Соларната батерия работи. Как работят слънчевите панели

Почти 100% от цялата енергия, която използваме в ежедневието, е енергията на слънцето, трансформирана по един или друг начин. Въглищата са мъртви растения, които са живели благодарение на фотосинтезата, маслото са растения и животни, които са измрели преди милиони години и са се развили благодарение на енергията на слънцето. Дори когато горите дърва за огрев, вие отдавате слънчевата енергия, която дървесината е погълнала. Всъщност всяка топлоелектрическа централа преобразува слънчевата енергия, натрупана под формата на въглища, нефт, газ и други изкопаеми, в електричество.

Соларната батерия просто го прави директно, без участието на "посредници". Електричеството е най-удобната форма за приложение на слънчевата енергия. Целият живот на човечеството сега е изграден около електричеството и е много трудно да си представим цивилизация без него. Въпреки факта, че първите слънчеви клетки се появиха преди повече от половин век, слънчевата енергия все още не е намерила правилно разпространение. Защо? Повече за това в края на статията, но засега нека разберем как работи всичко.

Всичко е заради силикона

Слънчеви панелисъставен от клетки по-малък- слънчеви клетки, които са направени от силиций.

Соларният панел се състои от няколко фотоклетки.

важно. Силицият е най-често срещаният полупроводник на Земята (около 30% от цялата земна кора)

Силицият е разположен между два проводими слоя.

"Сандвич" от силиций и проводими слоеве

Всеки силициев атом е свързан със своя съсед чрез четири силни връзки, които държат електроните на място, така че не може да тече ток.

Структура на силициевите атоми

За да се получи ток, се използват два различни слоя силиций:

• N-тип силиций има излишък от електрони
• P-тип силиций - допълнителни местаза електрони (дупки)

Силициев тип P и N

Когато два вида силиций са съединени, електроните могат да се движат през P-N прехода, напускайки положителен зарядот едната страна и отрицателни от другата.

За да си го представим по-лесно, по-добре е да мислим за светлината като за поток от частици (фотони), който удря нашата клетка толкова силно, че избива електрон от връзката й, оставяйки дупка. Отрицателно зареденият електрон и мястото на положително заредената дупка вече са свободни да се движат, но тъй като имаме включено електрическо поле P-N пресичане, те се движат само в една посока. Електронът - към N-проводника, отворът се стреми към P - страната на плочата.

След "освобождаването" електронът се стреми към проводника

Всички електрони се събират от метални проводници в горната част на клетката и отиват към външната мрежа, захранващи пантографи, слънчеви батерии или електрически стол за хамстер :). След свършената работа електроните се връщат на обратната страна на плочата и заемат местата си в същите тези „дупки“.

Работа с фотоклетка

Стандартна плоча, 150x150 мм, номинално произвежда само 0,5 волта, но ако ги комбинирате в един голям панел, можете да получите повече мощност и напрежение. За да заредите мобилен телефон, трябва да комбинирате 12 такива плочи. За да захранвате къщата, трябва да похарчите много повече плочи и панели.

Поради факта, че единствената движеща се част във фотоволтаичните клетки са електроните, соларните панели не се нуждаят от поддръжка и могат да издържат 20-25 години, без да се износят или счупят.

Защо човекът не е преминал напълно към слънчевата енергия?

Можете да говорите много за политика, бизнес и други теории на конспирацията, но в рамките на тази статия бих искал да говоря за други проблеми.

1. Неравномерно разпределение на слънчевата енергия по повърхността на планетата. Някои райони са по-слънчеви от други и това също е непостоянно. Има много по-малко слънчева енергия в облачни дни и никаква през нощта. А за да разчитате напълно на слънчевата енергия, трябва ефективни начинигенериране на електроенергия за всички области.
2. ефективност. В лабораторни условия е постигнат резултат от 46%. Но търговските системи не постигат дори 25% ефективност.
3. Съхранение. Най-слабото звено в слънчевата енергия е липсата на ефективен и евтин начин за съхранение на генерираната електроенергия. Съществуващ презареждащи се батерииса тежки и значително намаляват ефективността на и без това слабата работа на слънчевата система. Като цяло съхраняването на 10 тона въглища е по-лесно и по-удобно от 46 мегавата, генерирани от същите въглища или слънцето.
4. Инфраструктура. За да се хранят мегаполисите, покривните площи на тези градове няма да бъдат достатъчни, за да задоволят всички искания, следователно за въвеждането на слънчева енергия е необходимо да се транспортира енергия и за това е необходимо да се изградят нови енергийни съоръжения

Видео за това как се правят слънчеви панели.

