Kako rade solarni paneli

Dizajn solarne baterije i princip njezina rada ovisi o tome od kojih materijala i od koje tehnologije je izrađena. Stoga morate razumjeti značajke glavnih opcija kako biste razumjeli koje su njihove razlike i odabrali odgovarajuće rješenje za upotrebu. Svi podaci su relevantni za visokokvalitetne proizvode, jeftine baterije možda neće zadovoljiti deklarirane parametre, jer se često proizvode uz kršenje tehnologije.

Standardni kruti dizajn solarnog polja.

Terminologija

Glavni pojmovi koji se koriste u ovom području:

1. Sunčeva energija je električna energija koja se dobiva od sunca pri korištenju panela.
2. Sunčeva insolacija - pokazuje koliko sunčeve svjetlosti pada na kvadratni metar površine koja se nalazi okomito na zrake.
3. Fotonaponske ćelije su moduli sposobni za pretvaranje sunčeve svjetlosti u električnu energiju. Obično proizvode od 1 do 2 vata energije, ali postoje i produktivnije opcije.
4. Fotonaponski sustav je skup opreme koja pretvara sunčevu svjetlost u električnu energiju.
5. Solarni paneli ili paneli su skupina fotonaponskih ćelija grupiranih u veliki modul i povezanih serijski ili serijski paralelno. Tipično, jedna baterija uključuje od 36 do 40 segmenata.
6. Niz je niz solarnih panela povezanih kako bi osigurali željenu količinu struje.
7. Moduli okvira - konstrukcije u aluminijskom okviru, izdržljive i zapečaćene.
8. Elementi bez okvira su fleksibilne opcije, koriste se u uvjetima nižih opterećenja.
9. Kilovat-sat (kW) je standardno mjerenje električne snage.
10. Učinkovitost (učinkovitost) - solarni paneli. Pokazuje koliko se sunčeve energije koja dospije na površinu pretvara u električnu energiju. Obično je pokazatelj 15-24%.
11. Degradacija je smanjenje kapaciteta solarnih panela do kojeg dolazi zbog prirodnih uzroka. Mjeri se kao postotak izvornih pokazatelja.
12. Vršna opterećenja su vremena kada je potrebna najveća količina električne energije.
13. Kristalni silicij je sirovina za proizvodnju solarnih panela. Najčešća i najtrajnija opcija za danas.
14. Amorfni silicij je smjesa taložena na površini isparavanjem i prekrivena zaštitnim sastavom.
15. Poluvodiči su tvari koje mogu provoditi struju pod određenim uvjetima. To uključuje većinu novih materijala koji se koriste u proizvodnji solarnih panela.
16. Inverter je uređaj za pretvaranje istosmjerne struje u izmjeničnu.
17. Kontroler - regulira izlazni napon iz solarnih modula za pravilno punjenje baterija.

Karta insolacije na teritoriju Rusije.

Ovo su samo najčešći pojmovi, postoje dodatne opcije. Ali čak i poznavanje osnova pomoći će vam puno bolje razumjeti temu.

Kategorije kvalitete

Za procjenu kvalitete solarnog panela potrebno je prije svega saznati klasu sirovina koje se koriste za proizvodnju fotonaponskih ćelija. O tome ovisi učinkovitost i vijek trajanja gotovih proizvoda. 4 glavne klase:

1. Ocjena A - najbolja opcija, u kojoj nema oštećenja i pukotina. Ujednačenost ispune i glatkoća površine jamče visoke performanse, koje su često i veće od navedenog u dokumentaciji. Osim toga, ova opcija ima najnižu stopu degradacije i zadržava dobre performanse dugo vremena.
2. Razred B nešto lošije kvalitete, mogu postojati nedostaci na površini. Ali istodobno, najčešće, uporaba omogućuje dobivanje proizvoda usporedivih u učinkovitosti s klasom A. Pokazatelji degradacije su red veličine gori, stoga brže gube svoje izvorne karakteristike.
3. Razred C - opcija u kojoj mogu postojati prilično ozbiljni nedostaci - od pukotina do čipova i drugih oštećenja. Po cijeni su takvi moduli mnogo jeftiniji, ali njihova učinkovitost ne prelazi 15%. Jeftino rješenje pogodno za mala opterećenja.
4. Razred D - u biti, to je otpad koji ostaje nakon proizvodnje fotonaponskih ćelija, a koji se ne bi trebao koristiti za izradu baterija. Ali mnogi ne baš pošteni proizvođači, osobito iz Azije, koriste ih u proizvodnji. Izvedba ove opcije je iznimno niska.

