Wpływ blokady słonecznej na wytwarzanie energii z paneli słonecznych

Zasada działania

Projekt wielu ogniw słonecznych opiera się na zasadzie, że w sensie fizycznym są one przetwornikami fotowoltaicznymi. Efekt wytwarzania energii przejawia się w miejscu węzła „p - n”.

Aby skoncentrować energię słoneczną w sobie, półprzewodniki są wykonane w postaci paneli. Z tego powodu konstrukcje te otrzymały tę samą nazwę, niezależnie od ich kształtu (elastycznego czy statycznego) - panele słoneczne.

Jaka jest zasada działania paneli słonecznych i opartych na nich systemów? Panel zawiera 2 płyty krzemieniowe o odróżnialnych od siebie właściwościach. Proces wytwarzania energii elektrycznej wygląda następująco:

1. Ekspozycja na światło słoneczne na pierwszym prowadzi do braku elektronów.
2. Po wystawieniu na drugą płytkę otrzymuje nadmiar elektronów.
3. Taśmy miedziane przewodzące prąd są połączone z płytami.
4. Listwy są podłączone do przetworników napięcia z wbudowanymi bateriami.

Podstawą są wafle silikonowe. Aby jednak wykorzystać ten projekt jako zasilacz bezprzerwowy (i to nie tylko w czasie przesilenia), podłącza się do niego nie tanie baterie (z ich pomocą obiekty podłączone do sieci zużywają energię w nocy).

W przemyśle konstrukcja do pochłaniania energii słonecznej składa się z wielu laminowanych ogniw fotowoltaicznych połączonych ze sobą i umieszczonych na elastycznej lub sztywnej podstawie.

Wydajność konstrukcji jest obliczana na podstawie różnych czynników. Najważniejsze z nich to czystość zawartego krzemu i rozmieszczenie kryształów.

Proces oczyszczania krzemu jest dość skomplikowany i nie jest łatwo ułożyć kryształki w jednym kierunku. Złożoność procesów odpowiedzialnych za zwiększenie wydajności przekłada się na wysoką cenę takiego sprzętu.

Panele słoneczne to obiecujący kierunek w sektorze energetycznym, dlatego w badania nad nowymi projektami w tej dziedzinie inwestuje się miliardy dolarów. Współczynnik konwersji PV rośnie co kwartał z powodu manipulacji przewodami i elementami konstrukcyjnymi. Jednocześnie za podstawę można przyjąć nie tylko krzem.

Historia paneli słonecznych

Od dawna myślano o wykorzystaniu energii słońca, ale wcześniej możliwości technologiczne na to nie pozwalały. Punktem wyjścia w tym kierunku jest odkrycie efektu fotowoltaicznego w 1839 roku przez naukowca A.E. Becquerel. O wykorzystaniu energii słonecznej zaczęli poważnie mówić dopiero w 1883 roku, kiedy wynaleziono pierwszy moduł pracujący na tym źródle. Prototypy zostały zaprezentowane we Francji na wystawie światowej, skupiły promienie słoneczne na lustrach i przekształciły je w parę.

Jednak naukowcom zajęło jeszcze kilka dziesięcioleci stworzenie paneli słonecznych zdolnych do przekształcania energii promienia w energię elektryczną. Urządzenia były nieporęczne i nieefektywne. Dopuszczalne wyniki udało się osiągnąć w latach 70. XX wieku, ale urządzenia były na tyle drogie, że wykorzystywano je tylko w przemyśle kosmicznym. Pierwsze panele słoneczne do domu pojawiły się już w latach 90-tych i co roku ich modyfikacja jest nieustannie udoskonalana.

Rodzaje przetworników fotowoltaicznych

W przemyśle istnieje klasyfikacja ogniw słonecznych według typu urządzenia i zastosowanej warstwy fotowoltaicznej.

Według urządzenia są podzielone na:

• panele z elementów elastycznych, są elastyczne;
• panele wykonane z elementów sztywnych.

Podczas rozmieszczania paneli najczęściej stosuje się elastyczne cienkowarstwowe.Układane są na powierzchni, pomijając niektóre nierówności, co czyni tego typu urządzenie bardziej wszechstronnym.

Ze względu na rodzaj warstwy fotowoltaicznej do późniejszej konwersji energii panele dzieli się na:

1. Krzem (monokrystaliczny, polikrystaliczny, amorficzny).
2. Tellur - kadm.
3. Polimerowe.
4. Organiczny.
5. Arsenek - gal.
6. Selenek indu - miedź - gal.