Видеото описва подробно процеса на производство на поликристални слънчеви панели, принципа на тяхната работа в системата от слънчеви електроцентрали, принципа на работа на зарядния контролер и инвертора.

коментари:

Подобни публикации

Генериране на алтернативна слънчева енергия. Появи се сравнително наскоро, но вече успя да спечели популярност в страните от ЕС поради високата си ефективност и разумна цена.

Слънчевата батерия е почти неизчерпаем източник на енергия, способен да акумулира и преобразува светлинните лъчи в енергия и електричество. В страните от ОНД нов източникенергията постепенно набира популярност. (Между другото, можете да прочетете статията за това как да изберете слънчев панел.)

Компоненти

Има два вида връзка:

• последователен;
• паралелен.

Единствената разлика е, че в паралелна връзкаима увеличение на тока и последователно напрежението се увеличава.

Ако има нужда от максимална работа на два параметъра наведнъж, тогава се използва паралелно-последователно.

Но трябва да се има предвид, че високите натоварвания могат да доведат до изгаряне на някои контакти. За предотвратяване на това се използват диоди.

Един диод може да защити една четвърт от фотоклетката. Ако не са в устройството, т.е Голям шансче целият източник на енергия ще спре да функционира след първия дъжд или ураган.

Важен момент: нито акумулацията, нито силата на тока напълно отговарят на възможните параметри на съвременния домакински уреди, следователно е необходимо преразпределение и акумулиране на електроенергия.

За да направите това, се препоръчва допълнително да свържете поне две.Едната ще бъде натрупваща, а втората резервна или резервна.

Ето пример за работа на допълнителни батерии. Когато навън е хубаво и слънчево време, зарядът върви бързо и след кратко време вече има излишна енергия.

Следователно целият този процес се контролира от специален реостат, който е в състояние определен моментпрехвърлете цялата ненужна електроенергия в допълнителни резерви.

Можете да се запознаете с отзивите на собствениците на слънчеви панели в тази статия:

Принцип на действие

Какъв е принципът на действие на алтернативен източник на енергия?

Първо, слънчевите клетки са силициеви пластини. От своя страна, силицият по своя химичен състав има максимално сходство с чистия силиций. Именно този нюанс направи възможно намаляването на цената на слънчевата батерия и пускането й вече на конвейера.

Силицият е задължително кристализиран, тъй като сам по себе си е полупроводник. Единичните кристали са направени много по-прости, но те нямат много лица, поради което електроните могат да се движат по права линия.

Важно е да знаете, че добавянето на фосфор или арсен повишава електропроводимостта. Освен това, едно от важните свойства на силиция е невидимостта на инфрачервеното лъчение.

Благодарение на този елемент преобразувателните блокове абсорбират само полезните части от слънчевия спектър.

Последователността на действията на слънчевата батерия:

Така че разбрахме от какво се състоят слънчевите панели и какъв е техният принцип на работа.

В заключение бих искал да добавя, че такава алтернатива може да бъде направена у дома сами, с всички необходими части.

Вижте видеото, в което лесно и информативно е обяснен принципът на работа на соларните панели:

Те станаха толкова широко разпространени, че всеки потребител може да поръча компоненти и самостоятелно да сглоби и инсталира фотоволтаични панели със собствените си ръце. Разбира се, въпросът с цената остава актуален, защото слънчевите панели не са никак евтин вариант, но са екологични. И цената става все по-евтина всяка година. Така че всеки трябва да е попадал на идеята да използва такъв източник на електроенергия, но не всеки знае как работи слънчевата батерия.

