Kako delujejo sončni paneli

Zasnova solarne baterije in načelo njenega delovanja sta odvisna od tega, iz katerih materialov in iz katere tehnologije je izdelana. Zato morate razumeti značilnosti glavnih možnosti, da bi razumeli, kakšne so njihove razlike, in izbrati ustrezno rešitev za uporabo. Vsi podatki so pomembni za visokokakovostne izdelke, poceni baterije morda ne izpolnjujejo deklariranih parametrov, saj so pogosto izdelane s kršitvami tehnologije.

Standardna zasnova togega solarnega polja.

Terminologija

Glavni izrazi, ki se uporabljajo na tem področju:

1. Sončna energija je električna energija, ki se pridobi iz sonca pri uporabi panelov.
2. Sončna insolacija - prikazuje, koliko sončne svetlobe pade na kvadratni meter površine, ki se nahaja pravokotno na žarke.
3. Fotovoltaične celice so moduli, ki lahko pretvarjajo sončno svetlobo v električno energijo. Običajno proizvedejo od 1 do 2 vata energije, obstajajo pa tudi bolj produktivne možnosti.
4. Fotovoltaični sistem je sklop opreme, ki pretvarja sončno svetlobo v električno energijo.
5. Sončne plošče ali paneli so skupina fotovoltaičnih celic, združenih v velik modul in povezanih zaporedno ali serijsko vzporedno. Običajno ena baterija vključuje od 36 do 40 segmentov.
6. Niz je niz sončnih kolektorjev, povezanih za zagotavljanje želene količine toka.
7. Okvirni moduli - konstrukcije v aluminijastem okvirju, trpežne in zatesnjene.
8. Elementi brez okvirja so prilagodljive možnosti, uporabljajo se v pogojih nižjih obremenitev.
9. Kilovatna ura (kW) je standardna meritev električne energije.
10. Učinkovitost (učinkovitost) - sončne celice. Prikazuje, koliko sončne energije, ki pride na površino, se pretvori v električno energijo. Običajno je kazalnik 15-24%.
11. Degradacija je zmanjšanje zmogljivosti sončnih kolektorjev, ki nastane zaradi naravnih vzrokov. Meri se kot odstotek prvotnih kazalnikov.
12. Konične obremenitve so časi, ko je potrebna največja količina električne energije.
13. Kristalni silicij je surovina za izdelavo sončnih kolektorjev. Najpogostejša in trajna možnost za danes.
14. Amorfni silicij je sestava, ki se nanese na površino z izhlapevanjem in prekrita z zaščitno sestavo.
15. Polprevodniki so snovi, ki lahko pod določenimi pogoji prevajajo tok. To vključuje večino novih materialov, ki se uporabljajo pri izdelavi sončnih kolektorjev.
16. Inverter je naprava za pretvorbo enosmernega toka v izmenični tok.
17. Krmilnik - uravnava izhodno napetost iz solarnih modulov za pravilno polnjenje baterij.

Zemljevid insolacije na ozemlju Rusije.

To so le najpogostejši izrazi, obstajajo dodatne možnosti. Toda tudi poznavanje osnov vam bo pomagalo bolje razumeti temo.

Kategorije kakovosti

Za oceno kakovosti sončne celice je treba najprej ugotoviti razred surovin, ki se uporabljajo za proizvodnjo fotovoltaičnih celic. Od tega sta odvisna učinkovitost in življenjska doba končnih izdelkov. 4 glavni razredi:

1. Razred A - najboljša možnost, pri kateri ni nobenih poškodb in razpok. Enakomernost polnjenja in gladkost površine zagotavljata visoko zmogljivost, ki je pogosto celo višja od navedene v dokumentaciji. Poleg tega ima ta možnost najnižjo stopnjo degradacije in dolgo časa ohranja dobro delovanje.
2. Razred B nekoliko slabše kakovosti, lahko so na površini napake. Toda hkrati najpogosteje uporaba omogoča pridobivanje izdelkov, ki so po učinkovitosti primerljivi z razredom A. Kazalniki razgradnje so red velikosti slabši, zato hitreje izgubijo svoje prvotne lastnosti.
3. Razred C - možnost, pri kateri lahko pride do precej resnih napak - od razpok do čipov in drugih poškodb. Po ceni so takšni moduli veliko cenejši, vendar njihova učinkovitost ne presega 15%. Poceni rešitev, ki je primerna za majhne obremenitve.
4. Razred D - v bistvu gre za odpadke, ki ostanejo po izdelavi fotovoltaičnih celic, ki jih ne bi smeli uporabljati za izdelavo baterij. Toda mnogi ne zelo pošteni proizvajalci, zlasti iz Azije, jih uporabljajo v proizvodnji. Učinkovitost te možnosti je izjemno nizka.

