Effektiv omdannelse af solens frie stråler til energi, der kan bruges til at levere boliger og andre objekter, er den mangeårige undskyldning for mange energikilder.
Men solvensbatteriets funktion og dets effektivitet er således, at det endnu ikke er muligt at tale om den høje effektivitet af sådanne systemer. Det ville være rart at få din egen ekstra strømkilde. Er det ikke? Endvidere er der i dag i Rusland, ved hjælp af solpaneler, blevet leveret en masse private husstande med succesfrit elektricitet. Du ved stadig ikke, hvor du skal starte?
Nedenfor vil vi fortælle dig om enheden og principperne for driften af solpanelet, du vil lære, hvad der afgør solens effektivitet. Videoklip, der er opført i artiklen, hjælper dig personligt med at samle et solpanel af fotovoltaiske celler.
Artikelens indhold:
- Solpaneler: terminologi
-
Solens batteriets interne struktur
- Typer af fotocellekrystaller
- Solpanelets princip
- Solar batteri effektivitet
- Husets kraftskema fra solen
- Konklusioner og brugbar video om emnet
Solpaneler: terminologi
I emnet "solenergi" er der mange nuancer og forvirring. Ofte kan nybegyndere i starten forstå alle ukendte vilkår. Men uden dette ville det være uklogt at engagere sig i solenergi, erhverve udstyr til generering af solenergi.
Ubevidst kan du ikke kun vælge et uegnet panel, men også blot brænde det, når det er tilsluttet eller ekstraherer for lidt energi fra den.
Den maksimale effekt fra solpanelet kan kun opnås ved at vide, hvordan det virker, hvilke komponenter og komponenter det består af, og hvordan det hele forbinder korrekt.
For det første skal du forstå de eksisterende typer udstyr til solenergi. Solpaneler og solfangere er to fundamentalt forskellige enheder. Begge konverterer energien fra solens stråler.
I det første tilfælde modtager forbrugeren imidlertid elektrisk energi ved udgangen, og i den anden er termisk energi i form af et opvarmet kølemiddel, dvs. solpaneler er vant til hjem opvarmning.
Den anden nuance er begrebet udtrykket "solbatteri" selv. Normalt betyder ordet "batteri" en anordning, der akkumulerer elektricitet. Eller en banal varme radiator kommer i tankerne. Men i tilfælde af helio-batterier er situationen radikalt anderledes. De ophober intet i sig selv.
Solpanelet genererer en konstant strøm. For at konvertere det til en variabel (bruges i hverdagen), skal en omformer være til stede i kredsløbet.
Solpaneler er udelukkende designet til at generere elektrisk strøm. Det akkumuleres igen for at forsyne huset med elektricitet om natten, når solen går ned over horisonten, allerede i batterierne, der er til stede i objektets ekstra energiforsyningssystem.
Batteriet her er meningen i sammenhæng med et bestemt sæt af lignende komponenter, der er samlet i noget helt. Faktisk er dette kun et panel af flere identiske fotoceller.
Solens batteriets interne struktur
Efterhånden bliver solcellerne billigere og mere effektive. Nu bruges de til genopladning af batterier i gadelamper, smartphones, elbiler, private hjem og satellitter i rummet. De begyndte endda at bygge højkvalitets solkraftværker (SES) med store mængder generation.
Heliobatteri består af et sæt fotovoltaiske celler (fotoelektriske omformere FEP), som konverterer energi fra fotoner fra solen til elektricitet
Hvert solbatteri er arrangeret som en blok af det nte antal moduler, der kombinerer sekventielt forbundne halvlederfotovoltaiske celler. For at forstå principperne for driften af et sådant batteri er det nødvendigt at forstå arbejdet i denne endeenhed i enheden heliopanel, der er oprettet på basis af halvledere.
Typer af fotocellekrystaller
Valg FEP fra forskellige kemiske elementer, der er en enorm mængde. Men de fleste er udviklingen i de indledende faser. I øjeblikket produceres kun siliciumbaserede solceller i kommercielt omfang.
Silicon halvledere anvendes til fremstilling af solceller på grund af deres lave omkostninger, de kan ikke prale af særlig høj effektivitet
En almindelig fotocelle i en heliopanel er en tynd plade af to lag silicium, som hver har sine egne fysiske egenskaber. Dette er en klassisk halvleder p-n sammenkobling med elektron-hulpar.
Når fotoner rammer FEP mellem disse halvlederlag, på grund af heterogeniteten af krystallen, dannes en foto-EMF-ventil, hvilket resulterer i en potentiel forskel og en elektronstrøm.
