Möjligheterna att byta till alternativa energikällor har övervägts och delvis implementerats av intresserade företag som representerar energibranschen i flera decennier. De höga kostnaderna för att introducera nya energiförsörjningssystem har ännu inte tillåtit många områden inom denna industri att utvecklas framgångsrikt, men det finns också undantag, som inkluderar solenergigeneratorer.
I olika varianter används sådana nätaggregat inom specialiserade områden, och på senare år har de hittat sin plats inom privat strömförsörjning. Det optimala formatet för den tekniska implementeringen av ett solbatteri är en panel på fotoelektroniska celler, som inte tar mycket plats, men som samtidigt förser konsumenten med energi av en viss mängd.
Tekniköversikt
En mängd olika naturfenomen kan användas som energikälla - från vind till vattenflöde. Självklart, ochSolens energi, som en naturlig källa till ljus och värme, kan inte annat än betraktas som en resurs för omvandling till vanlig elektricitet. Förresten, energibelysningen på en klar dag kan nå 1020 W/m2, och detta är en påtaglig potential som mycket väl kan få praktisk tillämpning. Det återstår bara att tekniskt implementera processen för energiomvandling och leverans. Detta är vad solpaneler används till.
Moduler av den här typen utför omfattande uppgifterna att erhålla, stabilisera och ackumulera solljus. I nästa steg löses uppgifterna för dess omvandling, ackumulering och distribution bland konsumenterna. Hittills är solenergins huvuduppgifter inte så mycket i den tekniska och strukturella organisationen av ovanstående processer, utan i att optimera tekniken för att öka prestandan hos dess produkter.
Paneldesign
I allmän mening är en sådan enhet en mottagare och ackumulator av solenergi. Dess underhåll använder dock en hel grupp komponenter, inklusive batterier, elektriska omvandlare, säkringar, strömregulatorer, mekanik för att kontrollera panelens position, etc.
Men i varje fall är solpanelsystemet baserat på funktionen av ett huvudelement - en modul som direkt tar emot solenergi. I den vanligaste versionen är det mono- eller polykristallina wafers av kisel, som i sammanhanget påminner om en flerlagerstårta. Detta är den så kalladesolcellsceller som ger exakt positionering av atomer, som i sin tur är involverade i energiomvandlingsprocesser.
Klassificering av solpaneler efter typ av solceller
I takt med att teknikerna för tillverkning av plattor för mottagning av solenergi har utvecklats, har specialister experimenterat med material för deras tillverkning och bestämt de optimala lösningarna. Hittills tillverkas batterier av denna typ av följande element:
- Multikristallina kiselskivor. Materialets struktur bildas av en grupp av enkristall-kiselgitter, vilket gör det möjligt att kompensera för energiförluster vid strukturens kanter, vilket är fallet i enkristallpaneler. Som ett resultat når effektiviteten 15 % med en enhets livslängd på upp till 25 år.
- Paneler på polykristallint kisel. Ett annat alternativ till enkla monokristallina solpaneler. Ett batteri på denna bas är mindre produktivt, men det kostar mycket mindre och ger fler möjligheter att designa olika former av konstruktion och dess orientering.
- Amorfa silikonpaneler. Det är också ett lågeffekt alternativ, men det är också det mest prisvärda. För konsumenter med låga energibehov, en helt acceptabel lösning.
- Cadmium telluride-enheter. Detta material används ofta i utvecklingen av fotovoltaiska filmceller, vars tjocklek på halvledarskiktet är hundratals mikrometer. Kadmiumtellurid har en genomsnittlig kraftgenereringsprestanda, men själva produktionsprocessenelen i det här fallet blir billigare än vanliga silikonpaneler.
- Batterier baserade på CIGS-halvledare. I det här fallet används en kombination av flera material - gallium, selen, indium och koppar. Den använder också en filmformfaktor, men med högre prestanda än kadmiumtelluridmotsvarigheter.
Hur enheten fungerar
Efter att ha mottagit solenergi kan det fortsatta förloppet av systemets drift ske enligt olika scheman, beroende på designlösningen. Det finns huvudsakligen två sätt att använda utrustningen:
- Den genererade elen lagras i det anslutna batteripaketet och förbrukas parallellt av konsumenterna.
- På väg från panelen till batteripaketet installeras en växelriktare som reglerar energiförbrukningen. Ett liknande schema används i de fall där solcellsbatteripanelen fungerar som en hjälpströmkälla som endast täcker en del av konsumentens behov av el.
I båda fallen måste en elektrisk krets organiseras med möjlighet att införa solcellsfotoceller. Anslutningskonfigurationen kan vara antingen seriell eller parallell. Den genomsnittliga inspänningen kan vara 180-354 V i förhållande till hushållssystem. Belastningen i detta fall är 5 A.