Bolje je izbrati prvo možnost, v skrajnih primerih je primerna tudi druga.Samo oni lahko zagotovijo normalno učinkovitost in bodo služili dolgo časa.

Zaščitna folija na solarnih panelih mora biti tudi kakovostna.

EVA laminirni material je posebna folija, ki se nahaja na sprednji strani in se lahko uporablja na napačni strani. Glavni namen je zaščititi delovne elemente pred škodljivimi učinki brez poseganja v sončno svetlobo. Visokokakovostne možnosti trajajo približno 25 let, nizkokakovostne - od 5 do 10. Nemogoče je določiti sorto na oko, zato je lažje izhajati iz cene - za dobre možnosti ne bo nizka.

V videu na primeru jasno razumejo, kako nastane električni tok pod vplivom sončne svetlobe.

Načelo delovanja

Značilnosti solarne baterije je precej težko razložiti, vendar lahko razumete splošne točke:

1. Ko sončna svetloba zadene fotocelice, se tam začne tvorba neravnovesnih parov elektron-luknja.
2. Zaradi presežka elektronov se začnejo premikati v spodnjo plast polprevodnika.
3. Napetost se dovaja na zunanji tokokrog. Na stiku p-sloja se pojavi pozitiven pol, na stiku n-sloja pa negativni pol.
4. Če je baterija priključena na fotocelice, dobimo začaran krog in nenehno premikajoči se elektroni zagotavljajo postopno polnjenje baterije.
5. Običajni silicijevi moduli so celice z enojnimi spoji, ki lahko proizvajajo energijo samo iz določenega spektra sončne svetlobe. Zaradi tega je učinkovitost opreme nizka.
6. Za rešitev problema so proizvajalci razvili kaskadne možnosti, lahko jemljejo energijo iz različnih žarkov sončnega spektra.To poveča učinkovitost, vendar je zaradi visokih stroškov proizvodnje cena takšnih plošč veliko višja.
7. Energija, ki se ne pretvori v elektriko, se spremeni v toploto, zato se solarni paneli med delovanjem segrejejo do 55 stopinj, polprevodniške baterije pa do 180. Še več, ko se solarna baterija segreje, se učinkovitost solarne baterije zmanjša.

Najenostavnejša shema sončne baterije.

Mimogrede! Sončni paneli so najbolj učinkoviti v jasnih zimskih dneh, ko je dovolj svetlobe in nizka temperatura hladi površino.

Iz česa so narejeni

Če želite preučiti napravo sončne baterije, morate razumeti glavne sorte, saj ima proizvodna tehnologija pomembne razlike glede na uporabljene surovine:

1. Baterije CdTe. Kadmijev telurid se uporablja pri izdelavi filmskih modulov. Plast nekaj sto mikrometrov je dovolj, da dobimo učinkovitost reda 11% ali malo več. To je odkrito nizka številka, toda glede na 1 vat moči so stroški električne energije vsaj 30% cenejši od tradicionalnih silikonskih možnosti. Kljub temu, da je ta sorta veliko tanjša in lažja.
2. Tip CIGS. Okrajšava pomeni, da sestava vključuje baker, indij, galij in selen. Izkazalo se je, da je polprevodnik, ki se nanese tudi v majhni plasti, vendar je za razliko od prve možnosti učinkovitost tukaj višja in znaša 15%.
3. Vrste GaAs in InP razlikuje možnost nanašanja tanke plasti 5-6 mikronov, medtem ko bo učinkovitost približno 20%. To je nova beseda v tehnologijah za pridobivanje električne energije iz sončne svetlobe.Zaradi visokih delovnih temperatur se lahko baterije zelo segrejejo brez izgube zmogljivosti. Toda zaradi dejstva, da se pri proizvodnji uporabljajo redki zemeljski materiali, so stroški te vrste visoki.
4. Baterije s kvantnimi pikami (QDSC). Kvantne pike uporabljajo kot absorbcijski material za pretvorbo sončne energije namesto tradicionalnih razsutih materialov. Zaradi značilnosti uravnavanja pasovne vrzeli je mogoče izdelati večstične module, ki učinkoviteje absorbirajo sončno energijo.
5. Amorfni silicij nanese se z izhlapevanjem in ima heterogeno strukturo. Nima visoke učinkovitosti, vendar homogena površina zelo dobro absorbira tudi razpršeno svetlobo.
6. Polikristalni variante so narejene s taljenjem silicija in hlajenjem pod določenimi pogoji, da nastanejo enosmerni kristali. Ena najpogostejših rešitev zaradi nizkih stroškov proizvodnje in dobrih kazalnikov učinkovitosti.
7. Monokristalna elementi so sestavljeni iz trdnih kristalov, razrezanih na tanke plošče in dopiranih s fosforjem. Najbolj trpežna rešitev z nizkimi stopnjami razgradnje in življenjsko dobo vsaj 30 let, najpogosteje pa 10-15 let dlje.

