Enerģētika ir bijusi aktuāla tēma gadu desmitiem un tā būs arī turpmāk. Ilgtspējīgas enerģijas tēma ir likusi darbā lielākos prātus un mudinājusi viņus rast risinājumu.
Šie risinājumi nāk ar laikmetu definējošiem izciliem izgudrojumiem. Divi šādi atklājumi bija saules baterija un LED.
Atslēgas
- Saules baterijas pārvērš saules gaismu elektroenerģijā, bet gaismas diodes pārvērš elektrisko enerģiju gaismā.
- Saules baterijas ir izgatavotas no pusvadītāju materiāliem, piemēram, silīcija, savukārt gaismas diodes sastāv no pn savienojuma diodes.
- Saules baterijām ir pielietojums atjaunojamās enerģijas ražošanā, savukārt gaismas diodes tiek izmantotas dažādiem apgaismojuma un displeja mērķiem.
Saules baterija vs LED
Atšķirība starp saules bateriju un LED ir tāda, ka saules baterijas ražo elektroenerģiju tieši no gaismas, savukārt gaismas diodes ražo gaismu tieši no elektrības. Citiem vārdiem sakot, saules baterijas pārvērš gaismu elektrības formā. No otras puses, gaismas diodes pārvērš elektrību redzamā gaismā un izstaro to.
Saules baterija izmanto fotoelektrisko efektu, lai ražotu elektroenerģiju. Tas ir iemesls, kāpēc dažreiz to sauc arī par fotoelementu.
Vairākas saules baterijas var organizēt kopā, lai sagatavotu saules moduli, kas var absorbēt lielu daudzumu siltuma, kā rezultātā palielinās elektroenerģijas ražošana.
LED ir akronīms vārdam Light Emitting Diode. Tie izstaro gaismu, ja starp anodu un katodu ir potenciālu atšķirība.
Tā kā tie ir efektīvi un tiem ir ilgs kalpošanas laiks, tos izmanto dažādiem mērķiem, piemēram, apgaismojumam, elektroniskajām shēmām, automobiļu rūpniecībai un citiem.
Salīdzināšanas tabula
| Salīdzināšanas parametri | Saules baterija | LED |
|---|---|---|
| Nolūks | Lai pārvērstu gaismu elektrībā | Lai pārvērstu elektrību gaismā |
| Izgudrots iekšā | 1954 | 1962 |
| izgudroja | Kalvins Sauters Fullers, Derils Čepins un Džeralds Pīrsons | Niks Holonjaks |
| Izmantotais princips | Fotoelementu efekts | Elektroluminiscence |
| Galīgā izlaide | Līdzstrāvas (līdzstrāvas) elektrība | Apgaismojums vai gaisma |
| Aplikācijas | Izmanto saules rotaļlietās un automašīnās, portatīvajos radioaparātos, saules moduļos utt. | Visa veida apgaismojuma vajadzības, automašīnas, ķēdes utt. |
Kas ir saules baterija?
Saules baterija darbojas pēc fotoelektriskā efekta principa, lai ražotu elektroenerģiju no krītošas gaismas, piemēram, saules gaismas vai citiem mākslīgiem avotiem.
Saules bateriju var veidot no jebkura pusvadītāja, taču silīcijs tiek izmantots visvairāk tā lielisko īpašību dēļ.
Ir divi silīcija slāņi, kas sakrauti viens uz otra. Vienu slāni sauc par n-tipu, bet otru par p-tipu. Kad gaisma krīt uz šūnas virsmas, to absorbē silīcija elektroni.
Šie elektroni tagad “uzbudinās” un sāk kustēties šurpu turpu, tādējādi ražojot elektrību. Šī elektroenerģija ir līdzstrāvas (DC) forma, bet to var pārveidot par maiņstrāvu (AC), izmantojot invertors.
Pirmo saules bateriju 1954. gadā izveidoja Kalvins Sauters Fullers, Derils Čepins un Džeralds Pīrsons no Bell Laboratories. Tomēr fotoelektriskā efekta vēsture aizsākās 1839. gadā.
Mūsdienās saules baterijas tiek izmantotas ar saules enerģiju darbināmās rotaļlietās un citās mazās ierīcēs, kas darbojas ar elektrību. Plašāka saules baterijas izmantošana ir saules modulis, kas tiek izveidots, apvienojot vairākas šūnas.