Silikoneplader af fotoceller adskiller sig i fremstillingsteknologi til:
- Monokrystallinske.
- Polykrystallinske.
Den første har en højere effektivitet, men prisen på deres produktion er højere end den anden. Eksternt kan en mulighed fra en anden på solpanelet skelnes ud fra form.
Enkeltkrystal FEP har en homogen struktur, de er lavet i form af kvadrater med skårne hjørner. I modsætning hertil har polykrystallinske elementer en strengt firkantet form.
Polykrystaller opnås som et resultat af den gradvise afkøling af smeltet silicium. Denne metode er ekstremt enkel, så disse fotovoltaiske celler er billige.
Men deres ydeevne med hensyn til at generere elektricitet fra solens stråler overstiger sjældent 15%. Dette skyldes "urenheden" af de opnåede siliciumplader og deres indre struktur. Her, jo renere p-lag af silicium, jo højere effektiviteten af FEP fra den.
Renheden af enkeltkrystaller i denne henseende er meget højere end polykrystallinske analogers. De fremstilles ikke fra smeltet, men fra kunstigt dyrket hele siliciumkrystal. Den fotoelektriske omregningskoefficient for en sådan FEP når allerede 20-22%.
I et fælles modul samles individuelle fotoceller på en aluminiumsramme, og for at beskytte dem ovenfra er de dækket af slidstærk glas, som ikke forstyrrer solens stråler.
Det øverste lag af fotocellepladen, der vender mod solen, er lavet af samme silicium, men med tilsætning af fosfor. Det er sidstnævnte, der vil være kilden til overskydende elektroner i pn-forbindelsessystemet.
Solpanelets princip
Når solstråler falder på fotocellen, genereres ikke-ligevægt elektron-hulpar i den. Overskydende elektroner og "huller" overføres delvist gennem p-n-forbindelsen fra et halvlederlag til et andet.
Som følge heraf vises spænding i det eksterne kredsløb. I dette tilfælde dannes den positive pol af den aktuelle kilde ved p-lagets kontakt og negativ ved n-laget.
Den potentielle forskel (spænding) mellem fotocellens kontakter sker på grund af ændringer i antallet af "huller" og elektroner fra forskellige sider af pn-forbindelsen som følge af bestråling af n-laget ved solens stråler.
Fotocellerne forbundet med en ekstern belastning i form af et batteri danner en ond cirkel med den. Som et resultat fungerer solpanelet som en slags hjul, langs hvilke proteiner kører elektroner sammen. Og batteriet får samtidig ladning.
Standard silicium fotoelektriske omformere er unijunction elementer. Elektroner strømmer gennem dem kun gennem et enkelt p-n-kryds med en energi-begrænset foton zone af denne overgang.
Det vil sige, at hver sådan fotocelle kun kan generere elektricitet fra et smalt spektrum af solstråling. Al anden energi er spildt. Derfor er effektiviteten af FEP så lav.
For at øge effektiviteten af solceller er silicium-halvlederceller for nylig blevet lavet multi-overgang (cascaded) for dem. I de nye FEP-overgange er der allerede flere. Og hver af dem i denne kaskade er designet til sit eget spektrum af sollys.
Den samlede effektivitet af omdannelsen af fotoner til elektrisk strøm for sådanne solceller øges som følge heraf. Men deres pris er meget højere. Her enten den lette fremstilling med lav pris og lav effektivitet, eller højere afkast kombineret med høj pris.
Solbatteriet kan virke både om sommeren og om vinteren (det har brug for lys, ikke varme) - jo mindre skyenhed og lysere solen skinner, jo mere heliopanel vil generere elektrisk strøm
Under drift opvarmes fotocellen og hele batteriet gradvist. Al den energi, der ikke gik på genereringen af elektrisk strøm, er omdannet til varme. Ofte stiger temperaturen på heliopanelens overflade til 50-55 ° C. Men jo højere det er, desto mindre fungerer den solceller.
Som følge heraf genererer den samme model af solbatteriet i varmen mindre strøm end i frost. Maksimal effektivitet fotovoltaisk show på en klar vinterdag. Der er to faktorer - meget sol og naturlig afkøling.
Desuden, hvis sne falder på panelet, vil det fortsætte med at generere elektricitet alligevel. Desuden vil snefnugene ikke engang have tid til at ligge på den, smeltende af varmen fra de opvarmede fotoceller.
Solar batteri effektivitet
En fotocelle, selv ved middagstid i klart vejr, producerer meget lidt elektricitet, kun nok til driften af LED-lommelygten.
For at øge udgangseffekten kombineres flere solceller parallelt for at øge konstant spænding og i serie for at øge strømmen.