Видео за това как работят слънчевите панели

Принципът на работа на слънчевата батерия

За да разберете как работи слънчевата батерия, трябва да разберете от какво се състои. По правило източникът на слънчева енергия се състои от следните части:

• DC генератор(известен още като слънчев панел)

• Батерияс контрол на заряда и инвертор, който преобразува тока в променлив

• На свой ред панелът се състои от фотоволтаични преобразувателикой, говорейки обикновен езиктрансформира слънчевата енергия в електрическа. Най-често това са поликристални или монокристални силициеви батерии. Разликата в ефективността и технологията на производство.

Принципът на работа на слънчевата електроцентрала е последователното взаимодействие на редица елементи единична мрежа. Елементите в соларния панел са свързани последователно и паралелно. Това се прави с цел увеличаване на мощността, напрежението и тока. Плюс това, такава връзка ще защити в случай на повреда на един елемент - останалите части на веригата.

• Батериите също са надупчени с така наречените диоди.Принципът на работа на слънчевите панели се основава на тези елементи. Такива диоди предпазват панела при частично затъмняване. По време на такива прекъсвания батерията не прекъсва работата си, но произвежда една четвърт по-малко енергия. Основното е, че диодите не позволяват прегряване на слънчеви клетки, които по време на димиране започват да консумират електричество, вместо да го генерират.

• По-нататък електричеството се съхранява в батерии.И тогава вече се дава в системата. Важното е, че броят на паралелно и последователно свързаните елементи в слънчевия панел трябва да бъде изчислен така, че напрежението, което е свързано към батериите, да надвишава напрежението на самата батерия. Дори и с усвояването. В този случай товарният ток на слънчевата батерия трябва да осигурява достатъчно количество заряден ток. Този параметър трябва да се вземе предвид, когато.

• Друг важен фактор при работата на слънчевите панели е полезната мощност. Точно Този показател отразява рентабилността на използванетоза потребителя. Тази мощност се изчислява въз основа на напрежението и изходния ток на инсталацията. А тези показатели от своя страна зависят от силата на слънчевата светлина, която пада директно върху панела. Между другото, твърде високите температури за работата на слънчевите панели не са полезни. В крайна сметка, при интензивно нагряване от слънцето, така наречената електродвижеща сила пада в електрогенериращите елементи. Въпреки това, колкото по-ярко е осветлението от слънцето, толкова повече ток се генерира.

Сега няколко формули за принципа на работа на слънчевите панели.

Как работи слънчевият панел? Например слънчева батерия е затворена за товар с измерено съпротивление (Rn). Следователно във веригата има ток (аз). В същото време индикаторът азсе формира в пряка зависимост от качеството на преобразувателя във веригата, мощността на слънчевата светлина и съпротивлението. След това нека анализираме ООН. ООН- това е напрежението, което се създава на клемите на соларните панели. В резултат на това, знаейки тези индикатори, можем да изчислим мощността, която се появява в натоварването на инсталацията: Pn = InUn

Оптималното съпротивление за всеки панел обаче е различно и зависи от нивото на ефективност.

• При облачно време зарядът на батериите, поради по-слабото генериране на електроенергия от панелите, естествено намалява. По време на този процес приемникът получава електричество. С други думи, батериите винаги са или заредени, или разредени. Този механизъм на взаимодействие се контролира от контролера.

• Най-често работата на батериите във верига е проектирана по такъв начин, че те да са много бързо заредете до 80-90%, след което отнема много време, за да получите останалата част от заряда.Към днешна дата най-ефективните батерии за използване в алтернативни системи за захранване са гел батериите. Такива батерии не изискват поддръжка и са непретенциозни в условията на работа. В този случай експлоатационният живот обикновено достига 10 години.

Контролер, резистор и инвертор

• Контролернеобходимо за свързване на батериите към мрежата. Той контролира заряда.

• Резисторабсорбира излишното производство на енергия.

