Mulighederne for at skifte til alternative energikilder er blevet overvejet og delvist implementeret af interesserede virksomheder, der repræsenterer energiindustrien i flere årtier. De høje omkostninger ved at introducere nye energiforsyningssystemer har endnu ikke givet mange områder i denne industri mulighed for at udvikle sig med succes, men der er også undtagelser, som omfatter solenergigeneratorer.
I forskellige variationer bruges sådanne strømforsyninger i specialiserede områder, og i de senere år har de fundet deres plads i privat strømforsyning. Det optimale format til den tekniske implementering af et solcellebatteri er et panel på fotoelektroniske celler, som ikke fylder meget, men som samtidig forsyner forbrugeren med energi af en vis mængde.
Teknologioversigt
En række naturfænomener kan bruges som energikilde - fra vind til vandstrøm. Selvfølgelig, ogSolens energi, som en naturlig kilde til lys og varme, kan ikke andet end betragtes som en ressource til omdannelse til almindelig elektricitet. I øvrigt kan energibelysningen på en klar dag nå op på 1020 W/m2, og det er et håndgribeligt potentiale, som meget vel kan finde praktisk anvendelse. Det er kun tilbage at teknologisk implementere processen med energiomdannelse og levering. Det er det, solpaneler bruges til.
Moduler af denne type udfører omfattende opgaverne med at opnå, stabilisere og akkumulere sollys. I de næste faser løses opgaverne med dets transformation, akkumulering og distribution blandt forbrugerne. Til dato er solenergiens hovedopgaver ikke så meget i den tekniske og strukturelle organisering af ovennævnte processer, men i at optimere teknologien for at øge ydeevnen af dens produkter.
Paneldesign
I en generel forstand er sådan en enhed en modtager og akkumulator af solenergi. Dens vedligeholdelse bruger dog en hel gruppe komponenter, inklusive batterier, elektriske omformere, sikringer, strømregulatorer, mekanik til at kontrollere panelets position osv.
Men i hvert tilfælde er solpanelsystemet baseret på funktionen af ét hovedelement - et modul, der direkte modtager solenergi. I den mest almindelige version er der tale om silicium mono- eller polykrystallinske wafere, som i sammenhængen minder om en flerlagskage. Dette er den såkaldtefotovoltaiske celler, der giver præcis positionering af atomer, som igen er involveret i energiomdannelsesprocesser.
Klassificering af solpaneler efter type solceller
I takt med at teknologierne til fremstilling af plader til modtagelse af solenergi har udviklet sig, har specialister eksperimenteret med materialer til deres fremstilling for at bestemme de optimale løsninger. Til dato er batterier af denne type fremstillet af følgende elementer:
- Silicone multikrystallinske wafere. Materialets struktur er dannet af en gruppe enkeltkrystal siliciumgitre, som gør det muligt at kompensere for energitab i strukturens kanter, som det er tilfældet i enkeltkrystalpaneler. Som et resultat når effektiviteten 15 % med en enheds levetid på op til 25 år.
- Paneler på polykrystallinsk silicium. Et andet alternativ til simple monokrystallinske solpaneler. Et batteri på dette grundlag er mindre produktivt, men det koster meget mindre og giver flere muligheder for at designe forskellige former for konstruktion og dets orientering.
- Amorfe siliciumpaneler. Det er også en lavstrømsmulighed, men det er også den mest overkommelige. For forbrugere med lavt energibehov, en helt acceptabel løsning.
- Cadmium telluride-enheder. Dette materiale er meget udbredt i udviklingen af fotovoltaiske filmceller, hvis tykkelse af halvlederlaget er hundredvis af mikrometer. Cadmiumtellurid har en gennemsnitlig strømproduktionsydelse, men selve produktionsprocessenelektricitet i dette tilfælde vil være billigere end standard siliciumpaneler.
- Batterier baseret på CIGS-halvleder. I dette tilfælde bruges en kombination af flere materialer - gallium, selen, indium og kobber. Den bruger også en filmformfaktor, men med højere ydeevne end tilsvarende cadmiumtellurid.
Sådan fungerer enheden
Efter modtagelse af solenergi kan det videre forløb af systemdriften ske i henhold til forskellige skemaer, afhængigt af designløsningen. Der er hovedsageligt to måder at bruge udstyret på:
- Den genererede elektricitet lagres i den tilsluttede batteripakke og forbruges parallelt af forbrugerne.
- På vej fra panelet til batteripakken er der installeret en inverter, der regulerer energiforbruget. En lignende ordning bruges i tilfælde, hvor solcellebatteripanelet fungerer som en hjælpestrømkilde, der kun dækker en del af forbrugerens behov for elektricitet.
I begge tilfælde skal der organiseres et elektrisk kredsløb med mulighed for at indføre solcellefotoceller. Tilslutningskonfigurationen kan enten være seriel eller parallel. Den gennemsnitlige indgangsspænding kan være 180-354 V i forhold til husholdningsanlæg. Belastningen i dette tilfælde er 5 A.