Solpanelernes effektivitet afhænger af:
- lufttemperatur og selve batteriet;
- korrekt valg af belastningsmodstand
- indfaldsvinkel for sollys;
- tilstedeværelsen / fraværet af anti-reflekterende belægning;
- lysudgang.
Jo lavere temperaturen i gaden er, jo mere effektiv er solcellerne og solbatteriet som helhed. Alt er simpelt her. Men med beregningen af belastningssituationen er det mere kompliceret. Det bør vælges på grundlag af den strøm, der genereres af panelet. Men dens værdi ændres afhængigt af vejrfaktorer.
Heliopaneler er fremstillet med forventning om en udgangsspænding, der er et flertal på 12 V - hvis du skal anvende 24 V til batteriet, skal du forbinde to paneler til det parallelt
Kontinuerlig overvåge parametrene i solbatteriet og manuelt korrigere dets arbejde er problematisk. For dette er det bedre at bruge styreenhedsom i den automatiske tilstand selv justerer indstillingerne for heliopanel for at opnå maksimal ydeevne og optimale driftsformer fra den.
Den ideelle indfaldsvinkel for solens stråler på solbatteriet er lige. Men med en afvigelse på 30 grader fra vinkelret, falder panelets effektivitet kun i området 5%. Men med en yderligere stigning i denne vinkel afspejles en stigende andel solstråling, hvilket reducerer effektiviteten af FEP.
Hvis batteriet skal give maksimal energi om sommeren, skal den være orienteret vinkelret på den gennemsnitlige position af solen, som den indtager i equinoxerne i foråret og efterår.
For Moskva-regionen er det omkring 40-45 grader til horisonten. Hvis det maksimale er nødvendigt om vinteren, skal panelet placeres i en mere opretstående stilling.
Og endnu en ting - støv og snavs reducerer i høj grad fotocellernes ydeevne. Fotoner gennem en sådan "snavset" barriere når dem simpelthen ikke, og derfor er der ikke noget at omdanne til elektricitet. Panelerne skal regelmæssigt vaskes eller indstilles, så støvet skylles af med regn på egen hånd.
Nogle solceller har indbyggede linser til koncentrering af stråling på solceller. I klart vejr fører dette til øget effektivitet. Men i tunge skyer bringer disse linser kun skade.
Hvis det sædvanlige panel i en sådan situation fortsætter med at generere strøm, om end i mindre volumener, vil linsemodellen stoppe med at arbejde næsten helt.
Solbatteriet af fotoceller bør ideelt set oplyse jævnt. Hvis en af dens sektioner viser sig at være mørkere, bliver den ubelyste FEP en parasitisk belastning. De skaber ikke kun energi i en sådan situation, men også fjerner det fra arbejdselementer.
Paneler skal installeres, så der ikke er træer, bygninger og andre barrierer i solstrålevejene.
Husets kraftskema fra solen
Solsystemet omfatter:
- Geliopaneli.
- Controller.
- Batterier.
- Inverter (transformer).
Regulatoren i denne ordning beskytter både solbatterier og batterier. På den ene side forhindrer det strømmen af omvendte strømmer om natten og i overskyet vejr og på den anden side beskytter batterierne mod for stor ladning / udladning.
Batterier til heliopaneller bør vælges for at være ens i alder og kapacitet, ellers vil opladning / udladning ske ujævnt, hvilket vil føre til et kraftigt fald i deres levetid
Til omdannelse af likestrøm til 12, 24 eller 48 volt til en vekslende 220 volt nødvendig inverter. Bilbatterier bør ikke anvendes i en sådan ordning på grund af deres manglende evne til at modstå hyppige genopladninger. Det er bedst at investere og købe særlige helium AGM eller udfylde OPzS-batterier.
Konklusioner og brugbar video om emnet
Principper for drift og sol kredsløb diagrammer ikke for kompliceret at forstå. Og med de videomaterialer, vi har samlet nedenfor, vil det være endnu nemmere at forstå alle de komplicerede funktioner og driften af heliopaneller.
Tilgængelig og forståelig, hvordan et solcellepanel fungerer i fuld detalje:
Hvordan anbringes solpaneler i følgende video:
Do-it-yourself solpanel samling:
Hvert element i solenergi system Huset skal matches korrekt. Uundgåelige strømtab forekommer på batterier, transformatorer og controlleren. Og de skal bestemt reduceres til et minimum, ellers vil heliopanernes ret lave effektivitet reduceres til nul helt.
Under studiet af de materielle spørgsmål? Eller kender du værdifulde oplysninger om artiklens emne og kan du formidle det til vores læsere? Venligst send dine kommentarer i boksen nedenfor.