Saules moduli izmanto, lai absorbētu saules gaismu un pārvērstu to elektrībā. Tas ir lielisks veids, kā nodrošināt ilgtspējīgu attīstību.
Kas ir LED?
Pamatojoties uz elektroluminiscences principu, LED vai gaismas diode izstaro gaismu, kad elektrība tiek izlaista cauri diodi.
Diode sastāv no pozitīvi lādēta p tipa pusvadītāja un negatīvi lādēta n tipa pusvadītāja. Šos pusvadītājus atdala robeža, ko sauc par "joslas spraugu".
Ja diode ir nobīdīta uz priekšu, ti, akumulatora pozitīvais gals ir savienots ar diodes pozitīvo galu un tas pats ar negatīvo, atgrūšanās notiek abos pusvadītāju materiālos.
Šīs atgrūšanās dēļ lādiņš sāk koncentrēties ap joslas spraugu, kas galu galā pārtrūkst, ļaujot elektroniem apvienoties un pārveidoties gaismas fotonos.
Izstarotās gaismas krāsa ir atkarīga no atbrīvoto fotonu enerģijas, kas ir atkarīga no materiāla, kā arī no enerģijas, kas nepieciešama, lai izietu joslas spraugu. Dažādu krāsu gaismas izstarošanai var izmantot dažādus materiālus.
Lai gan gaismas diožu vēsture aizsākās 1907. gadā, Niks Holonyaks izgudroja diodi, kas izstaro redzamu sarkanu gaismu, tikai 1962. gadā.
Tagad gaismas diodes tiek izmantotas automobiļu rūpniecībā, elektroniskajā rūpniecībā, elektriskajā rūpniecībā un visur, kur ir nepieciešams apgaismojums. Ir arī organiskās gaismas diodes (OLED), kas izmanto organisko savienojumu kā pusvadītāju.
Galvenās atšķirības starp saules bateriju un LED
- Saules baterijas funkcija ir pārvērst gaismu elektrībā. No otras puses, LED tiek izmantots, lai pārveidotu elektrisko strāvu apgaismojumā vai gaismā.
- Saules baterija darbojas pēc fotoelektriskā efekta principa, savukārt LED darbojas pēc elektroluminiscences principa.
- Solar Cell izstrādāja Calvin Souther Fuller, Deryl Chapin un Gerald Pearson. LED izstrādāja Niks Holonyaks.
- Saules baterijas tika izgudrotas 1954. gadā, salīdzinot ar LED, kas tika izgudrotas 1962. gadā.
- Saules baterija ražo elektroenerģiju šādā veidā līdzstrāva (DC), savukārt gaismas diode (LED) izdod gaismu, kas ir redzama.
- Galvenie saules bateriju lietojumi ir saules moduļi, saules rotaļlietas, piemēram, automašīnas, mazi kalkulatori un citas ierīces, kas darbojas ar saules enerģiju. Tomēr gaismas diodes izmanto apgaismojumam mājās, elektriskās ķēdēs, automašīnu priekšējos lukturos, luksoforos utt.
- https://books.google.com/books?hl=en&lr=&id=4Ok7DQAAQBAJ&oi=fnd&pg=PP7&dq=solar+cells&ots=j6gQQw-3JE&sig=iZbaIw9xzINvH1rHCGplfddF97c
- https://www.taylorfrancis.com/books/mono/10.1201/9781420076639/introduction-light-emitting-diode-technology-applications-gilbert-held
Pēdējo reizi atjaunināts: 12. gada 2023. jūlijā
Esmu pielicis tik daudz pūļu, rakstot šo emuāra ierakstu, lai sniegtu jums vērtību. Tas man ļoti noderēs, ja apsverat iespēju to kopīgot sociālajos medijos vai ar draugiem/ģimeni. DALĪŠANĀS IR ♥️
Pijušs Jadavs pēdējos 25 gadus ir pavadījis, strādājot par fiziķi vietējā sabiedrībā. Viņš ir fiziķis, kurš aizrautīgi cenšas padarīt zinātni pieejamāku mūsu lasītājiem. Viņam ir bakalaura grāds dabaszinātnēs un pēcdiploma diploms vides zinātnē. Vairāk par viņu varat lasīt viņa vietnē bio lapa.