• инверторнеобходими за нормалното захранване на електрическата мрежа, освен когато е необходимо захранване на приемници, които работят на постоянно, а не на променливо напрежение.

Разбира се, трудно е да се разберат всички тънкости на работата. Но се надяваме, че ще намерите отговори на страниците на нашия сайт. По-ясно работата на слънчевите клетки може да се разбере от графични диаграми.

Доста често тези, които живеят в собствения си дом, трябва да се справят с факта, че изключват електричеството за технически причиниили поради извънредна ситуация. Такива проблеми причиняват не само дискомфорт, но и много проблеми, например храната се разваля, невъзможно е да се работи, ако това изисква използването на електрически уреди. Какво да направите в такава ситуация? Струва си да инсталирате слънчеви панели, които ви позволяват да разрешите този проблем възможно най-бързо и могат да донесат само ползи и нищо повече.

Слънчевата батерия (или панел) е батерия (наречена фотоплоча), която променя своята проводимост и освобождава енергия, когато е изложена на слънчева светлина. Именно тази трансформация ще позволи обогатяването на жилищната структура с необходимата електроенергия. По правило слънчевите панели имат различни видове.

Следните дизайни се продават:

• монокристален;
• Поликристален;
• Аморфен.

Всеки дизайн има определена производителност, от която пряко зависи принципът на работа и цената. Плоча с минимална мощност се счита за батерия, направена на базата на монокристали, и те също имат най-много ниска цена. По принцип те се опитват да се използват в условия, при които постоянното захранване с електроенергия не е много важно.

Собственикът на частна къща и директно такива батерии трябва внимателно да гарантира, че фотоволтаичният панел е чист, тъй като ако попадне върху покритието му голям бройзамърсители като сняг, птичи изпражнения и дори сухи листа ще намалят ефективността и ще намалят захранваното напрежение. Слънчевата батерия за дома работи на специален принцип.

а именно:

1. Енергията на слънцето се улавя от плоча на основата на силиций.
2. При нагряване се отделя енергия.
3. Освен това електроните се активират, което допринася за тяхното движение по протежение на проводника.
4. Проводниците насочват тока в кухината на батерията, което образува вид презареждане.
5. Чрез кабелна връзка токът протича към домакинските уреди.

Принципът на работа на инсталацията е съвсем разбираем, но си струва да се запознаете с характеристиките на поддръжката на батерията и дали изобщо е необходимо. Първоначално трябва да се отбележи, че движещата се част напълно отсъства в слънчевата батерия, тъй като това са неподвижни структури.

Как се извършва поддръжката, така че слънчевата батерия да работи

По правило почистването на покритието трябва да се извършва веднъж на всеки 7 дни. Експертите смятат, че това е напълно достатъчно, за да се поддържа оптималното състояние на плочите в тяхната чиста форма. Също така е необходимо да се извършат редица процедури, което ще позволи на панелите да работят безпроблемно, както и да се изключи образуването на дефекти и неизправности.

Изисква се за извършване на:

1. Външен преглед за откриване на разхлабване на крепежни елементи и пукнатини в рамката.
2. Почистване на панели.
3. Проверете захранващия кабел за оголени проводници, които могат да причинят пожар.
4. Мониторинг и фиксиране на състоянието на индикаторите за автоматизация и уреди.
5. Следене на нивото на батерията.
6. Контрол върху състоянието на структурните възли на блока за откриване на корозивни образувания.
7. Проверка на здравината на обшивката на панела.

Също така е необходимо да регулирате позицията на конструкцията, зависи от времето на годината и да затегнете всяка резбова връзка. Освен това е възможно панелите да се поливат от маркуч с най-обикновена течаща вода, за което са достатъчни 4 процедури годишно.

Безопасен и ефективен вятърен генератор може да бъде сглобен на ръка. Всички етапи на работа са описани на следната страница:

Ефективност на слънчевия панел и други параметри

Слънчевите панели са направени от материал като силиций и когато купувате, трябва да обърнете внимание на характеристики като наличието на индекс на ефективност, който трябва да надвишава 20%, високо ниво на устойчивост.

