Cum funcționează panourile solare

Designul unei baterii solare și principiul funcționării acesteia depind de ce materiale și din ce tehnologie este realizată. Prin urmare, trebuie să înțelegeți caracteristicile principalelor opțiuni pentru a înțelege care sunt diferențele lor și pentru a alege soluția potrivită pentru utilizare. Toate datele sunt relevante pentru produse de înaltă calitate, bateriile ieftine pot să nu îndeplinească parametrii declarați, deoarece sunt adesea fabricate cu încălcări ale tehnologiei.

Design standard de rețea solară rigidă.

Terminologie

Principalii termeni utilizați în acest domeniu:

1. Energia solară este energia electrică care se obține de la soare atunci când se utilizează panouri.
2. Izolația solară – arată câtă lumină solară cade pe un metru pătrat al unei suprafețe situate perpendicular pe razele.
3. Celulele fotovoltaice sunt module capabile să transforme lumina solară în energie electrică. De obicei produc de la 1 la 2 wați de energie, dar există și opțiuni mai productive.
4. Un sistem fotovoltaic este un set de echipamente care transformă lumina solară în energie electrică.
5. Panourile solare sau panourile sunt un grup de celule fotovoltaice grupate într-un modul mare și conectate în serie sau serie-paralel. De obicei, o baterie include de la 36 la 40 de segmente.
6. O matrice este o serie de panouri solare conectate pentru a furniza cantitatea dorită de curent.
7. Module cadru - structuri într-un cadru de aluminiu, rezistente și etanșe.
8. Elementele fără cadru sunt opțiuni flexibile, sunt utilizate în condiții de sarcini mai mici.
9. Kilowatt-oră (kW) este o măsură standard a puterii electrice.
10. Eficiență (eficiență) - panouri solare. Arată câtă energie solară care ajunge la suprafață este transformată în electricitate. De obicei, indicatorul este de 15-24%.
11. Degradarea este o scădere a capacității panourilor solare care are loc din cauze naturale. Se măsoară ca procent din indicatorii originali.
12. Sarcinile de vârf sunt perioade în care este necesară cea mai mare cantitate de energie electrică.
13. Siliciul cristalin este materia primă pentru fabricarea panourilor solare. Cea mai comună și durabilă opțiune pentru astăzi.
14. Siliciul amorf este o compoziție depusă la suprafață prin evaporare și acoperită cu o compoziție protectoare.
15. Semiconductorii sunt substanțe care pot conduce curentul în anumite condiții. Aceasta include majoritatea materialelor noi folosite la fabricarea panourilor solare.
16. Un invertor este un dispozitiv pentru transformarea curentului continuu în curent alternativ.
17. Controler - reglează tensiunea de ieșire de la modulele solare pentru a încărca corect bateriile.

Harta insolației pe teritoriul Rusiei.

Aceștia sunt doar cei mai comuni termeni, există opțiuni suplimentare. Dar chiar și cunoașterea elementelor de bază vă va ajuta să înțelegeți mult mai bine subiectul.

Categorii de calitate

Pentru a evalua calitatea unui panou solar, este necesar în primul rând să aflăm clasa de materii prime utilizate pentru producerea celulelor fotovoltaice. Eficiența și durata de viață a produselor finite depind de aceasta. 4 clase principale:

1. Nota A - cea mai bună opțiune, în care nu există daune și fisuri. Uniformitatea umpluturii și netezimea suprafeței garantează performanțe ridicate, care sunt adesea chiar mai mari decât cele menționate în documentație. În plus, această opțiune are cea mai mică rată de degradare și păstrează o performanță bună pentru o perioadă lungă de timp.
2. Clasa B putin mai proasta ca calitate, pot exista defecte la suprafata. Dar, în același timp, cel mai adesea, utilizarea face posibilă obținerea de produse comparabile ca eficiență cu clasa A. Indicatorii de degradare sunt cu un ordin de mărime mai rău, prin urmare, își pierd mai repede caracteristicile originale.
3. Gradul C - o opțiune în care pot exista defecte destul de grave - de la fisuri la așchii și alte daune. La un preț, astfel de module sunt mult mai ieftine, dar eficiența lor nu depășește 15%. O soluție ieftină, potrivită pentru încărcături mici.
4. Clasa D - in esenta, acestea sunt deseurile ramase dupa fabricarea celulelor fotovoltaice, care nu ar trebui folosite la fabricarea bateriilor. Dar mulți producători nu foarte cinstiți, în special din Asia, le folosesc în producție. Performanța acestei opțiuni este extrem de scăzută.