Implementering av ledningssystemet
Aktiv utveckling av solbatterier ägde rum under perioden med omfattande introduktion av kontrollmikrokontroller i komplexaproduktionsprocess. För närvarande används sådana enheter också för att automatisera olika operationer i den inhemska sfären - det räcker med att notera larmsystemen och garageportens kontrollmekanik.
När det gäller solpaneler används styrenheter med kapacitiva sensorer, som inte bara gör det möjligt att övervaka driftsparametrarna för funktionella komponenter, utan också att styra processen för att ladda solpanelsbatterier. Regulatorer på grundnivå övervakar brytare, varistorer och säkringar, men kan också delta i processerna för att ändra parametrarna för likströmsförsörjningen slutförbrukare.
Tips om hur du använder paneler
När du köper ett solbatteri är det tillrådligt att utföra en omfattande granskning av alla dess komponenter, och särskilt fotoceller, eftersom minsta skada eller fabriksfel kan radik alt påverka hela systemets prestanda. Dessutom bör största möjliga försiktighet vidtas under installationsprocessen, eftersom strukturen är ömtålig och kan skadas utan särskilt skydd.
Montering av ett solcellsbatteri av paneltyp utförs på en speciellt förberedd bas med en lågspänningslödkolv. Det är viktigt att den främre delen i alla fall inte skyms av träd och andra höga föremål. För styrning tillhandahålls ett speciellt skåp med automation och funktionsblock. Från den till taket där panelen är installerad bör en isolerad kommunikationsströmförsörjningsväg läggas.
Hur man görGör det själv-solpanel?
Det mest lämpliga hemgjorda schemat är gjord av en träram och plexiglaselement. En spånskiva kan användas som bas på panelen, vars kanter i form av sidor är formade med en stång 1-3 cm tjock. Fragment av små plexiglas läggs på ytan och fixeras på lim enl. bikakeprincipen. Sedan kan strukturen förslutas med massivt glas och fixera den tätt längs sidornas konturer.
Solpanelen bör också installeras. Med dina egna händer görs detta på en stödjande metallbas med förmågan att rotera. För det kan du förbereda en rambas med en drivmekanism för att svänga i önskat område. I detta fall måste även belastningen på takbeläggningen beaktas. Det är önskvärt att panelens bärande bas är direkt ansluten genom taket till takbjälken. I slutskedet är det nödvändigt att ansluta panelen genom ledare med ett batteri med erforderlig effekt och, om nödvändigt, införa en växelriktare i elnätet för att omvandla inspänningen.
Fördelarna med solpaneler
Elgenereringsteknik baserad på principerna för solenergiomvandling ger många fördelar för slutanvändaren, trots ett antal driftssvårigheter. I synnerhet kan den enklaste enkristallsolpanelen på 100 W ladda ett 12 V-batteri gratis. Men även sådana element håller gradvis på att bli ett minne blott och de ersätts av kraftfullageneratorer som kan betjäna hemmets elsystem, som endast kräver underhållskostnader. Samtidigt kan vi prata om strömkällans miljömässiga renhet och autonomi.
Utsikter för utveckling av teknik
Ett fundament alt viktigt steg i utvecklingen av solenergisystemet var uppkomsten av alternativa kraftkällor med spänningar upp till 220 V. Än så länge befinner sig sådana system fortfarande på det konceptuella designstadiet, men i framtiden, beroende för att optimera processerna för att erhålla initial energi kommer de att gå in i massproduktionssegmentet.
De största svårigheterna för konstruktörer är den enhetliga ackumuleringen av energipotential och att minska faktorerna för generatorers beroende av yttre förhållanden. Till exempel beror den låga verkningsgraden av solpaneler för ett hus på nivån 15-20 % till stor del på faktorerna villkorligt dåligt väder, när energitillförseln är minimerad.
Slutsats
Om det är för tidigt att tala om den integrerade energiförsörjningen av ett privat hus med solenergi, är det ganska realistiskt att täcka de individuella behoven av att ladda lågeffektsenheter eller upprätthålla effektiviteten hos belysningsenheter med sådana medel. Dessutom är ryska tillverkare aktivt involverade i utvecklingen av detta område och erbjuder sina produkter av acceptabel kvalitet.
Vissa företag monterar solpaneler från kinesiska paneler till låg kostnad på nivån 3-5 tusen rubel, men helt och hållet deras egen utveckling dyker också upp. Till ledarna på den inhemska marknaden i dettaNisch kan hänföras till företaget "Quantum", Hevel Solar och "Solnechny Veter". Dessa företags anläggningar producerar inte bara system med låg effekt, utan också effektiva lösningar för industriell drift.