Baterije iz kadmijevega telurida so po ceni na kilovat električne energije ene najbolj donosnih.

Mimogrede! Učinkovitost ene ali druge možnosti je odvisna od proizvodne tehnologije, zato jo je treba pojasniti.

Preberite tudi

Vrste in načini vgradnje sončnih kolektorjev

 

Prednosti in slabosti sončnih kolektorjev

Vsaka vrsta ima svoje značilnosti, ki jih je treba upoštevati pri izbiri, da se odločimo, kateri tip je najbolj primeren:

1. Monokristalne plošče imajo najvišjo učinkovitost in zaradi tega se prihrani območje za namestitev modulov. Trajajo vsaj 25 let in počasi izgubljajo moč. Hkrati je površina zelo občutljiva na umazanijo, zato jo je treba pogosto umivati. In cena je najvišja od vseh možnosti na osnovi silicija.
2. Polikristalne možnosti ne absorbirajo sončnih žarkov tako učinkovito, vendar bolje delujejo pri razpršeni svetlobi. Glede na razmerje med ceno in kakovostjo so bolj donosni, vendar zaradi manjše učinkovitosti zavzamejo več prostora.
3. Amorfne silikonske baterije lahko postavite kamor koli, tudi na stene stavb, saj dobro absorbirajo razpršeno svetlobo. Z nizko učinkovitostjo imajo nizko ceno, zato se lahko uporabljajo kot ekonomična možnost. Hkrati služijo dolgo časa in se ne bojijo površinske kontaminacije.
4. Možnosti redkih zemelj imajo podobne prednosti in slabosti, zato jih lahko upoštevate skupaj. Po učinkovitosti so boljše od klasičnih plošč, lahko jih nanesemo na film, kar je priročno. Imajo večje temperaturno območje, zato ogrevanje ne vpliva na učinkovitost dela. Toda zaradi visoke cene in redkosti kovin se takšne možnosti ne uporabljajo široko.

Stenska možnost poenostavi inštalacijska dela.

Kje se uporabljajo

Vse obravnavane možnosti je mogoče namestiti v zasebnem sektorju, da bi prejemali električno energijo od sonca in prihranili pri energetskih virih ali celo dosegli popolno avtonomijo. Kar zadeva uporabo, morate upoštevati nekaj preprostih priporočil:

1. Monokristalne in polikristalne možnosti je najbolje postaviti na streho ali na tla, predhodno zgraditi okvir pod želenim kotom.Zaželeno je, da je kot naklona urejen, da se lahko prilagodite soncu.
2. Filmske module lahko postavite kamor koli, tako na stene kot na strehe. Delujejo dobro, tudi če žarki ne zadenejo površine pod pravim kotom, kar je zelo pomembno.
3. V industrijskem obsegu so tudi filmske baterije zaželene kot cenejše in enostavnejše za namestitev.

Možnosti filma je lažje namestiti z veliko količino dela.

Obstaja več vrst sončnih celic, vendar približno 90% trga zasedajo tradicionalni silikonski modeli zaradi nizke cene in dobre zmogljivosti. Izberete lahko eno od polprevodniških rešitev, potem pa boste morali porabiti en in pol do dvakrat več denarja.