Este mai bine să alegeți prima opțiune, în cazuri extreme, a doua este și ea potrivită.Doar ele pot oferi o eficiență normală și vor servi mult timp.

Folia de protectie de pe panourile solare trebuie sa fie si ea de inalta calitate.

Materialul de laminare EVA este o peliculă specială care se află pe partea frontală și poate fi folosită pe partea greșită. Scopul principal este de a proteja elementele de lucru de efectele adverse fără a interfera cu lumina soarelui. Opțiunile de înaltă calitate durează aproximativ 25 de ani, cele de calitate scăzută - de la 5 la 10. Este imposibil să se determine varietatea cu ochii, așa că este mai ușor să se procedeze de la preț - pentru opțiuni bune, nu va fi scăzut.

În videoclip, de exemplu, ei înțeleg clar cum apare un curent electric sub influența luminii solare.

Principiul de funcționare

Este destul de dificil de explicat caracteristicile bateriei solare, dar puteți înțelege punctele generale:

1. Când lumina soarelui lovește fotocelulele, acolo începe formarea perechilor electroni-gauri neechilibrate.
2. Datorită excesului de electroni, aceștia încep să se deplaseze în stratul inferior al semiconductorului.
3. Tensiunea este aplicată circuitului extern. Un pol pozitiv apare la contactul stratului p, iar un pol negativ apare la contactul stratului n.
4. Dacă o baterie este conectată la fotocelule, atunci se obține un cerc vicios și electronii în mișcare constant asigură o încărcare treptată a bateriei.
5. Modulele convenționale de siliciu sunt celule cu o singură joncțiune care pot genera energie doar dintr-un anumit spectru de lumină solară. Din această cauză eficiența echipamentului este scăzută.
6. Pentru a rezolva problema, producătorii au dezvoltat opțiuni în cascadă, pot prelua energie din diferite raze ale spectrului solar.Acest lucru crește eficiența, dar datorită costului ridicat de producție, prețul unor astfel de panouri este mult mai mare.
7. Energia care nu este transformată în electricitate se transformă în căldură, astfel încât panourile solare se încălzesc până la 55 de grade în timpul funcționării, iar bateriile semiconductoare până la 180. Mai mult, pe măsură ce bateria solară se încălzește, eficiența bateriei solare scade.

Cea mai simplă schemă a bateriei solare.

Apropo! Panourile solare sunt cele mai eficiente în zilele senine de iarnă, când există suficientă lumină și temperatura scăzută răcește suprafața.

Din ce sunt facuti

Pentru a studia dispozitivul unei baterii solare, trebuie să înțelegeți principalele soiuri, deoarece tehnologia de producție are diferențe semnificative în funcție de materiile prime utilizate:

1. Bateriile CdTe. Telurura de cadmiu este utilizată la fabricarea modulelor de film. Un strat de câteva sute de micrometri este suficient pentru a obține o eficiență de ordinul a 11% sau puțin mai mare. Aceasta este o cifră destul de scăzută, dar în ceea ce privește 1 watt de putere, costul electricității este cu cel puțin 30% mai ieftin decât opțiunile tradiționale de siliciu. În ciuda faptului că acest soi este mult mai subțire și mai ușor.
2. tip CIGS. Abrevierea înseamnă că compoziția include cupru, indiu, galiu și seleniu. Se dovedește un semiconductor, care este aplicat și într-un strat mic, dar spre deosebire de prima opțiune, eficiența aici este cu un ordin de mărime mai mare și se ridică la 15%.
3. Tipuri GaAs și InP distinge posibilitatea aplicării unui strat subțire de 5-6 microni, în timp ce eficiența va fi de aproximativ 20%. Acesta este un cuvânt nou în tehnologiile de extragere a energiei electrice din lumina soarelui.Datorită temperaturilor ridicate de funcționare, bateriile pot deveni foarte fierbinți fără pierderi de performanță. Dar datorită faptului că în producție sunt utilizate materiale cu pământuri rare, costul acestui tip este ridicat.
4. Baterii Quantum Dot (QDSC). Ei folosesc puncte cuantice ca material absorbant pentru convertirea energiei solare în locul materialelor tradiționale în vrac. Datorită caracteristicilor reglajului band gap, este posibil să se realizeze module cu mai multe joncțiuni care absorb energia solară mai eficient.
5. Siliciu amorf aplicat prin evaporare şi are o structură eterogenă. Nu are randament ridicat, dar o suprafata omogena absoarbe foarte bine chiar si lumina imprastiata.
6. Policristalină variantele se realizeaza prin topirea siliciului si racirea acestuia in anumite conditii pentru a produce cristale unidirectionale. Una dintre cele mai comune soluții datorită costului scăzut de producție și a indicatorilor buni de eficiență.
7. Monocristalin elementele constau din cristale solide tăiate în plăci subțiri și dopate cu fosfor. Cea mai durabilă soluție cu rate scăzute de degradare și o durată de viață de cel puțin 30 de ani, dar cel mai adesea cu 10-15 ani mai lungă.