Необходимо е наличието на закалено стъкло, устойчивост на най-тежките атмосферни условия, поликристално покритие, ако продуктът се монтира в район с висока температура.

Монокристалното покритие е важно за райони с неблагоприятни климатични условия. Съвременните силиконови соларни печки имат редица предимства. Тези, които вече използват такива инсталации, реагират изключително положително.

Разпознават се следните продукти:

• Автономен;
• Най-икономичният по отношение на средствата, тъй като не се изисква плащане за електроенергия;
• Много удобен за използване, тъй като не е необходима настройка;
• Благоприятно, тъй като ресурсът се попълва автоматично;
• околната среда;
• Безопасен;
• Практични, като могат да бъдат като резервни или основни;
• Много издръжлив.

Има някои недостатъци, но на фона на много положителни качества те могат да се нарекат незначителни. Те включват висока цена, ниска устойчивост на метеорологични бедствия, необходимост от подготовка на място за местоположението на конструкцията, поддръжка, намалена производителност през зимата, необходимост от модернизация, ако е необходимо, увеличаване на мощността и съответно производителността.

Видове слънчеви панели

Монокристалните продукти са признати за най-достъпните продукти за улавяне на слънчева енергия, тъй като са направени по най-простата технология и могат значително да отстъпват на други видове плочи по отношение на мощността. Всеки вид има свои собствени характеристики, поради които се прави изборът им.

Има три вида слънчеви печки:

• монокристален;
• Поликристален;
• Аморфен.

Панелите, изработени на базата на поликристален силиций, са най-скъпите продукти, тъй като могат да акумулират слънчева енергия дори при висока облачност и облачно време. Тяхната особеност е високата производителност, както и бавното охлаждане на силициевата стопилка. След като платното се охлади напълно, то се подлага на повторна топлинна обработка.

Тези плочи се предлагат в тъмно син цвят.

Ако за направата на плоча се използва аморфен силиций, то това са продукти, които не се произвеждат в големи количества. Тези проекти са в етап на подобрение, модернизация, тъй като някои тестови модели са пуснати в продажба.

От какво се правят основно слънчевите панели?

Много собственици смятат, че ако са създали такова оборудване сами, тогава за това просто трябва да следвате технологията за сглобяване на системата, но също така трябва да отговаряте на поставените високи изисквания.

Съставът на елементите за улавяне на слънчева енергия е много прост, тъй като всички структури се състоят от:

• соларен модул;
• контролер;
• батерия;
• инвертор;
• първичен преобразувател;
• Комплект проводници;
• Устройства, способни да следят заряда на батерията;
• Акумулаторни устройства за извеждане на мощност.

Освен това върху плочите могат да присъстват ролкови покрития от полимерно фолио, които са необходими за защита от външни фактори. Соларната батерия е предназначена да улавя слънчевите лъчи и да ги преобразува в електричество.

Устройство за слънчева батерия и нюанси на дизайна

След като бъдат закупени всички необходими приспособления, както и материали и оборудване, можете да започнете директното строителство. Всеки, който сам е изобретил и изобретил слънчева батерия, непременно е започнал с дизайн, който взема предвид важни моменти.

а именно:

1. Местоположението на конструкцията.
2. Ъгълът на продукта.
3. Изчисляване на носещата способност на покрива, ако инсталацията ще се извърши на самия покрив, а не на стените или основата на къщата.

За рамката се използва алуминиев ъгъл, чиято дебелина трябва да бъде най-малко 35 mm. Обемът на клетките трябва напълно да съответства на броя на фотоклетките. Например 835x690 мм. В рамката са направени отвори за хардуер. Уплътнителят се нанася от вътрешната страна на ъгъла на 2 слоя. Рамката е изпълнена с лист от плексиглас, поликарбонат, плексиглас или друг материал.

За да се запечатат шевовете между рамката и лентата от материал, ще е необходимо внимателно да се притисне листът по целия периметър.

