Mistä aurinkopaneelin elementit on tehty? Aurinkopaneelit. Tyypit ja laite. Toiminta ja sovellus. Aurinkoakun valmistustekniikka vaikuttaa sen tehokkuuteen

Ihmiskunta on aina pyrkinyt hyödyntämään luonnon tarjoamia etuja. Todiste tästä on aurinkopaneelien keksintö. Aurinkopaneelien toimintaperiaate on melko yksinkertainen. Heidän ansiostamme laskimemme toimivat aiemmin kaikkina kellonaikoina, kesällä ja talvella, tyypistä ja toistuvista paristojen vaihdoista riippumatta. Moderni maailma ominaista käyttö aurinkoenergia V eri alueita ja vaa'at nykyisistä tableteista lentokoneisiin. Tässä artikkelissa kerrotaan aurinkopariston toiminnasta, tyypeistä ja toimintaperiaatteesta.

• Hieman historiaa
• Luokittelu

Hieman historiaa

Kuten tiedätte, aurinkoparisto ei ole ensimmäinen keksintö, joka käyttää Auringon kaikenkattavaa energiaa vaihtoehtona sähköenergialle. Ensimmäiset yritykset käyttää auringonvaloa olivat terminaalivoimaloita, joilla on yleisempi nimi "keräilijöinä". Niiden toimintaperiaate oli lämmittää vesi 100 °C:seen auringonvalolla, mikä johti sähkön tuotantoon. Keräinten työ koostui monivaiheisesta energian muuntamisesta: auringonsäteiden kerääntymisestä, nesteen kiehumisesta, höyryn muodostamisesta, höyrykoneen liikkeestä ja lämpöenergian muuntamisesta mekaaniseksi energiaksi.

Toisin kuin keräilijä, aurinkoparisto muuttaa suoraan auringon tuotoksen sähköenergiaa. Tämä ominaisuus on myös syytä huomioida aurinko akku, koska käytetään valoa lämmön sijaan, mikä mahdollistaa sähkön tuotannon myös talvella.

Nykyään näiden laitteiden toimintaperiaate perustuu säteiden toiminnan muuntamiseen sähkövirraksi (valosähköinen vaikutus) käyttämällä erityisiä puolijohteita, jotka muodostavat koko akun.

Valosähköisen vaikutuksen löytäjiä on kolme ansioitunutta fyysikkoa. Tällaisen prosessin ilmiön kuvasi ranskalainen fyysikko - Alexandre Edmond Becquerel vuonna 1839. Sitten, vuonna 1873, englantilainen sähköinsinööri Willoughby Smith löysi ensimmäisen puolijohteen, joka toteuttaa valosähköisen vaikutuksen. Ja toimintaperiaate, aurinkopariston piiri kuvattiin tarkemmin ja aiempien löytäjien lait vahvisti vuonna 1905 maailmankuulu Nobel-palkinnon saaja Albert Einstein.

Energian muuntamisen määritelmä ja perusteet

Aurinkoakkulaite koostuu levystä, joka on varustettu yhdistettyjen puolijohteiden (valokennojen) ketjulla. Valokennot suorittavat toiminnon, joka muuttaa auringonvalon sähkövirraksi. Siksi tämän laitteen toimintaperiaatteen ymmärtämiseksi sinun tulee tutkia sen perusteita, nimittäin valokennoja.

Valokennot ovat puolijohteita, jotka muuttavat kvanttien toimintaa elektromagneettinen säteily, joka pystyy liikkumaan vain valon nopeudella sähköenergiaksi. Tämän muunnosprosessia kutsutaan valosähköiseksi efektiksi, joka ilmenee auringonvalon vaikutuksesta valokennon rakenteeseen. Rakenteen erikoisuus piilee sen heterogeenisyydessä, joka syntyy käyttämällä erilaisten materiaalien ja epäpuhtauksien seoksia muuttamaan sen ominaisuuksia fysiikan ja kemian näkökulmasta.

Sähkölaskujen säästämiseksi lukijamme suosittelevat Electricity Saving Boxia. Kuukausimaksut tulee 30-50 % pienemmäksi kuin ne olivat ennen säästäjän käyttöä. Se poistaa reaktiivisen komponentin verkosta, mikä vähentää kuormitusta ja sen seurauksena virrankulutusta. Sähkölaitteet kuluttavat vähemmän sähköä ja kustannukset pienenevät.

Nämä samat epäpuhtaudet luovat negatiivisia ja positiivisia liitoksia (p-n), jotka ovat perusta kahden puolijohteen toiminnalle ja niiden väliselle johtavuudelle. Tämän menetelmän lisäksi, joka luo heterogeenisen valokennojen rakenteeseen, käytetään myös seuraavia:

• puolijohteiden yhdistäminen erilaisilla kaistavälillä;
• muuttaa kemiallinen koostumus valokenno porrastetun rakorakenteen muodostamista varten;
• yllä olevien menetelmien yhdistelmä.

