Päikesepatarei vs LED: erinevus ja võrdlus

Energeetika on olnud silmapaistev teema aastakümneid ja jääb ka kunagi olema. Säästva energia teema on suurimad meeled tööl hoidnud ja ärgitanud lahendust leidma.

Need lahendused tulevad ajastut määratlevate suurepäraste leiutistega. Kaks sellist avastust olid päikesepatarei ja LED.

Võtme tagasivõtmine

1. Päikesepatareid muudavad päikesevalguse elektrienergiaks, LED-id aga elektrienergia valguseks.
2. Päikesepatareid on valmistatud pooljuhtmaterjalidest nagu räni, samas kui LED-id koosnevad pn-siirdedioodist.
3. Päikesepatareidel on rakendusi taastuvenergia tootmiseks, samas kui LED-e kasutatakse erinevatel valgustus- ja kuvaritel.

Päikesepatarei vs LED

Päikeseelemendi ja LED-i erinevus seisneb selles, et päikesepatareid toodavad elektrit otse valgusest, samas kui LED-id toodavad valgust otse elektrist. Teisisõnu muudavad päikesepatareid valguse elektrienergia vormiks. Teisest küljest muudavad LED-id elektrienergia nähtavaks valguseks ja kiirgavad seda.

Päikesepatarei kasutab elektri tootmiseks fotogalvaanilist efekti. See on põhjus, miks mõnikord nimetatakse seda ka fotogalvaaniliseks elemendiks.

Mitu päikesepatarei saab korraldada koos, et valmistada päikesemoodul, mis suudab absorbeerida suurel hulgal soojust, mille tulemuseks on suurenenud elektritootmine.

LED on akronüüm sõnast Light Emitting Diode. Nad kiirgavad valgust, kui anoodi ja katoodi vahel on potentsiaalide erinevus.

Tõhususe ja pika eluea tõttu kasutatakse neid erinevatel eesmärkidel, nagu valgustus, elektroonikalülitused, autotööstus jm.

Võrdlustabel

Võrdlusparameetrid	Päikesepaneel	LED
Eesmärk	Valguse muundamiseks elektriks	Elektrienergia muutmiseks valguseks
Leiutatud aastal	1954	1962
Leiutas	Calvin Souther Fuller, Daryl Chapin ja Gerald Pearson	Nick Holonyak
Kasutatud põhimõte	Fotogalvaaniline efekt	Elektroluminestsents
Lõplik väljund	DC (alalisvoolu) elekter	Valgustus või valgus
Rakendused	Kasutatakse päikeseenergia mänguasjades ja autodes, kaasaskantavates raadiotes, päikesemoodulites jne.	Igasugused valgustusvajadused, autod, vooluringid jne.

Mis on päikesepatarei?

Päikesepatarei töötab fotogalvaanilise efekti põhimõttel, et toota elektrit langevast valgusest, näiteks päikesevalgusest või muudest tehisallikatest.

Päikesepatarei võib koostada igast pooljuhist, kuid räni kasutatakse selle suurepäraste omaduste tõttu kõige rohkem.

Seal on kaks üksteise peale asetatud ränikihti. Ühte kihti nimetatakse n-tüüpi ja teist p-tüüpi. Kui valgus langeb raku pinnale, neeldub see räni elektronidesse.

Need elektronid erutuvad nüüd ja hakkavad siia-sinna liikuma, tekitades seega elektrit. See elekter on alalisvoolu (DC) vorm, kuid seda saab muundada vahelduvvooluks (AC), kasutades tagurpidi.

Esimese päikeseelemendi lõid 1954. aastal Calvin Souther Fuller, Daryl Chapin ja Gerald Pearson ettevõttest Bell Laboratories. Fotogalvaanilise efekti ajalugu ulatub aga 1839. aastasse.

Tänapäeval kasutatakse päikesepatareisid päikeseenergial töötavates mänguasjades ja muudes väikestes seadmetes, mis töötavad elektriga. Päikeseelemendi suurem kasutusala on päikesemoodul, mis luuakse mitme elemendi kombineerimisel.

Päikesemoodulit kasutatakse päikesevalguse neelamiseks ja selle elektrienergiaks muutmiseks. See on suurepärane võimalus säästvaks arenguks.

Mis on LED?

Elektroluminestsentsi põhimõttel kiirgab LED ehk Light-Emitting Diode valgust, kui elekter dioodist läbi lastakse.

Diood koosneb positiivselt laetud p-tüüpi pooljuhist ja negatiivse laenguga n-tüüpi pooljuhist. Need pooljuhid on eraldatud piiriga, mida nimetatakse "ribavaheks".

Kui diood on päripingega, st aku positiivne ots on ühendatud dioodi positiivse otsaga ja sama negatiivsega, toimub tõrjumine mõlemas pooljuhtmaterjalis.

Selle tõrjumise tõttu hakkab laeng koonduma ribapilu ümber, mis lõpuks katkeb, võimaldades elektronidel ühineda ja muutuda valguse footoniteks.

Kiirgava valguse värvus sõltub vabanevate footonite energiast, mis sõltub materjalist, samuti energiast, mis on vajalik ribalaiuse läbimiseks. Erinevat värvi valguse kiirgamiseks saab kasutada erinevaid materjale.

Kuigi LED-ide ajalugu ulatub aastasse 1907, siis alles 1962. aastal leiutas Nick Holonyak dioodi, mis kiirgas nähtavat punast valgust.

Nüüd kasutatakse LED-e autotööstuses, elektroonikatööstuses, elektritööstuses ja kõikjal, kus on vaja valgustust. Samuti on olemas orgaanilised LED-id (OLED), mis kasutavad pooljuhina orgaanilist ühendit.

Peamised erinevused päikesepatarei ja LED-i vahel

1. Päikesepatarei ülesandeks on valguse muutmine elektriks. Teisest küljest kasutatakse LED-i elektrivoolu muundamiseks valgustuseks või valguseks.
2. Päikesepatarei töötab fotogalvaanilise efekti põhimõttel, LED aga elektroluminestsentsi põhimõttel.
3. Solar Cell töötasid välja Calvin Souther Fuller, Daryl Chapin ja Gerald Pearson. LED-i töötas välja Nick Holonyak.
4. Päikeseelemendid leiutati 1954. aastal, võrreldes LED-idega, mis leiutati 1962. aastal.
5. Päikesepatarei toodab elektrit kujul alalisvool (DC), samas kui valgusdiood (LED) väljastab nähtavat valgust.
6. Päikesepatarei peamised rakendused on päikesemoodulid, päikesemänguasjad, nagu autod, väikesed kalkulaatorid ja muud päikeseenergial töötavad seadmed. LED-e kasutatakse aga kodude valgustamiseks, elektriahelates, autode esituledes, valgusfoorides jne.

viited

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

Viimati värskendatud: 12. juulil 2023