Bateriile din telurura de cadmiu sunt una dintre cele mai profitabile din punct de vedere al costului pe kilowatt de electricitate.

Apropo! Eficacitatea uneia sau a alteia opțiuni depinde de tehnologia de producție, așa că trebuie clarificată.

Citeste si

Tipuri și metode de instalare a panourilor solare

 

Avantajele și dezavantajele panourilor solare

Fiecare tip are propriile caracteristici care ar trebui luate în considerare atunci când alegeți pentru a decide care tip este cel mai potrivit:

1. Panourile monocristaline au cea mai mare eficienta si datorita acestui lucru se economiseste zona pentru amplasarea modulelor. Acestea durează cel puțin 25 de ani și își pierd încet puterea. In acelasi timp, suprafata este foarte sensibila la murdarie, trebuie spalata frecvent. Și prețul este cel mai mare dintre toate opțiunile pe bază de siliciu.
2. Opțiunile policristaline nu absorb razele soarelui la fel de eficient, dar funcționează mai bine în lumină difuză. În ceea ce privește raportul preț-calitate, sunt mai profitabile, dar ocupă mai mult spațiu datorită eficienței mai mici.
3. Bateriile cu siliciu amorf pot fi amplasate oriunde, inclusiv pe pereții clădirilor, deoarece absorb bine lumina împrăștiată. Cu o eficienta scazuta, au un pret mic, deci pot fi folosite ca varianta economica. În același timp, servesc mult timp și nu se tem atât de contaminarea suprafeței.
4. Opțiunile de pământuri rare au avantaje și dezavantaje similare, așa că le puteți lua în considerare împreună. În ceea ce privește eficiența, sunt superioare panourilor clasice, pot fi aplicate pe film, ceea ce este convenabil. Au o gamă de temperatură mai mare, astfel încât încălzirea nu afectează eficiența muncii. Dar datorită prețului ridicat și rarității metalelor, astfel de opțiuni nu sunt utilizate pe scară largă.

Opțiunea de montare pe perete simplifică munca de instalare.

Unde sunt folosite

Toate opțiunile luate în considerare pot fi instalate în sectorul privat pentru a primi energie electrică de la soare și a economisi resurse energetice sau chiar a obține o autonomie completă. În ceea ce privește utilizarea, trebuie să luați în considerare câteva recomandări simple:

1. Opțiunile monocristaline și policristaline sunt cel mai bine plasate pe acoperiș sau pe sol, având construit anterior cadrul la unghiul dorit.Este de dorit ca unghiul de înclinare să fie reglat, astfel încât să vă puteți adapta la soare.
2. Modulele de film pot fi amplasate oriunde, atat pe pereti cat si pe acoperișuri. Funcționează bine chiar dacă razele nu lovesc suprafața în unghi drept, ceea ce este foarte important.
3. La scară industrială, bateriile de film sunt de asemenea preferate ca fiind mai ieftine și mai ușor de instalat.

Opțiunile de film sunt mai ușor de instalat cu cantități mari de muncă.

Există mai multe varietăți de celule solare, dar aproximativ 90% din piață este ocupată de modele tradiționale din siliciu datorită prețului scăzut și performanței bune. Puteți alege una dintre soluțiile de semiconductor, dar atunci va trebui să cheltuiți de o dată și jumătate până la două ori mai mulți bani.