Jak funguje solární baterie: princip činnosti, jak zařízení funguje

Solární panely jsou oblíbeným ekologickým a bezpečným zdrojem elektrické energie. V poslední době nalezla tato technologie široké uplatnění a motivovala lidi k přechodu na obnovitelné a cenově dostupné energie, následně zaměřené na napájení průmyslových a domácích spotřebičů. Abyste pochopili složitý proces, musíte nejprve vědět, jak solární baterie funguje.

Princip fungování

Popisovaný přístroj je unikátní tím, že přeměňuje světelnou energii přijatou ze slunečních paprsků na elektrický proud. Taková zařízení jsou standardně založena na fotobuňkách. ve formě fotoelektrických polovodičových měničů.

Pokud vezmeme v úvahu moderní modely baterií napájených sluncem, liší se v řadě parametrů:

• rozměry;
• výrobní kapacita;
• výrobce (náklady).

Je třeba poznamenat, že popsaná zařízení se často nacházejí ve strukturách, které člověk denně používá. používá vše od primitivních kalkulaček až po velké solární elektrárny typ.

Stojí za to podrobněji pochopit, jak funguje solární baterie. Během montáže fotočlánku se na monokrystalický křemíkový plátek nanese tenká vrstva boru a fosforu. V mezivrstvě křemíku a fosforu se tvoří volné elektrony. Proužek s přídavkem boru (anoda) je reprezentován chybějícími elektrony. Příchod kvanta světla na fotočlánek uvádí částice do pohybu, pohybují se mezi vrstvami. Pohybující se elektrony uvolňují určité množství energietvoří potenciální rozdíl. Ten je určen intenzitou dodávaného světla.

Energie uvolněná popsaným způsobem musí být odstraněna z více samostatných desek. K tomu jsou na fotovoltaických měničích vytvořeny pokovené cesty. Maximální výkon baterie přímo závisí na její oblasti. Úměrně tomu roste množství vyrobené elektřiny zvýšení počtu hotelových talířů.

Typy transformačních panelů

Existuje několik typů baterií, které se liší konstrukčními prvky, procentem přeměny slunečního záření. Mají následující vlastnosti:

1. Nejběžnější jsou panely na bázi křemíkových solárních článků, které představují asi 80 % z celkového objemu vytvořených zařízení. Extrakce křemíku a vytvoření legovacího povlaku je nákladný postup, ale nyní náklady na takové výrobní procesy postupně klesají. Křemík není vzácný prvek v zemské kůře. V blízké budoucnosti se všude budou používat právě na ní založené baterie. Významná nevýhoda spočívá v malém koeficientu absorpce světla, protože křemík je polovodič s nepřímou mezerou. Výsledkem je, že hotové fotobuňky mají zvýšenou tloušťku a zařízení hodně váží.
2. Charakteristickým rysem tenkovrstvých panelů je zvýšený koeficient přeměny světla ve srovnání s předchozí verzí. Fotovoltaické články ( polovodiče s přímou mezerou) o tloušťce pouhých několika mikronů generují dostatek energie. Hmotnost uvedených panelů je nevýznamná, často se instalují na obytné budovy, automobily. Hlavní výhodou tenkovrstvých baterií je jejich schopnost efektivně fungovat i za oblačného počasí.
3. Moduly koncentrátorů se vyznačují nejvyšší účinností (cca 45 %), ale vyznačují se také vysokou cenou. Strukturálně jsou fotobuňky současně reprezentovány polovodiči několika typů, řazenými v určité sekvenci. Často použitelné schéma je reprezentováno Ge dráhovým polovodičem, GaInP vrchní vrstvou, GaAs střední vrstvou. Takový vrstvy jsou umístěny speciálním způsobem, díky kterému je sluneční energie účinně absorbována do oblačnosti a jasné počasí. Zvláštnost spočívá ve složité montáži modulů náboje, která vyžaduje maximální přesnost.
4. Organické baterie jsou ve vývoji a nelze je na trhu najít. Jejich solární články fungují podobně jako fotosyntéza rostlin. Na jejich povrch se nanese nejtenčí vrstva světlocitlivé barvy.
5. Fotovoltaické konvertory na bázi monokrystalického křemíku (účinnost cca 20%). Základem fotočlánku je v tomto případě monokrystal čištěného křemíku vypěstovaný ze speciální křemíkové slitiny. V hotové formě jsou monokrystaly reprezentovány kubickými tyčinkami. Poté je výsledná kostka rozdělena na desky o tloušťce nejvýše 180 Mk. Výsledné části jsou důkladně očištěny a vyztuženy speciální ochrannou vrstvou. Povrch je pokovený, ošetřený antireflexní látkou.
6. Fotovoltaické panely pracující na polykrystalickém křemíku (účinnost - cca 15%). Tento materiál se těží zpracováním ochlazené křemíkové taveniny. Proces tvorby pracovních tyčí je dlouhý, protože tavenina probíhá při nízké teplotě, ale mnohem jednodušší ve srovnání s tvorbou monokrystalů.
7. Baterie fotovoltaického typu na bázi amorfního křemíku (účinnost - 10%). Hlavní složka je extrahována podle principu odpařovací fáze, kdy je na nosný materiál fixován silikonový film, vyztužený speciální složkou pro zajištění ochrany. Výhoda spočívá ve výrobě panelů velkoplošných ploch, nízká cena. Z negativních aspektů je zaznamenán nevýznamný provozní zdroj, jehož důvodem je zrychlená degradace.

Efektivní umístění nástroje

Vysoké účinnosti z provozu baterií na slunci je dosaženo generováním potřebné energie po největší počet hodin denně. Úloha je řešena pomocí správného umístění popsaných panelů vzhledem k dráze slunečních paprsků.

Pokud se budeme bavit o běžném statickém umístění baterie, předpokládá se, že bude směřovat k východu s mírným sklonem. Tímto způsobem bude slunce směřovat k fotobuňkám po většinu denních hodin.

Za úspěšné se považuje variabilní uspořádání, kdy je solární baterie upevněna na pohyblivé konstrukci za účelem zvýšení účinnosti přeměny energie. Toto řešení zahrnuje změnu úhlu sklonu pracovní plochy v závislosti na umístění slunečních paprsků. Uživatelé k takovému rozhodnutí přijdou jen zřídka, protože provoz jednotky je velmi drahý.

Úvod do elektrické sítě

Zařízení solárních panelů spočívá v přeměně sluneční energie na elektrický proud. Pro jeho použití v domácích podmínkách však musí být přeměněn na střídavý proud, proudící přímo do fungující energetické sítě.

Transformace výsledného napětí je možná pouze při použití měniče. Na vstup takového zařízení je tedy přiváděn stejnosměrný proud a na výstupu je získáván střídavý proud, vyznačující se požadovaným výkonem, optimálními frekvenčními charakteristikami. Princip fungování solární baterie je také v akumulaci elektrické energie olověnými bateriemi, kterými jsou vybaveny naprosto všechny solární baterie.

Solární panely lze bezpečně nazvat funkčními zařízeními budoucnosti. Umožňují vám ušetřit náklady na energii jejím získáváním přirozeným způsobem, který je bezpečný pro životní prostředí.