Mulighetene for å bytte til alternative energikilder har blitt vurdert og delvis implementert av interesserte selskaper som representerer energibransjen i flere tiår. De høye kostnadene ved å introdusere nye energiforsyningssystemer har ennå ikke tillatt mange områder av denne industrien å utvikle seg vellykket, men det finnes også unntak, som inkluderer solenergigeneratorer.
I ulike varianter brukes slike strømforsyninger i spesialiserte områder, og de har de siste årene funnet sin plass i privat strømforsyning. Det optimale formatet for teknisk implementering av et solcellebatteri er et panel på fotoelektroniske celler, som ikke tar mye plass, men som samtidig forsyner forbrukeren med energi av en viss mengde.
Teknologioversikt
En rekke naturfenomener kan brukes som energikilde – fra vind til vannstrøm. Selvfølgelig, ogSolens energi, som en naturlig kilde til lys og varme, kan ikke annet enn å betraktes som en ressurs for omdanning til vanlig elektrisitet. Energibelysningen på en klar dag kan forresten nå 1020 W/m2, og dette er et håndgripelig potensial som godt kan finne praktisk anvendelse. Det gjenstår bare å teknologisk implementere prosessen med energikonvertering og levering. Dette er hva solcellepaneler brukes til.
Moduler av denne typen utfører omfattende oppgavene med å skaffe, stabilisere og akkumulere sollys. I de neste stadiene løses oppgavene med transformasjon, akkumulering og distribusjon blant forbrukerne. Til dags dato er hovedoppgavene til solenergi ikke så mye i den tekniske og strukturelle organiseringen av de ovennevnte prosessene, men i å optimalisere teknologien for å øke ytelsen til produktene.
Paneldesign
I en generell forstand er en slik enhet en mottaker og akkumulator av solenergi. Vedlikeholdet bruker imidlertid en hel gruppe komponenter, inkludert batterier, elektriske omformere, sikringer, strømregulatorer, mekanikk for å kontrollere posisjonen til panelet osv.
Men i hvert tilfelle er solcellepanelsystemet basert på funksjonen til ett hovedelement - en modul som direkte mottar solenergi. I den vanligste versjonen er dette silisium mono- eller polykrystallinske wafere, som i sammenhengen minner om en flerlags kake. Dette er den såk altesolcelleceller som gir nøyaktig posisjonering av atomer, som igjen er involvert i energikonverteringsprosesser.
Klassifisering av solcellepaneler etter type solceller
Som teknologiene for å produsere plater for mottak av solenergi har utviklet seg, har spesialister eksperimentert med materialer for deres produksjon, og bestemt de optimale løsningene. Til dags dato er batterier av denne typen produsert av følgende elementer:
- Silisium multikrystallinske wafere. Strukturen til materialet er dannet av en gruppe enkrystall silisiumgitter, som gjør det mulig å kompensere for energitap i kantene av strukturen, slik tilfellet er i enkrystallpaneler. Som et resultat når effektiviteten 15 % med en enhets levetid på opptil 25 år.
- Paneler på polykrystallinsk silisium. Et annet alternativ til enkle monokrystallinske solcellepaneler. Et batteri på dette grunnlaget er mindre produktivt, men det koster mye mindre og gir flere muligheter for utforming av ulike konstruksjonsformer og dens orientering.
- Amorfe silisiumpaneler. Det er også et lavstrøms alternativ, men det er også det rimeligste. For forbrukere med lavt energibehov, en helt akseptabel løsning.
- Cadmium telluride-enheter. Dette materialet er mye brukt i utviklingen av fotovoltaiske filmceller, hvis tykkelse på halvlederlaget er hundrevis av mikrometer. Kadmiumtellurid har gjennomsnittlig kraftproduksjonsytelse, men selve generasjonsprosessenelektrisitet i dette tilfellet vil være billigere enn standard silisiumpaneler.
- Batterier basert på CIGS-halvleder. I dette tilfellet brukes en kombinasjon av flere materialer - gallium, selen, indium og kobber. Den bruker også en filmformfaktor, men med høyere ytelse enn motparter av kadmiumtellurid.
Slik fungerer enheten
Etter å ha mottatt solenergi kan det videre forløpet av systemdriften skje etter ulike ordninger, avhengig av designløsning. Det er hovedsakelig to måter å bruke utstyret på:
- Den genererte strømmen lagres i den tilkoblede batteripakken og forbrukes parallelt av forbrukerne.
- På vei fra panel til batteripakke er det installert en inverter som regulerer energiforbruket. En lignende ordning brukes i tilfeller der solcellebatteripanelet fungerer som en hjelpestrømkilde som bare dekker en del av forbrukerens behov for strøm.
I begge tilfeller skal det organiseres en elektrisk krets med mulighet for innføring av solcellefotoceller. Tilkoblingskonfigurasjonen kan være enten seriell eller parallell. Gjennomsnittlig inngangsspenning kan være 180-354 V i forhold til husholdningssystemer. Belastningen i dette tilfellet er 5 A.
