Доскоро идеята да осигурите на дома си автономен източник на електрическа енергия изглеждаше нещо фантастично и нереалистично. В наши дни такава възможност се появи благодарение на специални фотографски табели, разработени от учени и дизайнери, които са в основата на принципа на слънчевата батерия. В Европа много собственици на частни домове вече са инсталирали подобно оборудване и дори продават получената излишна енергия. Такива устройства са приложими в региони, където има много слънчеви дни.

Важна технологична информация

Ако разгледате подробно слънчевата батерия, принципът на работа не е труден за разбиране. Отделни секции на фотографската плоча променят проводимостта в отделни зони под въздействието на ултравиолетовото лъчение.

В резултат на това слънчевата енергия се преобразува в електрическа енергия, която може незабавно да се използва за електрически уреди или да се натрупва на подвижни автономни носители.

За да се разбере по-подробно този процес, трябва да бъдат оценени няколко важни аспекта :

  1. Слънчевата батерия е специална система от фотоволтаични преобразуватели, които образуват обща структура и са свързани в определена последователност.
  2. В структурата на фотоконверторите има два слоя, които могат да се различават по типа проводимост.
  3. За направата на тези преобразуватели се използват силиконови вафли.
  4. Фосфорът се добавя и към силиция в слоя n-тип, което причинява появата на излишък от електрони с отрицателно зареден индекс.
  5. Слоят тип p е изработен от силиций и бор, което води до образуването на така наречените „дупки“.
  6. В крайна сметка и двата слоя са разположени между електродите с различен заряд.

Принцип на работа

Много еколози наричат ​​тези устройства енергийният източник на бъдещето. Факт е, че те, с изключение на самото производство на устройства, са екологични.

Панел с отрицателен заряд е изложен на ултравиолетова светлина, което допринася за прогресивното образуване на допълнителни отрицателни електрони и така наречените „дупки“. Електрическото поле в pn съединението започва да се разделя положително и отрицателно заредени частици.

Първите елементи отиват в горния слой, а вторият - в долния. Резултатът е потенциална разлика или постоянно напрежение. Ако накратко опишем по-нататъшния процес, тогава фотоконверторът работи като батерия. И веднага щом върху него действа допълнително натоварване, във веригата се появява електрически ток, силата на който зависи от различни фактори, включително:

  1. Нивото на инсолация.
  2. Размер на датчика.
  3. Тип фотоклетка.
  4. Общото съпротивление на електрическите уреди, които са прикрепени към панела.

Изгледи на панела

В момента различни видове соларни панели са често срещани. Сред тях:

  1. Поли- и монокристал.
  2. Аморфен.

Монокристалните панели се характеризират с ниска производителност, но те са сравнително евтини и поради това много популярни . Ако е необходимо да се оборудва допълнителна система за захранване за алтернативно захранване с ток, когато основната е изключена, тогава закупуването на такава опция е оправдано.

Поликристалите са в междинно положение при тези два параметъра. Такива панели могат да се използват за осигуряване на централизирано снабдяване с електроенергия в онези места, където по някаква причина няма достъп до стационарната система.

Що се отнася до аморфните панели, те демонстрират максимална производителност, но това значително увеличава цената на оборудването. Аморфният силиций присъства в устройства от този тип. Заслужава да се отбележи, че е нереалистично да ги закупите, тъй като технологията е на етапа на експериментално приложение.

Роля на контролера в батериите

Описаните по-горе фотоволтаични преобразуватели на слънчева енергия могат да бъдат достойна алтернатива за централизираните системи за електрозахранване, при условие че те вече не са оборудвани с контролери, които регулират степента на заряд на оборудването.

Целта на тези елементи е ефективно да преразпределят получената енергия и след това да я насочат към източника на потребление . Също така тези части са в състояние да спестят запаса в батерията.

Днес са често срещани различни видове контролери, които могат да се различават един от друг по степента на повишаване на общата ефективност на системата.

В допълнение към големите, скъпи панели, в продажба има много налични устройства, които работят на същия принцип. Напоследък популярните придобиват така наречените слънчеви лампи, които се използват за декоративно осветление в ландшафтен дизайн .

Подобни осветителни устройства работят на същия принцип: в горната част има фотографска табела. През слънчев ден тази част улавя и преобразува слънчевата енергия, която след това се съхранява в малка батерия, разположена в основата на фенерчето. Устройството консумира енергия през нощта.

Аморфни силиконови панели

Аморфните продукти от силиций са широко използвани. Всеки панел има плочи, изработени от стек, пластмаса или фолио, върху които се отлага слой силиций, който се създава по технологията на пръскане на частици във вакуумна среда.

Ефективността е много по-ниска от другите видове, тъй като е само 6 процента. В допълнение, силициевите слоеве са в състояние да избледняват на слънце и след шест месеца работа губят своята ефективност. В крайна сметка тя пада с 15, а понякога и с 20 процента. Срокът на експлоатация на такива устройства е ограничен до две години.

Тези батерии имат определени предимства, които ги правят много популярни :

  1. Системите са в състояние да работят дори при облачно време.
  2. Цената им на фона на модернизирани продукти е по-привлекателна.

