Ефикасна претворба сунчевих зрака сунца у енергију која се може користити за напајање стамбених и других објеката је драгоцјени сан многих апологета за зелену енергију.
Али принцип рада соларне батерије и њена ефикасност су такви да нема потребе да говоримо о високој ефикасности таквих система. Било би лијепо имати свој додатни извор електричне енергије. Зар не? Штавише, и данас се у Русији, уз помоћ соларних панела, значајан број приватних домаћинстава успешно снабдева „бесплатном“ електричном енергијом. Још увијек не знате одакле започети?
У наставку ћемо вам рећи о уређају и принципима рада соларног панела, сазнаћете од чега зависи ефикасност соларног система. А видео снимци у чланку помоћи ће вам да лично саставите соларни панел из фотоћелија.
Соларни панели: терминологија
У теми "соларна енергија" постоји доста нијанси и збрке. Почетницима је тешко да у почетку разумеју све непознате појмове. Али без тога, бављење соларном енергијом, набавка опреме за генерисање „соларне“ струје је неразумно.
Несвесно, не можете да изаберете само погрешан панел, већ га једноставно запалите када сте повезани или из њега извучете премало енергије.
Галерија слика
Пхото фром
Уградња са соларних панела омогућава вам рационално коришћење бесплатне, неисцрпне енергије сунчеве светлости
Минијатурне електране састављене од соларних панела пружаће енергију неелектрификованим објектима и кућама које се налазе у регионима са прекидима у опскрби електричном енергијом.
Инсталације које прерадјују УВ зрачење у електричну енергију заузимају најмање простора. налазе се на крововима кућа, господарских објеката, гаража, сјеница, веранди. Ређе се налазе на отвореним местима која нису заузета зградама и засадима.
Соларни панели су неопходна опрема за љубитеље путовања. Обезбедиће енергију далеко од извора енергије
Употреба соларне енергије пружиће прилику за значајно смањење трошкова одржавања летњих викендица и сеоских кућа. можете без проблема да саставите и инсталирате економичан систем властитим рукама
Соларни панели смештени на крми јахте, палуби брода или прамцу брода обезбедиће електричну енергију захваљујући којој је могуће одржавати стабилну комуникацију с обалом
Преносиви соларни панел са батеријом елиминише појаву екстремних ситуација далеко од насеља, гарантује пуњење мобилних уређаја за комуникацију са вољенима
Лагани, компактни пуњачи на соларни погон посебно дизајнирани за планинарење напајаће телефоне, токи-воки, таблете и медијску технологију
Рационална употреба природних ресурса
Снабдевање енергијом неелектрификованих објеката
Уградња соларних панела на крову
Камп мобилне соларне батерије
Независна инсталација у предграђу
Генератор напајања у вожњи бродом
Преносиви соларни панел са батеријом
Минимални уређај за уштеду простора
Прво морате да разумете постојеће врсте опреме за соларну енергију. Соларни панели и соларни колектори су два битно различита уређаја. Обоје трансформишу енергију сунчевих зрака.
Међутим, у првом случају потрошач прима електричну енергију на излазу, а у другом случају топлотну енергију у облику загрејане расхладне течности, тј. Соларни панели се користе за грејање куће.
Максимални поврат са соларног панела може се добити само знањем како функционише, од којих компоненти и компоненти се састоји и како се све правилно повезује
Друга нијанса је концепт самог термина „соларна батерија“. Обично се реч "батерија" односи на неку врсту уређаја за складиштење енергије. Или вам падне на памет банални радијатор грејања. Међутим, у случају соларних батерија, ситуација је радикално другачија. Не акумулирају ништа у себи.
Соларни панел ствара константну електричну струју. Да бисте га претворили у променљиву (користи се у свакодневном животу), у кругу мора бити присутан претварач
Соларни панели дизајнирани су искључиво за производњу електричне струје. С друге стране, она се акумулира да снабдева кућу електричном енергијом ноћу, када сунце залази за хоризонт, већ у акумулаторима који су присутни поред система напајања објекта.
Батерија се овде подразумева у оквиру одређене комбинације истог типа компонената састављених у јединствену целину. У ствари, то је само панел од неколико идентичних фотоћелија.
Унутрашња структура соларне батерије
Постепено, соларни панели постају јефтинији и ефикаснији. Сада се користе за пуњење батерија у уличним лампама, паметним телефонима, електричним аутомобилима, приватним кућама и сателитима у свемиру. Од тога су чак почели да граде пуне соларне електране (СЕС) са великим количинама производње.
Соларна батерија се састоји од многих фотоћелија (фотонапонских претварача фотонапонских ћелија) који претварају енергију фотона са сунца у електричну енергију
Свака соларна батерија је смештена као блок деветог броја модула који комбинују полуводичке фотоћелије повезане у низу. Да бисте разумели принципе рада такве батерије, потребно је разумети рад ове последње везе у уређају соларног панела створеном на бази полуводича.
Врсте кристала фотоћелија
Постоји много опција за соларне ћелије из различитих хемијских елемената. Међутим, већина њих је развој у почетним фазама. До сада се производе само у индустрији соларних ћелија на бази силицијума.
