Prinsippet om solbatteri: hvordan panelet er ordnet

Effektiv konvertering av solstråler til energi, som kan brukes til å levere boliger og andre gjenstander, er den kjære drømmen om mange unnskyldninger for grønn energi.

Men solvensbatteriets virkemåte og effektiviteten er slik at det ikke er mulig å snakke om den høye effektiviteten til slike systemer. Det ville være fint å få din egen ekstra strømkilde. Er det ikke? Dessuten, selv i dag, i Russland, ved hjelp av solcellepaneler, har mange private husholdninger med hell blitt levert med "gratuitous" elektrisitet. Du vet fortsatt ikke hvor du skal begynne?

Nedenfor vil vi fortelle deg om enheten og prinsippene for driften av solpanelet, du vil lære hva som bestemmer effektiviteten til solsystemet. Videoklipp som er oppført i artikkelen, hjelper deg personlig å montere et solcellepanel av fotovoltaiske celler.

Solpaneler: terminologi

I temaet "solenergi" er det mange nyanser og forvirring. Ofte kan nybegynnere ved å forstå alle ukjente vilkår i begynnelsen være vanskelig. Men uten dette ville det være uklokt å engasjere seg i solenergi, anskaffe utstyr for å generere solenergi.

Uvitende kan du ikke bare velge et uegnet panel, men også bare brenne det når det er tilkoblet eller trekk ut for lite energi fra den.

Først må du forstå eksisterende utstyr for solenergi. Solcellepaneler og solfangere er to fundamentalt forskjellige enheter. Begge konverterer energien til solens stråler.

Imidlertid mottar forbrukeren i det første tilfellet elektrisk energi, og i det andre, termisk energi i form av et oppvarmet kjølemiddel, dvs. solcellepaneler er vant til hjem oppvarming.

Den andre nyansen er begrepet termen "solbatteri" selv. Vanligvis betyr ordet "batteri" en enhet som samler strøm. Eller en banal oppvarming radiator kommer i tankene. Men når det gjelder helio-batterier, er situasjonen radikalt forskjellig. De samler ingenting i seg selv.

Solcellepaneler er laget utelukkende for å generere elektrisk strøm. Det samler seg igjen for å forsyne huset med strøm om natten, når solen går ned over horisonten, allerede i batteriene som er tilstede i objektets ekstra energiforsyningssystem.

Batteriet her er ment i sammenheng med et bestemt sett med lignende komponenter som er samlet inn i noe helt. Faktisk er dette bare et panel av flere identiske fotoceller.

Den interne strukturen til solbatteriet

Etter hvert blir solceller blitt billigere og mer effektive. Nå brukes de til å lade batterier i gatelamper, smarttelefoner, elektriske biler, private hjem og satellitter i rommet. De begynte å bygge solide kraftverk (SES) med store mengder generasjon.

Hvert solcellebatteri er arrangert som en blokk av nt antall moduler som kombinerer sekvensielt tilkoblede halvlederfotovoltaiske celler. For å forstå prinsippene for drift av et slikt batteri, er det nødvendig å forstå arbeidet til denne endeenheten i enhetens heliopanel, opprettet på grunnlag av halvledere.

Typer av fotocellekrystaller

Alternativer FEP fra forskjellige kjemiske elementer, det er en stor mengde. Imidlertid er de fleste av utviklingene i begynnelsen. For tiden blir bare silisiumbaserte fotovoltaiske paneler kommersielt produsert.

En vanlig fotocelle i en heliopanel er en tynn plate av to lag silisium, som hver har sine egne fysiske egenskaper. Dette er en klassisk halvleders p-n-kryss med elektronhullspar.

Når fotoner treffer FEP mellom disse lagene i halvlederen, på grunn av heterogeniteten til krystallet, dannes en foto-EMF-ventil, noe som resulterer i en potensiell forskjell og en elektronstrøm.

Silikonplater av fotoceller varierer i produksjonsteknologi for:

1. Monokrystallinske.
2. Polykrystallinsk.

Den første har høyere effektivitet, men kostnaden for produksjonen er høyere enn den andre. Eksternt kan et alternativ fra en annen på solpanelet skille seg ut fra skjemaet.