Chociaż istnieje wiele odmian, panele słoneczne z krzemu i telluru-kadmu mają lwią część w obrocie konsumenckim. Te dwa typy zostały wybrane ze względu na stosunek wydajności do ceny.

Konwertery monokrystaliczne

Są to panele ze ściętymi narożnikami. Ich kolor to zawsze czysta czerń.

Jeśli mówimy o przetwornikach monokrystalicznych, to zasadę działania baterii słonecznej można krótko opisać jako średnio wydajną. Wszystkie ogniwa elementów światłoczułych takiej baterii skierowane są w jednym kierunku.

Pozwala to uzyskać najwyższy wynik spośród podobnych systemów. Sprawność tego typu baterii sięga 25%.

Wadą jest to, że takie panele zawsze powinny być skierowane w stronę słońca.

Jeśli słońce chowa się za chmurami, tonie po horyzont lub nie zdążyło jeszcze wstać, to baterie będą generować prąd o raczej słabej mocy.

Charakterystyka krzemowych ogniw słonecznych

Proszek kwarcowy jest surowcem do produkcji krzemu. Na Uralu i Syberii jest dużo tego materiału, dlatego to krzemowe panele słoneczne są i będą w większym użyciu niż inne podtypy.

Monokryształ

Wafle monokrystaliczne (mono - Si) mają niebieskawo - ciemną barwę, równomiernie rozprowadzoną na całej płytce. Do takich wafli używa się najbardziej oczyszczonego krzemu. Im jest czystszy, tym wyższa wydajność i najwyższy koszt paneli słonecznych na rynku takich urządzeń.

Zalety pojedynczego kryształu:

1. Najwyższa sprawność - 17-25%.
2. Zwartość - wykorzystanie mniejszej powierzchni w porównaniu z polikryształem do rozmieszczenia sprzętu w warunkach jednakowej mocy.
3. Odporność na zużycie - nieprzerwana praca wytwarzania energii bez wymiany głównych podzespołów zapewniona jest przez ćwierć wieku.

Niedogodności:

1. Wrażliwość na kurz i zabrudzenia - osiadły pył nie pozwala na pracę akumulatorów ze światłem z oprawy, a tym samym obniża wydajność.
2. Wysoka cena oznacza wydłużony okres zwrotu.

Ponieważ mono - Si wymaga dobrej pogody i światła słonecznego, panele są instalowane na otwartych przestrzeniach i podnoszone na wysokość. Jeśli chodzi o obszar, preferowane są obszary, w których powszechna jest dobra pogoda, a liczba dni słonecznych jest bliska maksimum.

Polikrystal

Płytki polikrystaliczne (multi-Si) mają nierównomierny niebieski kolor z powodu wielokierunkowych kryształów. Krzem nie jest tak czysty jak w zastosowanym mono-Si, więc wydajność jest nieco niższa, podobnie jak koszt takich ogniw słonecznych.

Pozytywne fakty dotyczące polikryształów:

1. Sprawność wynosi 12–18%.
2. Przy niesprzyjającej pogodzie wydajność jest lepsza niż Mono-Si.
3. Cena tego urządzenia jest niższa, a okres zwrotu jest znacznie niższy.
4. Orientacja na słońce nie jest krytyczna, więc można je umieszczać na dachach różnych budynków.
5. Czas eksploatacji - sprawność pochłaniania i magazynowania energii elektrycznej spada do 20% po 20 latach ciągłej pracy.

Niedogodności:

1. Sprawność spada do 12-18%.
2. Wymagający do miejsca. Normalna elektrownia wymaga więcej miejsca do rozmieszczenia niż bateria monokrystaliczna.

Krzem amorficzny

Technologia produkcji paneli znacznie różni się od dwóch poprzednich. Gotowanie obejmuje gorące opary, które opadają na podłoże bez tworzenia się kryształów.Jednocześnie zużywa się mniej materiału produkcyjnego i jest to brane pod uwagę przy ustalaniu ceny.

Korzyści:

1. Sprawność wynosi 8-9% w drugiej generacji i do 12% w trzeciej.
2. Wysoka wydajność przy mniej słonecznej pogodzie.
3. Może być stosowany na elastycznych modułach.
4. Wydajność akumulatorów nie spada wraz ze wzrostem temperatury, co pozwala na ich montaż na dowolnej powierzchni o niestandardowym kształcie.