Implementering av styringssystemet
Aktiv utvikling av solcellebatterier fant sted i perioden med utbredt introduksjon av kontrollmikrokontrollere i komplekseproduksjonsprosesser. For øyeblikket brukes slike enheter også til å automatisere ulike operasjoner i hjemmesfæren - det er nok å merke seg alarmsystemene og garasjeportens kontrollmekanikk.
Når det gjelder solcellepaneler, brukes kontrollere med kapasitive sensorer, som ikke bare lar deg overvåke driftsparametrene til funksjonelle komponenter, men også kontrollere prosessen med å lade solcellepanelbatterier. Regulatorer på basisnivå overvåker effektbrytere, varistorer og sikringer, men kan også delta i prosessene med å endre parameterne til likestrømmen som forsyner sluttforbrukerne.
Tips om bruk av paneler
Når du kjøper et solcellebatteri, er det lurt å gjennomføre en omfattende revisjon av alle dets komponenter, og spesielt fotoceller, siden den minste skade eller fabrikkfeil kan påvirke ytelsen til hele systemet radik alt. Under installasjonsprosessen bør det også utvises maksimal forsiktighet, siden strukturen er skjør og kan bli skadet uten spesiell beskyttelse.
Montering av et solcellebatteri av paneltype utføres på et spesielt forberedt underlag med lavspent loddebolt. Det er viktig at den fremre delen i alle fall ikke er skjult av trær og andre høye gjenstander. For kontroll leveres et spesialskap med automatisering og funksjonsblokker. Fra den til taket hvor panelet er installert, bør det legges en isolert kommunikasjonsstrømforsyningsvei.
Hvordan lageGjør det selv solcellepanel?
Det mest passende hjemmelagde opplegget er laget av en treramme og plexiglasselementer. En sponplate kan brukes som bunn av panelet, hvis kanter i form av sider er formet med en stang 1-3 cm tykk Fragmenter av små plexiglass legges på overflaten og festes på lim iht. honningkakeprinsipp. Deretter kan strukturen lukkes med solid glass, og feste den tett langs konturene av sidene.
Solcellepanelet bør også installeres. Med egne hender gjøres dette på en støttende metallbase med evne til å rotere. For det kan du forberede en rammebase med en drivmekanisme for å dreie i ønsket område. I dette tilfellet må det også tas hensyn til belastningen på takbelegget. Det er ønskelig at panelets støttebase er direkte koblet gjennom taket til sperresystemet. På siste trinn er det nødvendig å koble panelet gjennom ledere med et batteri med nødvendig effekt og, om nødvendig, innføre en omformer i strømnettet for å konvertere inngangsspenningen.
Fordelene med solcellepaneler
Elektrisitetsgenereringsteknologier basert på prinsippene for solenergikonvertering gir mange fordeler for sluttbrukeren, til tross for en rekke driftsvansker. Spesielt kan det enkleste enkrystall 100 W solcellepanel lade en 12 V batteripakke gratis. Men selv slike elementer er etter hvert i ferd med å bli en saga blott, og de erstattes av kraftigegeneratorer som er i stand til å betjene strømsystemet i hjemmet, og krever kun vedlikeholdskostnader. Samtidig kan vi snakke om miljørenheten til strømkilden og autonomi.
Utsikter for utvikling av teknologi
Et fundament alt viktig skritt i utviklingen av solenergisystemet var fremveksten av alternative kraftkilder med spenninger opp til 220 V. Så langt er slike systemer fortsatt på det konseptuelle designstadiet, men i fremtiden vil det bl.a. for å optimalisere prosessene for å oppnå innledende energi, vil de gå inn i masseproduksjonssegmentet.
De største vanskelighetene designere står overfor, er enhetlig akkumulering av energipotensial og reduksjon av faktorene for generatorers avhengighet av ytre forhold. For eksempel skyldes den lave effektiviteten til solcellepaneler for et hus på nivået 15-20 % i stor grad faktorene betinget dårlig vær, når energitilførselen er minimert.
Konklusjon
Hvis det er for tidlig å snakke om den integrerte energiforsyningen til et privat hus med solenergi, så er det ganske realistisk å dekke de individuelle behovene til å lade enheter med lav effekt eller opprettholde effektiviteten til belysningsenheter med slike midler. Dessuten er russiske produsenter aktivt involvert i utviklingen av dette området, og tilbyr sine produkter av akseptabel kvalitet.
Noen selskaper setter sammen solcellepaneler fra kinesiske paneler til lav pris på nivået 3-5 tusen rubler, men helt deres egen utvikling vises også. Til lederne av hjemmemarkedet i detteNisje kan tilskrives selskapet "Quantum", Hevel Solar og "Solnechny Veter". Fasilitetene til disse foretakene produserer ikke bare systemer med lav effekt, men også effektive løsninger for industriell drift.