Enkeltkrystall FEP har en homogen struktur, de er laget i form av firkanter med kutte hjørner. I motsetning har polykrystallinske elementer en strengt firkantet form.

Polykrystaller oppnås som et resultat av gradvis avkjøling av smeltet silisium. Denne metoden er ekstremt enkel, så disse fotovoltaiske celler er billige.

Men deres ytelse når det gjelder å generere elektrisitet fra solstrålene, går sjelden over 15%. Dette skyldes "urenheten" av de oppnådde silisiumplater og deres indre struktur. Her, jo renere p-laget av silisium, jo ​​høyere effektiviteten av FEP fra den.

Renheten av enkle krystaller i denne henseende er mye høyere enn for polykrystallinske analoger. De er laget ikke fra smeltet, men fra kunstig dyrket hele silisiumkrystall. Den fotoelektriske konverteringskoeffisienten for en slik FEP når allerede 20-22%.

Topplaget på fotocellplaten vendt mot solen er laget av samme silisium, men med tilsetning av fosfor. Det er sistnevnte som vil være kilden til overskytende elektroner i pn-krysssystemet.

Prinsippet om solpanelet

Når solstråler faller på fotocellen, genereres ikke-likevekts elektronhullspar i den. Overflødige elektroner og "hull" overføres delvis gjennom p-n-krysset fra ett halvlederlag til et annet.

Som et resultat oppstår spenning i den eksterne kretsen. I dette tilfellet dannes den positive polen av den aktuelle kilde ved kontakt av p-laget og negativt ved n-laget.

Fotocellene koblet til en ekstern last i form av et batteri danner en ond sirkel med den. Som et resultat fungerer solpanelet som et slags hjul, sammen med hvilke proteiner som kjører elektroner sammen. Og batteriet på samme tid gradvis oppnår ladning.

Standard silisium fotoelektriske omformere er unijunction elementer. Elektroner strømmer gjennom dem bare gjennom et enkelt p-n-kryss med en energibegrenset fotonsone av denne overgangen.

Det vil si, hver slik fotocelle kan bare generere elektrisitet fra et smalt spekter av solstråling. All annen energi er bortkastet. Derfor er effektiviteten til FEP så lav.

For å øke effektiviteten til solceller, har silisium-halvlederceller nylig blitt gjort multi-overgang (cascaded) for dem. I de nye FEP-overgangene er det allerede flere. Og hver av dem i denne kaskade er designet for sitt eget spekter av sollys.

Den totale effektiviteten av omdannelsen av fotoner til elektrisk strøm for slike solceller øker som et resultat. Men prisen er mye høyere. Her enten den enkle produksjonen med lav pris og lav effektivitet, eller høyere avkastning kombinert med høy pris.

Under drift blir fotocellen og hele batteriet gradvis oppvarmet. All energi som ikke gikk på generering av elektrisk strøm, blir forvandlet til varme. Ofte stiger temperaturen på overflaten av heliopanelen til 50-55 ° C. Men jo høyere det er, desto mindre fungerer den fotovoltaiske cellen.

Som et resultat, genererer den samme modellen av solbatteriet i varmen mindre strøm enn i frost. Maksimal effektivitet photovoltaic show på en klar vinterdag. Det er to faktorer - mye sol og naturlig kjøling.

Videre, hvis snø faller på panelet, vil det fortsette å generere elektrisitet uansett. Dessuten vil snøflakene ikke engang ha tid til å ligge på den, smelter fra varmen til de oppvarmede fotoceller.

Solar batteri effektivitet

En fotocelle, selv ved middagstid i klart vær, produserer svært lite elektrisitet, bare nok til driften av LED-lommelykten.

For å øke utgangseffekten kombineres flere solceller parallelt for å øke konstant spenning og i serie for å øke strømmen.

Effektiviteten til solcellepaneler er avhengig av:

• lufttemperatur og selve batteriet;
• korrekt valg av lastmotstand;
• sannsynlighet for sollys;
• nærvær / fravær av anti-reflekterende belegg;
• lysutgang.