Силиконски полуводичи се користе у производњи соларних ћелија због ниске цене која се не могу похвалити са нарочито високом ефикасношћу
Уобичајена соларна ћелија на соларном панелу је танка плоча од два слоја силицијума, од којих сваки има своја физичка својства. Ово је класично полуводичко пн спајање са паровима електрона-рупа.
Када фотони уђу у ПЕЦ између ових слојева полуводича због нехомогености кристала, формира се фото-емф на вратима, што резултира разлике потенцијала и струјом електрона.
Силицијумске плочице соларних ћелија разликују се у технологији производње за:
- Монокристални.
- Поликристални.
Прве имају већу ефикасност, али трошак њихове производње је виши од трошкова другог. Споља се једна опција од друге на соларном панелу може разликовати по облику.
Галерија слика
Пхото фром
Хелио-електрана у предграђу
Монокристалне соларне ћелије
Изглед соларних ћелија на монокристалима
Монокристална соларна јединица
Набавка соларних панела који је спреман за уградњу
Поликристална соларна ћелија
Поликристална соларна батерија
Направите сопствену производњу соларних ћелија
Једнокристални ПЕЦ имају хомогену структуру и израђени су у облику квадрата са исеченим угловима. Супротно томе, поликристални елементи имају строго квадратни облик.
Поликристали се добијају поступним хлађењем растаљеног силицијума. Ова метода је крајње једноставна, па су такве фотоћелије јефтине.
Али продуктивност у погледу производње електричне енергије од сунчеве светлости ретко прелази 15%. То је због „нечистоће“ добијених силицијумових резина и њихове унутрашње структуре. Овде, што је чистији слој п силицијума, то је већа ефикасност ПЕЦ од њега.
Чистоћа монокристала у овом погледу је много већа од оне код поликристалних аналога. Направљени су не од растаљеног, већ од вештачки узгајаног целог кристала силицијума. Коефицијент фотонапонске конверзије таквих соларних ћелија већ досеже 20-22%.
У уобичајеном модулу, појединачне фотоћелије су састављене на алуминијумском оквиру, а да би се заштитиле одозго, оне су затворене издржљивим стаклом које уопште не омета сунчеву светлост.
Горњи слој плоче са соларним ћелијама окренут према сунцу направљен је од истог силицијума, али са додатком фосфора. Управо ће овај последњи бити извор вишка електрона у пн систему.
Развој флексибилних панела са аморфним фотоелектричним силицијумом постао је прави пробој у пољу коришћења соларне енергије:
Галерија слика
Пхото фром
Флексибилна соларна опција
Флексибилна налепница са фотоћелијама на ролетнама
Флексибилни пуњач за мобилни телефон
Отпоран на механички стрес
Принцип рада соларног панела
Кад сунчева светлост падне на фотоћелију, у њој се стварају неравнотежни парови електрона-рупа. Вишак електрона и „рупа“ делимично се преносе пн спојом из једног полуводичког слоја у други.
Као резултат тога, напон се појављује у спољном кругу. У том случају се на додиру п-слоја формира позитиван пол струје, а негативни пол на н-слоју.
Разлика потенцијала (напона) између контаката фотоћелије појављује се због промене броја „рупа“ и електрона са различитих страна п-н спајања као резултат зрачења н-слоја сунчевим зрацима
Фотоћелије повезане са спољним оптерећењем у облику батерије, са њим стварају зачарани круг. Као резултат, соларни панел делује као својеврсни точак дуж кога електрони „трче“ дуж протеина. И пуњива батерија се постепено добија.
Стандардне силицијумске фотонапонске ћелије су једносмерне ћелије. Пренос електрона у њих одвија се само кроз једно п-н спајање са зоном овог прелаза ограниченом енергијом фотона.
Односно, свака таква фотоћелија је способна да производи електричну енергију само из уског спектра сунчевог зрачења. Сва остала енергија се троши. Стога је ефикасност соларних ћелија тако ниска.
Да би се повећала ефикасност соларних ћелија, недавно су направљени силицијуми полуводички елементи за њих. У новом ФЕП-у већ постоји неколико прелазака. Штавише, сваки од њих у овој каскади дизајниран је за свој спектар сунчеве светлости.
Укупна ефикасност претварања фотона у електричну струју у таквим фотоћелијама у коначници се повећава. Али њихова цена је много виша. Овде је или једноставност израде уз ниску цену и ниску ефикасност, или већи принос заједно с високим трошковима.
Соларна батерија може да ради и лети и зими (потребна јој је светлост, а не топлота) - што мање облака и сунца светли јаче, то ће више соларни панел генерисати електричну струју
Током рада фотоћелија и цела батерија се постепено загреју. Сва енергија која није отишла у производњу електричне струје претвара се у топлоту. Често температура на површини хелиопанела порасте на 50–55 ° С. Али што је већи, фотонапонска ћелија мање ефикасно делује.
