גם בעולם וגם ברוסיה, פאנלים סולאריים הופכים פופולריים יותר ויותר. אלו הם תאים סולריים מוליכים למחצה הקולטים את קרני השמש וממירים את האנרגיה המתקבלת לחשמל. אם תשים כמה מהסוללות האלה, הביצועים שלהן יספיקו כדי לענות על הצרכים של הבית הפרטי כולו. המאמר מתאר את היתרונות והחסרונות של אנרגיה סולארית, מפרטים וסוגי סוללות.
תוכן המאמר
- מכשיר ועיקרון הפעולה
- יתרונות וחסרונות של פאנלים סולאריים
- מאפיינים עיקריים וסוגי סוללות
מכשיר ועיקרון הפעולה
לפני ששוקלים את היתרונות והחסרונות של פאנלים סולאריים, יש צורך להבין את העיצוב ואת עקרון הפעולה שלהם. הציוד העיקרי כזה הוא תאים עם תאי פוטו. הם מחוברים למסגרת, למעלה יש זכוכית וציפוי מגן העשויים מפולימרים (עליון ותחתון - EVA ו-PVC). הבסיס הוא הקיר האחורי, ועוד נמוך יותר תיבת המגע והתושבת, איתם מותקן האלמנט על הגג או במקום אחר.
החלק העיקרי של סוללה סולארית הוא תא פוטו. זהו שמו של לוח דק של חומר מוליכים למחצה - סיליקון, מונח ב-2 שכבות. ניתן להשתמש בחומרים אחרים במקום:
- סיליקון אמורפי הוא זול, אבל היעילות שלו היא הנמוכה ביותר מבין כל המוליכים למחצה: היעילות היא לא יותר מ-8%;
- קדמיום טלוריד הוא יקר, אבל יש לו יעילות גבוהה של 11%;
- CIGS היא סגסוגת של גליום, אינדיום, סלניום ונחושת ביעילות של 15%.
כפי שאתה יכול לראות, החסרונות של פאנלים סולאריים קשורים ביעילות נמוכה, כלומר ביעילות נמוכה למדי. אבל אל תשכח שאנרגיה מופקת לחינם ולמעשה בכמויות בלתי מוגבלות. עקרון הפעולה הוא די פשוט:
- קרני השמש נופלות על פני תא הפוטו.
- כתוצאה מחימום, כלומר קליטת אנרגיה, הוא משחרר אלקטרונים.
- בהשפעת שדה חשמלי הם מתחילים לנוע בצורה מסודרת, כלומר נוצר זרם חשמלי.
- בעזרת מהפך, זרם ישר מומר מיד לזרם חילופין, הנדרש להנעת ציוד, מכשירי חשמל ביתיים (הוא משמש בשקעים).
- הזרם נכנס לרשת ומשמש למטרה המיועדת לו.
יתרונות וחסרונות של פאנלים סולאריים
ברור שיש פלוסים וחסרונות של אנרגיה סולארית. היתרונות של תאי סוללה כאלה ברורים:
- האפשרות לקבל חשמל חינם בכמויות בלתי מוגבלות;
- פעולה שקטה;
- התקנה ותחזוקה פשוטים למדי;
- חיי שירות ארוכים;
- אינו תופס הרבה מקום - יתר על כן, סוללות מונחות על גגות, שהחלל שלהן אינו מנוצל;
- 100% ידידותי לסביבה - ללא פליטות מזיקות או פסולת.
אבל יש חסרונות ברורים של תחנות כוח סולאריות:
- הציוד הוא די יקר;
- ההתקנה תהיה גם יקרה;
- כמות האנרגיה תלויה מאוד בתכונות האקלימיות של האזור, כלומר, מספר ומשך ימי השמש;
- כדי לייצר באמת הרבה חשמל צריך להתקין כמה אלמנטים בשטח גדול, וזה לא תמיד אפשרי.
מאפיינים עיקריים וסוגי סוללות
לפיכך, לאנרגיה סולארית יש יתרונות וחסרונות. אבל כדי לבחור תא פוטו מתאים, תצטרך להכיר את המאפיינים העיקריים:
- בפועל, הקריטריון החשוב ביותר הוא כוח. אם אתה מתכוון להשתמש בסוללה כדי להפעיל את הבית כולו, אתה צריך לשקול מכשירים עם דירוג של 1000 וואט או יותר. לרוב, אלמנטים משמשים רק למטרות מסוימות, למשל עבור מכשירי חשמל ביתיים. אז אתה יכול לקנות סוללה זולה עם קיבולת של 500-600 וואט.
- יעילות או יעילות ספציפית - באופן אופטימלי מ-15%.
- סובלנות - סטייה מההספק המוצהר בשני הכיוונים (לדוגמה, עד 3 W).
- טווח טמפרטורת ההפעלה הוא בדרך כלל בין -45 ל +90 מעלות.
- רמת השפלה של המכסה - שיעור אובדן תכונות של תאי פוטו על רקע בלאי. לדוגמה, לאחר 30 שנה, ביצועי הסוללה עשויים לרדת ב-15-20%, וזה נורמלי.
- רגישות לעוצמת האור – עדיף לבחור בסוללות עם תאים חד-גבישיים.
- ציפוי המגן צריך להיות חומר איכותי, כגון סרט EVA או PET.
זה גם שימושי לדעת את הסיווג של תאים סולאריים בהתאם למבנה של תא הפוטו (מוליך למחצה):
- Polycrystalline - מורכב מגבישי סיליקון קטנים, שיעילותם נעה בטווח של 13-17%.
- מונוקריסטלי - היעילות מגיעה ל-20% ומעלה.
- אמורפי - אלמנטים עם משטח כיפוף, אך לא יעילות גבוהה מספיק (עד 11%).
- ישנם גם חומרי סרט המבוססים על קדמיום טלוריד או סלניד נחושת. הם גם מתכופפים היטב ובו בזמן יש להם משקל קטן. היעילות היא עד 12%.
שימוש בפאנלים סולאריים הוא רווחי למדי. ולא רק בדרום, אלא גם בצפון. התנאי העיקרי הוא לא הטמפרטורה, אלא מספר ימי השמש. במובן זה, מקור חשמל כזה הוא המועיל ביותר לשימוש בערים כמו חברובסק, אומסק, אסטרחאן. לפני הקנייה, חשוב לחשב במדויק את ההספק הנדרש על סמך היעדים והיקפי הצריכה.