Implementering af ledelsessystemet
Den aktive udvikling af solbatterier fandt sted i perioden med udbredt introduktion af kontrolmikrocontrollere i komplekseproduktionsprocesser. I øjeblikket bruges sådanne enheder også til at automatisere forskellige operationer i hjemmet - det er nok at bemærke alarmsystemerne og garageportens kontrolmekanik.
Med hensyn til solpaneler bruges controllere med kapacitive sensorer, som ikke kun gør det muligt at overvåge driftsparametrene for funktionelle komponenter, men også at styre processen med at oplade solpanelers batterier. Regulatorer på basisniveau overvåger afbrydere, varistorer og sikringer, men kan også deltage i processerne med at ændre parametrene for den jævnstrøm, der forsyner slutforbrugerne.
Tips om brug af paneler
Når du køber et solcellebatteri, er det tilrådeligt at udføre en omfattende revision af alle dets komponenter, og især fotoceller, da den mindste skade eller fabriksfejl kan påvirke hele systemets ydeevne radik alt. Også under installationsprocessen skal der udvises maksimal forsigtighed, da strukturen er skrøbelig og kan blive beskadiget uden særlig beskyttelse.
Montering af et solcellebatteri af paneltypen udføres på en specielt forberedt base med et lavspændingsloddekolbe. Det er vigtigt, at den forreste del under alle omstændigheder ikke er skjult af træer og andre høje genstande. Til styring leveres et specielt skab med automatisering og funktionsblokke. Fra den til taget, hvor panelet er installeret, skal der lægges en isoleret kommunikationsstrømforsyningsrute.
Sådan laver manGør-det-selv-solpanel?
Den bedst egnede hjemmelavede plan er lavet af en træramme og plexiglaselementer. Som underlag af panelet kan anvendes en spånplade, hvis kanter i form af sider er udformet med en stang 1-3 cm tyk. Fragmenter af små plexiglas lægges på overfladen og fastgøres på lim iht. honeycomb princip. Derefter kan strukturen lukkes med massivt glas, der fastgør den tæt langs sidernes konturer.
Solpanelet skal også installeres. Med dine egne hænder gøres dette på en understøttende metalbase med mulighed for at rotere. Til det kan du forberede en rammebase med en drivmekanisme til at dreje i det ønskede område. I dette tilfælde skal belastningen på tagbeklædningen også tages i betragtning. Det er ønskeligt, at panelets bærende base er direkte forbundet gennem taget til spærsystemet. På det sidste trin er det nødvendigt at forbinde panelet gennem ledere med et batteri med den nødvendige effekt og om nødvendigt indføre en inverter i strømnettet for at konvertere indgangsspændingen.
Fordelene ved solpaneler
Elektricitetsgenereringsteknologier baseret på principperne om solenergikonvertering giver mange fordele for slutbrugeren på trods af en række driftsproblemer. Især det enkleste solcellepanel på 100 W i en enkelt krystal kan oplade en 12 V batteripakke gratis. Men selv sådanne elementer er efterhånden fortid, og de bliver erstattet af kraftigegeneratorer, der er i stand til at betjene hjemmets elsystem, der kun kræver vedligeholdelsesomkostninger. Samtidig kan vi tale om strømkildens miljømæssige renhed og autonomi.
Udsigter for udvikling af teknologi
Et fundament alt vigtigt skridt i udviklingen af solenergisystemet var fremkomsten af alternative strømkilder med spændinger på op til 220 V. Indtil videre er sådanne systemer stadig på det konceptuelle designstadium, men i fremtiden er underlagt til optimering af processerne til at opnå initial energi, vil de gå ind i masseproduktionssegmentet.
De største vanskeligheder, som designere står over for, er den ensartede akkumulering af energipotentiale og reduktion af faktorerne for generatorers afhængighed af eksterne forhold. For eksempel skyldes den lave effektivitet af solpaneler til et hus på niveauet 15-20 % i høj grad faktorerne betinget dårligt vejr, når energiforsyningen er minimeret.
Konklusion
Hvis det er for tidligt at tale om den integrerede energiforsyning af et privat hus med solenergi, så er det ret realistisk at dække de individuelle behov for opladning af laveffektenheder eller opretholde effektiviteten af belysningsenheder med sådanne midler. Desuden er russiske producenter aktivt involveret i udviklingen af dette område og tilbyder deres produkter af acceptabel kvalitet.
Nogle virksomheder samler solpaneler fra kinesiske paneler til lave omkostninger på niveauet 3-5 tusind rubler, men helt deres egen udvikling vises også. Til lederne af hjemmemarkedet i detteNiche kan henføres til virksomheden "Quantum", Hevel Solar og "Solnechny Veter". Faciliteterne i disse virksomheder producerer ikke kun lavenergisystemer, men også effektive løsninger til industriel drift.