Напоследък хибридните фотоконвертори бързо набират популярност . Те се основават на микрокристали, които са поставени върху аморфния силиций. По принципа на работа тези панели са подобни на поликристални, като се различават само по-големи сили на генерирания ток, когато са изложени на разсеяна слънчева светлина, например при облачно време или призори.

В допълнение, те могат да се използват не само под пряко ултравиолетово лъчение, но и в инфрачервения диапазон.

Филмови полимерни преобразуватели

Те се считат за достойна алтернатива на силиконовите продукти и заслужават водеща позиция в списъка на най-производителните панели на пазара. Още от името става ясно, че такива батерии са филм, състоящ се от няколко слоя. Това е мрежа от алуминиеви проводници, полимерен слой на активното вещество, органичен субстрат и защитен филм.

Соларните клетки са свързани помежду си и образуват филмова слънчева батерия от ролков тип. В процеса на производство се извършва многослойно приложение на фотоклетка към филма.

Такива устройства са леки и по-компактни от класическите силиконови модели. За производството не е необходимо да използвате скъпи материали, а самият производствен процес е много по-евтин. В резултат на това ролковите панели са по-търсени поради ниската си цена.

Простият принцип на работа обаче значително намалява показателите за ефективност, следователно е само 6 процента. От минусите се отбелязва и само малко разпространение, тъй като моделите все още са на експерименталния етап и практически не се предлагат за общо ползване.

Сред значителните предимства на технологията е възможността за промяна на размера на батерията, приспособявайки я към всякакви параметри . Според експерти, подобни изобретения скоро ще станат много популярни, така че компаниите ще могат да стартират производство в голям мащаб.

Подреждане на отоплителна система

В момента иновативните отоплителни системи, базирани на слънчеви преобразуватели, набират популярност. Това са самостоятелни устройства с уникален дизайн и технически параметри, които се различават от слънчевите панели.

Колектор се използва като основен работен елемент за отоплителни системи, който получава слънчева светлина и автоматично го преобразува в кинетично електричество . Площта на такава част варира от 30 до 70 квадратни метра. За да фиксирате колектора, трябва да използвате допълнително оборудване, а металните контакти се използват за свързване на плочите помежду си.

Следващият компонент на слънчевата отоплителна система е котел за съхранение . Той осигурява ефективно преобразуване на кинетичната енергия в топлина и причинява нагряване на течността, до 300 литра. В някои случаи се използват допълнителни котли за сухо гориво, за да се поддържа оптималната температура на водата.

Последната единица на такава система са подови и стенни елементи, където нагрятата вода циркулира през медни тръби. Поради ниската начална температура на батериите и равномерния топлопренос, помещението се нагрява достатъчно бързо.

За да разберете как системите за отопление на дома работят на слънчеви панели, трябва да разгледате по-подробно принципа на тяхното действие.

Определена разлика се формира между температурните показатели на колектора и елемента за съхранение. Топлоносителят, в ролята на който се използва вода с антифриз, бързо циркулира през системата, в резултат на което се генерира кинетична енергия.

След като течността преминава през отделните слоеве на системата, получената енергия става топлина, която загрява стаята. Поради тези характеристики къщата винаги поддържа оптималния температурен диапазон, независимо от времето на деня или годината. Между другото, пазарът на такива системи непрекъснато се разширява, така че в близко бъдеще те ще бъдат достъпни за всяко средно семейство.

Как работят слънчевите системи

Въпреки това, мощността на една фотоклетка не е достатъчна, за да отговори на повечето нужди на домакинството, защото дори и при дълга дневна светлина, тя не е в състояние да произведе необходимото количество електрическа енергия. Затова за увеличаване на изходната мощност се използват няколко фотоконвертора, които се комбинират помежду си в паралелна верига. Резултатът е редовно увеличаване на постоянно напрежение. От своя страна силата на тока се увеличава последователно.

Производителността на слънчевите панели зависи от няколко фактора :

  1. От температурата на въздуха и от самия панел.
  2. От избора на правилната устойчивост на натоварване.
  3. От ъгъла на падение на ултравиолетовите лъчи.
  4. От наличието или отсъствието на антиотражателни покрития.
  5. От силата на светлинното излъчване.

Важно е да се разбере, че колкото по-ниска е температурата на околния въздух, толкова по-добре ще работят фотоклетката и соларната батерия като цяло. Всичко тук се обяснява с прост принцип. Но що се отнася до изчисляването на натоварването, в този случай ситуацията изглежда по-сложна. Тези индикатори се избират, като се вземе предвид издаденият ток, но стойността му може да варира в зависимост от метеорологичните условия.

Ръчното наблюдение на променящите се параметри на батерията и непрекъснатото им регулиране е проблематично . Вместо това е препоръчително да се оборудва системата с автоматичен контролер, който автоматично ще промени параметрите на слънчевия панел, като се стреми да постигне максимална производителност и оптимални конфигурации.

Науката е доказала, че идеалният ъгъл на падане на ултравиолетовите лъчи върху хелиобатерията е директен. Но ако се наблюдава отклонение в радиус от 30 градуса, не се очакват сериозни загуби, защото ефективността намалява само с 5-10 процента. Ако ъгълът продължи да се променя, ефективността на слънчевата клетка ще спадне значително.

Сега знаете как работят различни видове слънчеви панели, които бързо се превръщат от луксозен предмет в необходима част от съвременния живот.

слънчеви панели

Категория:

На технологиите