Energian muunnos riippuu suoraan puolijohteiden rakenteen fysikaalisista ja sähköisistä ominaisuuksista ja sähkönjohtavuudesta (valojohtavuus). Valokenno koostuu erityyppisistä elektroneista ja niiden kerroksista. Elektrodi, jolla varaus syntyy, on negatiivista tyyppiä, ja vastaavasti tämän varauksen anodi (vastaanotin) on positiivista tyyppiä. Aurinkoenergian kerääntyminen tapahtuu tällä tavalla: anodit hyväksyvät negatiivisesta kerroksesta auringonvalon vaikutuksesta nousevat elektronit. Poistuessaan positiivisten elektronien kerroksesta ne palaavat alkuperäiseen paikkaansa. Sitten vaiheet toistetaan. Siksi auringon energia pysyy laitteen sisällä.

Luokittelu

Materiaalista ja valmistusmenetelmästä riippuen erotetaan seuraavat aurinkokennotyypit: pii ja kalvo.

Piiparistot ovat laitteita, joiden pääasiallinen aktiivinen materiaali on pii. Pii on ominaista korkea suorituskyky Verrattuna muihin näiden laitteiden luomiseen käytettyihin materiaaleihin, sillä on siksi suuri kysyntä. Rakenteensa mukaan piilaitteet jaetaan kolmeen alatyyppiin:

Filmilaitteet on jaettu seuraaviin tyyppeihin:

• perustuu kadmiumtelluridiin kalvoteknologiaa käyttäen;
• kuparin, indiumin ja seleenin seokseen perustuen tällaisten laitteiden tehokkuus on 16-20%;
• Orgaanisista valokennoista valmistetut polymeerikalvolaitteet, niiden hyötysuhde on 5-6%.

Aurinkopaneelien kytkentäkaaviossa lasketaan kuorma ja asennetaan lataussäädin. Suurin osa yksinkertainen kaavio voidaan harkita käyttämällä esimerkkiä puutarhalyhdystä. Tällaiset puutarhalyhdyt ovat vähitellen yleistyneet polkujen, nurmioiden ja puutarhapalojen kirkkaan valaistuksen vuoksi. Talvi valo puutarhalyhdyt aurinkovoimalla se on vähemmän kirkas kuin muina aikoina. Kaava sisään tässä tapauksessa koostuu valoherkästä elementistä, akusta ja aurinkoakusta.

Nykyään kehitystyötä tehdään laajamittaisten aurinkopaneelikenttien tuottamiseksi Etelämantereella. Tällaiset voimalaitokset keräävät energiaa kuuden kuukauden polaaripäivän aikana, joka esiintyy pohjoisilla alueilla - vuonna kesäaika, ja etelässä - talvella. Aurinkoenergia on arvokas vaihtoehto sähkövirralle, joten sen käyttöalue on laaja. Auringonvalolla toimivia akkuja käytetään jopa avaruusalusten valmistukseen.

Auringon vapaiden säteiden tehokas muuntaminen energiaksi, jota voidaan käyttää koteihin ja muihin tiloihin, on monien vihreän energian anteeksiantajien vaalittu unelma.

Mutta aurinkoakun toimintaperiaate ja sen tehokkuus ovat sellaisia, että tällaisten järjestelmien korkeasta hyötysuhteesta ei vielä tarvitse puhua. Olisi kiva saada oma lisälähde sähköä. Eikö ole? Lisäksi jopa tänään Venäjällä aurinkopaneelien avulla huomattava määrä kotitalouksia toimitetaan menestyksekkäästi "ilmaisella" sähköllä. Etkö vieläkään tiedä mistä aloittaa?

Alla kerromme aurinkopaneelin suunnittelusta ja toimintaperiaatteista, joista opit, mistä aurinkojärjestelmän tehokkuus riippuu. Ja artikkelissa lähetetyt videot auttavat sinua kokoamaan aurinkopaneelin valokennoista omin käsin.

"Aurinkoenergian" aiheessa on melko paljon vivahteita ja sekaannusta. Aloittelijan on usein vaikea ymmärtää aluksi kaikkia tuntemattomia termejä. Mutta ilman tätä on kohtuutonta harjoittaa aurinkoenergiaa ostamalla laitteita "aurinkovirran" tuottamiseksi.

Tietämättäsi et voi vain valita väärää paneelia, vaan myös yksinkertaisesti polttaa sen kytkettäessä tai ottaa siitä liian vähän energiaa.