Bolje je odabrati prvu opciju, u ekstremnim slučajevima, druga je također prikladna.Samo oni mogu pružiti normalnu učinkovitost i služit će dugo vremena.

Zaštitna folija na solarnim panelima također mora biti kvalitetna.

EVA laminirajući materijal je poseban film koji se nalazi na prednjoj strani i može se koristiti na krivoj strani. Glavna svrha je zaštita radnih elemenata od štetnih učinaka bez ometanja sunčeve svjetlosti. Visokokvalitetne opcije traju oko 25 godina, one niske kvalitete - od 5 do 10. Nemoguće je odrediti raznolikost na oko, pa je lakše poći od cijene - za dobre opcije neće biti niska.

U videu, na primjer, jasno razumiju kako električna struja nastaje pod utjecajem sunčeve svjetlosti.

Princip rada

Prilično je teško objasniti značajke solarne baterije, ali možete razumjeti opće točke:

1. Kada sunčeva svjetlost udari u fotoćelije, tamo počinje stvaranje neravnotežnih parova elektron-rupa.
2. Zbog viška elektrona počinju se kretati u donji sloj poluvodiča.
3. Napon se primjenjuje na vanjski krug. Na kontaktu p-sloja pojavljuje se pozitivan pol, a na kontaktu n-sloja negativan pol.
4. Ako se baterija spoji na fotoćelije, tada se dobiva začarani krug i elektroni koji se stalno kreću osiguravaju postupno punjenje baterije.
5. Konvencionalni silikonski moduli su jednostruke spojne ćelije koje mogu generirati energiju samo iz određenog spektra sunčeve svjetlosti. Zbog toga je učinkovitost opreme niska.
6. Kako bi riješili problem, proizvođači su razvili kaskadne opcije, mogu uzimati energiju iz različitih zraka sunčevog spektra.To povećava učinkovitost, ali zbog visokih troškova proizvodnje, cijena takvih ploča je mnogo veća.
7. Energija koja se ne pretvara u električnu energiju pretvara se u toplinu, pa se solarni paneli tijekom rada zagrijavaju do 55 stupnjeva, a poluvodičke baterije do 180. Štoviše, kako se solarna baterija zagrijava, učinkovitost solarne baterije se smanjuje.

Najjednostavnija shema solarne baterije.

Usput! Solarni paneli su najučinkovitiji u vedrim zimskim danima, kada ima dovoljno svjetla, a niska temperatura hladi površinu.

Od čega su napravljeni

Da biste proučili uređaj solarne baterije, morate razumjeti glavne sorte, budući da tehnologija proizvodnje ima značajne razlike ovisno o korištenim sirovinama:

1. Baterije CdTe. Kadmij telurid se koristi u proizvodnji filmskih modula. Sloj od nekoliko stotina mikrometara dovoljan je da se dobije učinkovitost reda 11% ili malo veća. Ovo je iskreno niska brojka, ali u smislu 1 vata snage, trošak električne energije je najmanje 30% jeftiniji od tradicionalnih silikonskih opcija. Unatoč činjenici da je ova sorta mnogo tanja i lakša.
2. CIGS tip. Kratica znači da sastav uključuje bakar, indij, galij i selen. Ispada poluvodič, koji se također nanosi u malom sloju, ali za razliku od prve opcije, učinkovitost je ovdje za red veličine veća i iznosi 15%.
3. Tipovi GaAs i InP razlikuje mogućnost nanošenja tankog sloja od 5-6 mikrona, dok će učinkovitost biti oko 20%. Ovo je nova riječ u tehnologijama za izvlačenje električne energije iz sunčeve svjetlosti.Zbog visokih radnih temperatura, baterije se mogu jako zagrijati bez gubitka performansi. Ali zbog činjenice da se u proizvodnji koriste rijetki zemni materijali, trošak ove vrste je visok.
4. Baterije s kvantnim točkama (QDSC). Oni koriste kvantne točke kao apsorbirajući materijal za pretvaranje sunčeve energije umjesto tradicionalnih rasutih materijala. Zbog značajki ugađanja razmaka u pojasu, moguće je izraditi module s više spojeva koji učinkovitije apsorbiraju sunčevu energiju.
5. Amorfni silicij nanosi se isparavanjem i ima heterogenu strukturu. Nema visoku učinkovitost, ali homogena površina vrlo dobro apsorbira čak i raspršenu svjetlost.
6. Polikristalni varijante se izrađuju topljenjem silicija i hlađenjem pod određenim uvjetima kako bi se dobili jednosmjerni kristali. Jedno od najčešćih rješenja zbog niske cijene proizvodnje i dobrih pokazatelja učinkovitosti.
7. Monokristalna elementi se sastoje od čvrstih kristala izrezanih u tanke ploče i dopiranih fosforom. Najtrajnije rješenje s niskim stopama razgradnje i vijekom trajanja od najmanje 30 godina, ali najčešće 10-15 godina dulje.