Продуктът се оставя на открито, докато изсъхне напълно. Стъклото се фиксира в 10 точки, в предварително подготвени отвори, които трябва да бъдат разположени в ъгъла на рамката и от всяка страна. Преди да фиксирате фотоклетките, е необходимо да почистите повърхността от прах. След това жицата се запоява към плочката, за която контактите първо се избърсват с алкохолен разтвор и се поставят под потока. Когато работите с кристал, трябва да бъдете възможно най-внимателни, тъй като има твърде крехка структура.

Гумата се полага по цялата дължина на контакта и бавно се загрява с поялник. След това плочите трябва да се обърнат и да се извършат същите действия. След това фотоклетките се поставят върху плексигласовата повърхност в рамка и се закрепват върху монтажна лента. Като фиксатор може да се използва обикновено силиконово лепило, което се нанася на точки. Една малка капка е напълно достатъчна, тъй като е много издръжлив.

Разположението на кристалите трябва да бъде с празнини между тях от 3-5 mm, така че при нагряване под въздействието на ултравиолетови лъчи да няма деформация на повърхността. Не забравяйте да свържете проводника по ръбовете на фотоклетките с кухината на общите шини. С помощта на специално устройство се тества качеството на запояване. За да се запечата панелът, между листовете на плочите се нанася уплътнител. Необходимо е да се направи внимателно притискане на платната, за да се осигури максимална адхезия към стъклото. Ръбовете на рамката също са покрити с уплътнител.

Страничната част на рамката е оборудвана с конектор за свързване на диоди на Шотки. Рамката е покрита със стъкло за защита и фугите също са уплътнени, за да се предотврати навлизането на влага в конструкцията. От предната страна трябва да обработите панела с лак. Панелът се монтира на покрив, стени или друго предварително предназначено за него място.

Ефективност на слънчевия панел

Както вече беше отбелязано, има различни видовеслънчеви панели и всеки от тях има свои собствени характеристики. Заслужава да се отбележи, че има и хибридни конструкции за улавяне на слънчева енергия, но тяхната цена е много по-висока и се използват главно за промишлени сгради.

Естествено, качеството и производителността на всяка слънчева батерия зависи пряко от ефективността на нейните слънчеви клетки, която може да бъде повлияна от фактори като:

• климатични условия;
• Метеорологично време;
• Продължителност на деня и нощта;
• Равномерност на осветеността на панела;
• Промени в температурата на въздуха;
• Наличието на мръсотия върху пластмасата;
• Невъзвратими загуби.

По принцип ефективността или, с други думи, работата на слънчевите панели зависи пряко от равномерността на осветеност на конструкцията. Например, ако една от фотоклетките на сградата има нисък интензитет на осветяване, за разлика от останалите, това ще доведе до неравномерно разпределение на слънчевите лъчи, когато те ударят панела, което означава, че ще има претоварване и намаляване на общата енергийна ефективност.

За да се намали влиянието на такъв фактор, в някои случаи те просто изключват фотоклетката, която се провали.

За да се осигури максимална ефективност на слънчевия панел, той трябва да бъде насочен директно към слънцето, в зависимост от времето на годината. Някои собственици на такива конструкции предпочитат да инсталират специални инсталации, чрез които е възможно дистанционно управление или, с други думи, завъртане на конструкцията в правилната посока. Има системи с автоматично въртене в зависимост от местоположението на слънцето, които се движат през деня сами без чужда помощ по зададена програма.

В допълнение, ефективността на продукта може да бъде повлияна от наличието на прах и мръсотия върху плочата, тъй като някои фотоклетки са потъмнели и по този начин започва неравномерното разпределение на приема на слънчева енергия, както беше описано по-рано. В продажба има специален състав, който може да покрие повърхността на слънчева батерия и по този начин да предотврати натрупването на замърсители от различен характер върху нея.

Как работи слънчева батерия (видео)

Соларната батерия е скъпо оборудване, независимо дали ще бъде сглобена самостоятелно или закупена готова и необходимостта от постоянна поддръжка може да причини дискомфорт, но веднъж инвестирани в този продукт, можете да се задоволите с постоянното наличие на електричество за дълго време и липсата на плащане за него.