Као резултат, исти модел соларне батерије ствара мање струје у топлоти него у хладном времену. Фотоцелице показују максималну ефикасност ведрог зимског дана. На то утичу два фактора - пуно сунца и природно хлађење.
Штавише, ако падне снег на плочу, ионако ће наставити да производи струју. Штавише, пахуље немају времена ни да легну на њега, растопљене од врућине загрејаних фотоћелија.
Ефикасност соларне батерије
Једна фотоћелија чак и у подне по ведром времену даје прилично мало електричне енергије, довољно је само да ЛЕД лампица ради.
Да би повећали излазну снагу, неколико соларних ћелија је комбиновано у паралелном колу како би се повећао једносмерни напон и у серији се повећавала снага струје.
Ефикасност соларних панела зависи од:
- температура ваздуха и сама батерија;
- исправан избор отпора оптерећења;
- угао појављивања сунчеве светлости;
- присуство / одсуство антирефлексног премаза;
- снага светлосног тока.
Што је нижа температура на улици, ефикасније су фотоћелије и соларна батерија. Овде је све једноставно. Али с рачунањем оптерећења ситуација је компликованија. Треба га одабрати на основу тренутне вредности коју ствара панел. Али његова вредност варира у зависности од временских фактора.
Хелиопанели се производе са излазним напоном који је вишеструки од 12 В - ако је за батерију потребно 24 В, тада ће два паралелно морати да се повежу на њу.
Проблематично је стално надгледати параметре соларне батерије и ручно подешавати њен рад. Да бисте то учинили, боље је користити контролни контролер, који аутоматски подешава поставке самог соларног панела како би се постигле максималне перформансе од њега и оптимални режим рада.
Идеалан угао упада сунчевих зрака на соларну ћелију је раван. Међутим, када је одступање унутар 30 степени од окомице, ефикасност панела пада само око 5%. Али с додатним повећањем овог угла, одражаће се све већи удео сунчевог зрачења, смањујући на тај начин ефикасност соларних ћелија.
Ако је батерија потребна да даје максималну енергију у лето, она би требало да буде оријентисана окомито на просечни положај Сунца, који заузима у дане равнодневнице у пролеће и јесен.
За московску регију је око 40–45 степени до хоризонта. Ако је зими потребан максимум, плочу треба поставити у вертикалнији положај.
И још једна ствар - прашина и прљавштина увелико смањују рад соларних ћелија. Фотони кроз такву "прљаву" баријеру једноставно не дођу до њих, што значи да се нема шта претворити у електричну енергију. Плоче се морају редовно прати или постављати тако да прашина сама опере кишу.
Неке соларне ћелије имају уграђена сочива за концентрисање зрачења на соларне ћелије. У ведром времену то води до повећања ефикасности. Међутим, са тешким облачним облаком, ова сочива само штете.
Ако конвенционални панел у таквој ситуацији и даље генерише струју, мада у мањим запреминама, модел сочива престаће скоро потпуно радити.
У идеалном случају сунце из батерија соларних ћелија треба да буде осветљено равномерно. Ако се испостави да је један од његових секција затамњен, тада се неосветљени ПЕЦ претвара у паразитско оптерећење. У таквој ситуацији не само да не стварају енергију, већ је одузимају и радним елементима.
Плоче морају бити монтиране тако да на путу сунчевих зрака нема дрвећа, зграда или других препрека.
Шема напајања куће од сунца
Систем соларне енергије укључује:
- Соларни панели.
- Цонтроллер.
- Батерије
- Претварач (трансформатор).
Регулатор у овом кругу штити и соларне панеле и батерије. С једне стране, спречава да повратне струје теку током ноћи и по облачном времену, а са друге, штите батерије од прекомерног пуњења / пражњења.
Батерије за соларне панеле би требале бити исте према старости и капацитету, у супротном ће се пуњење / пражњење појавити неравномерно, што ће довести до наглог смањења њиховог животног века
Да бисте претворили једносмерну струју од 12, 24 или 48 Волта у наизменични 220-волтни, потребан је инвертер.Аутомобилске батерије се не препоручују за употребу у таквом кругу због њихове немогућности да издрже честа пуњења. Најбоље је потрошити новац и купити специјалне хелијумске АГМ или запаљене ОПзС батерије.
Принципи рада и дијаграм везе соларних панела нису превише компликовани да би их разумели. А са видео материјалима које смо сакупили у даљем тексту биће још лакше разумети све ситнице функционисања и уградње соларних панела.
Доступно је и разумљиво како фотонапонска соларна батерија функционише у свим детаљима:
Како су уређени соларни панели, погледајте у следећем видеу:
Направите самостално склапање соларног панела из фотоћелија:
Сваки елемент у систему соларног напајања викендице мора бити изабран правилно. Неизбежни губици енергије настају на батеријама, трансформаторима и регулатору. И морају се свести на минимум, иначе ће се довољно ниска ефикасност соларних панела свести на нулу уопште.
Током проучавања материјала било је питања? Или знате вриједне информације о теми чланка и можете их саопштити нашим читаоцима? Молимо оставите своје коментаре у пољу испод.