Główną wadę można uznać za niższą wydajność (w porównaniu z innymi analogami), a zatem wymaga dużego obszaru, aby uzyskać porównywalny zwrot ze sprzętu.

Jak wybrać panele słoneczne?

Nie ma jednoznacznej odpowiedzi, które modele są lepsze, wszystko zależy od wielu czynników. Wybierając panel słoneczny, należy zwrócić uwagę na następujące punkty:

1. Finanse
   ... Aby nie przepłacać, do użytku domowego zaleca się zakup urządzenia o mocy około 12 kW.
2. Moc
   ... W sprzedaży są różne oferty. Tutaj należy wziąć pod uwagę liczbę urządzeń elektrycznych i uwzględnić zapas 10-15%.
3. Szkło nośne
   ... Panel fotokomórki należy schować pod utwardzoną powierzchnią z obowiązkowym laminowaniem. Szkło wsuwa się w rowek i zabezpiecza środkiem uszczelniającym.
4. Materiał i grubość profilu
   ... Musi to być niezawodny element nośny z żebrami usztywniającymi.
5. Ekwipunek
   ... Oprócz paneli musisz od razu zakupić wszystkie komponenty, aby stworzyć pełnoprawną sieć.
6. Sposób i lokalizacja montażu
   ... Musisz wybrać miejsce, w którym jest największe natężenie światła słonecznego od rana do południa.
7. Żywotność paneli słonecznych
   ... Wskaźnik zależy od jakości uszczelnienia materiału. Im jest większy, tym dłużej nie powinieneś martwić się naprawą i wymianą sprzętu.

Przenośny panel słoneczny

Popularność alternatywnych metod wytwarzania energii elektrycznej doprowadziła do pojawienia się urządzeń przenośnych. Ulepszony panel słoneczny służy do dostępu do energii elektrycznej bez sieci. Wybór modelu odbywa się w zależności od wymagań:

1. Do naładowania baterii telefonu wystarczy urządzenie o pojemności 2-3 tys. MAh. Jego waga to 300 g.
2. Małe urządzenia gospodarstwa domowego lub laptopy mogą być obsługiwane przez model o prądzie wyjściowym co najmniej 2500 mA. Wygląda jak rozkładana torba złożona z kilku połączonych ze sobą paneli. Waga do 2 kg.

Przegląd modułów innych niż silikonowe

Panele słoneczne wykonane z droższych analogów osiągają współczynnik 30%; mogą być kilkakrotnie droższe niż podobne systemy oparte na krzemie. Niektóre z nich nadal charakteryzują się niższą wydajnością, mając jednocześnie możliwość pracy w agresywnym środowisku. Do produkcji takich paneli najczęściej stosuje się tellurek kadmu. Inne elementy są również używane, ale rzadziej.

Wymieńmy główne zalety:

1. Wysoka sprawność od 25 do 35% z możliwością osiągnięcia w relatywnie idealnych warunkach nawet 40%.
2. Fotokomórki są stabilne nawet w temperaturach do 150 ° C.
3. Koncentrując światło z oprawy na małym panelu, zasilany jest wodny wymiennik ciepła, w wyniku czego powstaje para, która obraca turbinę i wytwarza energię elektryczną.

Jak powiedzieliśmy wcześniej, wadą jest wysoka cena, ale w niektórych przypadkach są one najlepszym rozwiązaniem. Na przykład w krajach równikowych, gdzie powierzchnia modułów może osiągnąć 80 ° C.

Jak zrobić mini elektrownię słoneczną

Teraz w przypadku Ali pasuje mi kontroler słoneczny

Wykonamy mini-elektrownię do naszego laboratorium według klasycznego schematu:

Niebieskie pudełko to kontroler. Czarna skrzynka pod spodem to falownik, który przekształca 12 V prądu stałego z akumulatora na 220 V prądu przemiennego (na napięcie w gniazdku domowym). Znasz już resztę obwodu.Ten obwód jest całkowicie niezależny i wymaga minimalnej konserwacji.

Baterie polimerowe i organiczne

Moduły oparte na polimerach i materiałach organicznych stały się powszechne w ciągu ostatnich 10 lat, powstają w postaci struktur foliowych, których grubość rzadko przekracza 1 mm. Ich wydajność sięga blisko 15%, a ich koszt jest kilkakrotnie niższy niż ich krystalicznych odpowiedników.

