθηκαν το 1962.
5. Ένα ηλιακό στοιχείο παράγει ηλεκτρική ενέργεια με τη μορφή συνεχές ρεύμα (DC) ενώ μια δίοδος εκπομπής φωτός (LED) εξάγει φως που είναι ορατό.
6. Οι κύριες εφαρμογές ενός ηλιακού στοιχείου είναι ηλιακές μονάδες, ηλιακά παιχνίδια όπως αυτοκίνητα, μικρές αριθμομηχανές και άλλες συσκευές που λειτουργούν με ηλιακή ενέργεια. Ωστόσο, τα LED χρησιμοποιούνται για φωτισμό σε σπίτια, ηλεκτρικά κυκλώματα, προβολείς αυτοκινήτων, φανάρια κ.λπ.

αναφορές

1. https://books.google.com/books?hl=en&lr=&id=4Ok7DQAAQBAJ&oi=fnd&pg=PP7&dq=solar+cells&ots=j6gQQw-3JE&sig=iZbaIw9xzINvH1rHCGplfddF97c
2. https://www.taylorfrancis.com/books/mono/10.1201/9781420076639/introduction-light-emitting-diode-technology-applications-gilbert-held

Τελευταία ενημέρωση: 12 Ιουλίου, 2023