Jo lavere temperaturen i gaten er, jo mer effektive er solcellecellene og solbatteriet som helhet. Alt er enkelt her. Men med beregning av belastningssituasjonen er det mer komplisert. Det bør velges på grunnlag av strømmen generert av panelet. Men verdien varierer avhengig av værforhold.

Fortsett å overvåke parametrene til solbatteriet og manuelt rette arbeidet sitt er problematisk. For dette er det bedre å bruke kontrollenhetsom i den automatiske modusen selv justerer innstillingene til heliopanelen for å oppnå maksimal ytelse og optimale driftsmoduser fra den.

Den ideelle forekomst av solstrålene på solbatteriet er rett. Imidlertid, med en avvik på 30 grader fra det vinkelrette, faller panelets effektivitet bare i området 5%. Men med en ytterligere økning i denne vinkelen vil en økende andel solstråling reflekteres, og dermed redusere effektiviteten til FEP.

Hvis batteriet er nødvendig for å gi maksimal energi om sommeren, bør den være orientert vinkelrett på den gjennomsnittlige posisjonen til solen, som den opptar i equinoxene på våren og av høsten.

For Moskva-regionen er det omtrent 40-45 grader til horisonten. Hvis maksimumet er nødvendig om vinteren, bør panelet plasseres i en mer oppreist stilling.

Og en ting til - støv og smuss reduserer ytelsen til fotoceller sterkt. Fotoner gjennom en slik "skitten" barriere kommer rett og slett ikke til dem, og derfor er det ikke noe å konvertere til elektrisitet. Panelene skal vaskes regelmessig eller settes slik at støvet vaskes av med regn på egen hånd.

Noen solceller har innebygde linser for å konsentrere stråling på solceller. I klart vær fører dette til økt effektivitet. Imidlertid, i tunge skyer, bringer disse linsene bare skade.

Hvis det vanlige panelet i en slik situasjon fortsetter å generere strøm, om enn i mindre volumer, vil linsemodellen slutte å virke nesten fullstendig.

Solbatteriet av fotoceller bør helst lyse opp jevnt. Hvis en av dens seksjoner viser seg å være mørknet, blir ikke-opplyst FEP en parasitisk belastning. De produserer ikke bare energi i en slik situasjon, men tar også den bort fra arbeidselementer.

Paneler skal installeres slik at det ikke er trær, bygninger og andre barrierer i stien til solens stråler.

Strømmen av huset fra solen

Solsystemet omfatter:

1. Geliopaneli.
2. Controller.
3. batterier.
4. Inverter (transformator).

Kontrolleren i denne ordningen beskytter både solbatterier og batterier. På den ene siden forhindrer det strømmen av omvendte strømmer om natten og i overskyet vær, og på den annen side beskytter det batterier mot overdreven ladning / utladning.

For transformasjon av likestrøm til 12, 24 eller 48 volt til en vekslende 220 volt nødvendig inverter. Bilbatterier skal ikke brukes i en slik ordning på grunn av manglende evne til å motstå hyppige ladninger. Det er best å investere og kjøpe spesielle helium AGM eller fylle OPzS batterier.

Konklusjoner og nyttig video om emnet

Prinsipper for operasjon og solkretsdiagrammer Ikke for komplisert å forstå. Og med videomaterialene vi samlet inn nedenfor, vil det bli enda enklere å forstå alle de vanskelighetene ved driften og installasjonen av heliopaneller.

Tilgjengelig og forståelig hvordan en solcellepanel fungerer, i full detalj:

Hvordan er solpaneler arrangert i følgende video:

Gjør det selv solpanelmontering:

Hvert element i solenergi system Hytta må tilpasses riktig. Uunngåelige strømbrudd oppstår på batterier, transformatorer og kontrolleren. Og de bør definitivt bli redusert til et minimum, ellers vil den ganske lave effektiviteten til heliopaneller reduseres til null helt.

Under studiet av materielle spørsmål? Eller vet du verdifull informasjon om emnet i artikkelen, og kan du kommunisere det med våre lesere? Vennligst legg igjen dine kommentarer i boksen under.