Korzyści:

1. Niski koszt produkcji.
2. Elastyczny (rolkowy) format.

Wadą paneli wykonanych z tych materiałów jest zmniejszona wydajność na dużej odległości. Jednak kwestia ta jest wciąż badana, a produkcja jest stale unowocześniana, aby wyeliminować wady, które mogą pojawić się w dotychczasowej generacji tego typu baterii za 5-10 lat.

Jak podłączyć panel słoneczny?

Urządzenia te nie są wybredne, można je zamontować w każdym dobrze oświetlonym miejscu na dachu, balkonie czy w terenie. Najważniejsze jest wykonanie połączenia w taki sposób, aby obserwować kąt nachylenia od horyzontu i orientację miejsca. Montaż paneli słonecznych wymaga wysokiej jakości kotwienia w czterech punktach. Można to zrobić za pomocą zacisków lub śrub. Następnie wszystkie komponenty są połączone szeregowo. Zaleca się przestrzeganie następującego schematu:

1. Podłącz akumulator do kontrolera za pomocą miedzianego przewodu.
2. Połącz fotokomórkę i sterownik.
3. Wreszcie falownik jest podłączony do akumulatora.

Jak dokonać właściwego wyboru?

Dla właścicieli domów położonych na kontynencie europejskim wybór jest dość prosty - jest to polikrystal lub monokryształ wykonany z krzemu. Jednocześnie przy ograniczonych powierzchniach warto dokonać wyboru na korzyść paneli monokrystalicznych, aw przypadku braku takich ograniczeń - na baterie polikrystaliczne. Wybierając producenta, parametry techniczne urządzeń i dodatkowe systemy, warto skontaktować się z firmami zajmującymi się zarówno sprzedażą, jak i montażem zestawów. Należy pamiętać, że niezależnie od producenta, jakość systemów pochodzących od „topowych” producentów raczej nie będzie się różnić, dlatego nie dajcie się zwieść studiowaniu polityki cenowej.

Decydując się na wykonanie pod klucz instalacji „farmy fotowoltaicznej” pamiętaj, że same panele w pakiecie takich usług zajmą tylko 1/3 całkowitego kosztu, a zwrot będzie bliski około:

1. Budżetowym, ale skutecznym wyborem będą panele firmy Amerisolar, model polikrystaliczny nazywa się AS-6P30 280W, ma rozmiar 1640x992 mm i wytwarza odpowiednio 280 watów mocy. Sprawność modułu wynosi 17,4%. Z minusów - gwarancja to tylko 2 lata. Ale koszt to 7 tysięcy rubli.
2. Moduł RS 280 POLY z chińskiej Rundy będzie miał podobną pojemność, koszt jest jeszcze niższy - około 6 tysięcy rubli.
3. Jeśli przestrzeń jest ograniczona, należy zwrócić uwagę na produkt LEAPTON SOLAR - LP72-375M PERC, sprawność wynosi 19,1%, a przy wymiarach 1960x992 mm na wyjściu otrzymujemy 375 W energii. Koszt takiej baterii wyniesie około 10 tysięcy rubli.
4. Kolejną skuteczną opcją o mniejszych wymiarach, 1686x1016 mm, będzie nowy produkt firmy LG - NeOn 340 W. „Nie on” może pochwalić się wydajnością na poziomie 19,8%, ale nie może pochwalić się kosztem, będzie on o ponad połowę wyższy od poprzedniego próbka - około 16 tysięcy rubli ...
5. Dla tych, którzy chcą zwrócić uwagę na segment premium, tajwańska firma BenQ wprowadziła na rynek moduł monokrystaliczny SunForte PM096B00 333W o mocy 333 W na wyjściu, o sprawności nominalnej 20,4% o wymiarach 1559x1046 mm. . Ten moduł otrzymał imponujący koszt prawie 35 tysięcy rubli.

składniki

Samo urządzenie i zasadę działania źródła energii można nazwać prostym. Składa się tylko z dwóch części:

• Budynek główny;
• bloki konwersji.

W większości przypadków korpus jest wykonany z tworzywa sztucznego. Wygląda jak zwykła płytka, do której przymocowane są bloki przetwornika.
Jednostką konwersji jest płytka silikonowa. Można to zrobić na dwa sposoby.:

• polikrystaliczny;
• monokrystaliczny.

Metoda polikrystaliczna jest tańsza, a metoda monokrystaliczna jest uważana za najbardziej skuteczną.