Baterije izrađene od kadmij telurida jedne su od najisplativijih u smislu cijene po kilovatu električne energije.

Usput! Učinkovitost jedne ili druge opcije ovisi o tehnologiji proizvodnje, pa je treba razjasniti.

Pročitajte također

Vrste i metode ugradnje solarnih panela

 

Prednosti i nedostaci solarnih panela

Svaka vrsta ima svoje karakteristike koje treba uzeti u obzir pri odabiru kako bi se odlučilo koja je vrsta najprikladnija:

1. Monokristalne ploče imaju najveću učinkovitost i zbog toga se štedi prostor za postavljanje modula. Traju najmanje 25 godina i polako gube snagu. Istodobno, površina je vrlo osjetljiva na prljavštinu, mora se često prati. A cijena je najviša od svih opcija na bazi silicija.
2. Polikristalne opcije ne apsorbiraju sunčeve zrake tako učinkovito, ali bolje rade na difuznom svjetlu. Što se tiče omjera cijene i kvalitete, oni su isplativiji, ali zauzimaju više prostora zbog manje učinkovitosti.
3. Amorfne silikonske baterije mogu se postaviti bilo gdje, uključujući i zidove zgrada, jer dobro upijaju raspršenu svjetlost. Uz nisku učinkovitost, imaju nisku cijenu, pa se mogu koristiti kao ekonomična opcija. Istodobno, oni služe dugo vremena i ne boje se toliko površinske kontaminacije.
4. Opcije rijetkih zemalja imaju slične prednosti i nedostatke, tako da ih možete razmotriti zajedno. Što se tiče učinkovitosti, oni su superiorniji od klasičnih ploča, mogu se primijeniti na film, što je prikladno. Imaju veći temperaturni raspon, pa grijanje ne utječe na učinkovitost rada. Ali zbog visoke cijene i rijetkosti metala, takve se opcije ne koriste široko.

Opcija za montažu na zid pojednostavljuje instalacijske radove.

Gdje se koriste

Sve razmatrane opcije mogu se instalirati u privatnom sektoru kako bi dobili električnu energiju od sunca i uštedjeli na energetskim resursima ili čak postigli potpunu autonomiju. Što se tiče upotrebe, morate uzeti u obzir nekoliko jednostavnih preporuka:

1. Monokristalne i polikristalne opcije najbolje su postaviti na krov ili na tlo, nakon što su okvir prethodno izgradili pod željenim kutom.Poželjno je da je kut nagiba reguliran, tako da se možete prilagoditi suncu.
2. Filmski moduli mogu se postaviti bilo gdje, kako na zid, tako i na krovovi. Dobro rade čak i ako zrake ne udaraju u površinu pod pravim kutom, što je vrlo važno.
3. U industrijskim razmjerima, filmske baterije također se preferiraju jer su jeftinije i lakše se instaliraju.

Opcije filma lakše je instalirati uz velike količine posla.

Postoji nekoliko varijanti solarnih ćelija, ali oko 90% tržišta zauzimaju tradicionalni silikonski modeli zbog njihove niske cijene i dobrih performansi. Možete odabrati jedno od poluvodičkih rješenja, ali tada ćete morati potrošiti jedan i pol do dva puta više novca.