Wszystkie inne dodatkowe części (na przykład kontrolery i falowniki), gadżety i mikroukłady są połączone tylko w celu zwiększenia wydajności i funkcjonowania źródła energii. Bateria słoneczna może również pracować bez nich.

Pamiętać: aby to źródło zaczęło działać, konieczne jest prawidłowe i dokładne połączenie wszystkich jednostek konwersji.

Ten artykuł może pomóc w obliczeniu mocy paneli słonecznych:

Istnieją dwa rodzaje połączeń.:

• zgodny;
• równolegle.

Jedyna różnica polega na tym, że w połączeniu równoległym występuje wzrost prądu, aw połączeniu szeregowym napięcie rośnie.
Jeśli istnieje potrzeba maksymalnego działania dwóch parametrów jednocześnie, używany jest port szeregowy równoległy.

Należy jednak pamiętać, że duże obciążenia mogą spowodować wypalenie niektórych styków. Aby temu zapobiec, stosuje się diody.

Jedna dioda może chronić jedną czwartą fotokomórki. Jeśli ich nie ma w urządzeniu, to istnieje duże prawdopodobieństwo, że całe źródło energii przestanie działać po pierwszym deszczu lub huraganie.

Ważny punkt: ani akumulacja, ani natężenie prądu w ogóle nie odpowiadają możliwym parametrom nowoczesnych urządzeń gospodarstwa domowego, dlatego konieczna jest redystrybucja i gromadzenie energii elektrycznej.
W tym celu zaleca się dodatkowo podłączyć co najmniej dwa akumulatory. Jeden będzie się kumulował, a drugi będzie zapasowy lub rezerwowy.
Podajmy przykład pracy dodatkowych baterii. Przy ładnej i słonecznej pogodzie ładowanie przebiega szybko i po niedługim czasie pojawia się nadmiar energii.

Dlatego cały ten proces jest kontrolowany przez specjalny reostat, który jest w stanie w pewnym momencie przenieść całą niepotrzebną energię elektryczną do dodatkowych rezerw.

Możesz zapoznać się z recenzjami właścicieli paneli słonecznych w tym artykule:

Dlaczego efektywność jest tak ważna?

Wydajność zyskuje ogromne znaczenie przy obliczaniu powierzchni, którą można wykorzystać dla systemu paneli słonecznych. Przy porównywalnych rozmiarach opisanych modułów Amerisolar AS-6P30 280W (1,63 mkw.) I NeOn 340 W od LG (1,71 mkw.) Różnica mocy na metr kwadratowy na wyjściu wyniesie 15,6%. Z jednej strony może się to wydawać mało efektywne, biorąc pod uwagę ponad dwukrotną różnicę w cenie, ale w przypadku ograniczonej przestrzeni lub bardziej agresywnego otoczenia może to zmienić Twój wybór na korzyść tego znanego producenta.

Zwiększona wydajność podkreśla nie tylko efektywność technologii wytwarzania, ale także jakość materiałów użytych do produkcji. Może to wpłynąć na żywotność urządzeń, odporność paneli na tzw. Degradację. Nie zapomnij także o zobowiązaniach gwarancyjnych producenta. Dzięki przedstawicielstwom i usługom gwarancyjnym w niemal wszystkich zakątkach świata, LG będzie mogło pochwalić się bardziej lojalnym podejściem do klientów i wywiązywaniem się ze zobowiązań.

Ocena paneli słonecznych

Rosnące zapotrzebowanie na moduły fotowoltaiczne doprowadziło do pojawienia się na rynku ogromnej liczby nowych producentów. Zwykłej osobie trudno jest dokonać właściwego wyboru na korzyść konkretnego modelu. Oferujemy zapoznanie się z oceną najlepszych paneli słonecznych:

1. Trina Solar;
2. Jinko Solar;
3. Canadian Solar;
4. Serafini;
5. JA Solar;
6. Panasonic;
7. SunTech;
8. LONGi Solar;
9. ABi-Solar;
10. Risen Solar.

Niezależnie od tego, że panele słoneczne wyprodukowane w Rosji nie weszły jeszcze na listę najlepszych, są produkowane w dużych ilościach i stopniowo podbijają rynek w domu. Każdy kupujący samodzielnie decyduje, którą firmę wybrać. Może to być producent krajowy lub zagraniczny, wszystko zależy od kondycji finansowej i pojawiających się wymagań.