Aurinkopaneelin maksimituotto voidaan saada vain tietämällä, miten se toimii, mistä komponenteista ja kokoonpanoista se koostuu ja kuinka se kaikki on kytketty oikein

Ensin sinun on ymmärrettävä olemassa olevia lajikkeita aurinkoenergian laitteet. Aurinkopaneelit ja aurinkokeräimet ovat kaksi keskeistä erilaisia ​​laitteita. Molemmat muuttavat auringonsäteiden energiaa.

Kuitenkin ensimmäisessä tapauksessa kuluttaja saa sähköenergiaa lähdössä ja toisessa lämpöenergiaa lämmitetyn jäähdytysnesteen muodossa.

Toinen vivahde on termin "aurinkoakku" käsite. Tyypillisesti sana "akku" viittaa jonkinlaiseen sähköiseen tallennuslaitteeseen. Tai banaali lämmityspatteri tulee mieleen. Aurinkoakkujen tapauksessa tilanne on kuitenkin radikaalisti toinen. He eivät kerää itseensä mitään.

Aurinkopaneeli tuottaa jatkuvaa sähkövirtaa. Muuntaaksesi sen muuttujaksi (käytetään jokapäiväisessä elämässä), piirissä on oltava invertteri

Aurinkopaneelit on suunniteltu ainoastaan ​​tuottamaan sähkövirtaa. Se puolestaan ​​​​kertyy toimittamaan talon sähköä yöllä, kun aurinko laskee horisontin alapuolelle, jo akkuihin, jotka ovat lisäksi läsnä laitoksen energiansyöttöpiirissä.

Akku tarkoittaa tässä yhteydessä tiettyä sarjaa samanlaisia ​​komponentteja, jotka on koottu yhdeksi kokonaisuudeksi. Itse asiassa se on vain useiden identtisten valokennojen paneeli.

Aurinkoakun sisäinen rakenne

Aurinkopaneelit ovat vähitellen halvempia ja tehokkaampia. Niitä käytetään nykyään akkujen lataamiseen katuvaloissa, älypuhelimissa, sähköautoissa, yksityiskodeissa ja avaruuden satelliiteissa. He jopa alkoivat rakentaa täysimittaisia ​​aurinkovoimaloita (SPP) suurilla tuotantomäärillä.

Aurinkoakku koostuu useista valokennoista (valosähköisistä muuntimista), jotka muuttavat auringon fotonien energian sähköksi

Jokainen aurinkoparisto on suunniteltu tietyn määrän moduuleita sisältäväksi lohkoksi, joka yhdistää sarjaan kytketyt puolijohdevalokennot. Tällaisen akun toimintaperiaatteiden ymmärtämiseksi on tarpeen ymmärtää tämän puolijohteiden pohjalta luodun aurinkopaneelilaitteen viimeisen linkin toiminta.

Valokennokiteiden tyypit

FEP:lle on vaihtoehtoja eri kemiallisista alkuaineista suuri määrä. Suurin osa niistä on kuitenkin alkuvaiheessa kehitettyjä. Toistaiseksi vain piipohjaisista aurinkokennoista valmistettuja paneeleja valmistetaan teollisessa mittakaavassa.

Piipuolijohteita käytetään aurinkokennojen valmistuksessa erityisesti niiden halpojen kustannusten vuoksi korkea hyötysuhde he eivät voi ylpeillä

Tyypillinen aurinkokenno aurinkopaneelissa on ohut kiekko kahdesta piikerroksesta, joilla kullakin on omat fysikaaliset ominaisuutensa. Tämä on klassinen puolijohteen p-n-liitos, jossa on elektroni-reikäpareja.

Kun fotonit osuvat aurinkokennoon näiden puolijohdekerrosten välissä, syntyy kiteen epähomogeenisuuden vuoksi hilavalo-EMF, mikä johtaa potentiaalieroon ja elektronivirtaan.

Aurinkokennojen piikiekot eroavat valmistustekniikaltaan seuraavasti:

1. Yksikiteinen.
2. Monikiteinen.

Ensin mainituilla on korkeampi hyötysuhde, mutta niiden tuotantokustannukset ovat korkeammat kuin jälkimmäisten. Ulkoisesti yksi vaihtoehto voidaan erottaa toisesta aurinkopaneelissa sen muodon perusteella.

Yksikiteisillä aurinkokennoilla on homogeeninen rakenne, ne on valmistettu neliöiden muodossa, joissa on leikatut kulmat. Sitä vastoin monikiteisillä elementeillä on tiukasti neliömäinen muoto.

Monikiteitä saadaan jäähdyttämällä asteittain sulaa piitä. Tämä menetelmä on erittäin yksinkertainen, minkä vuoksi tällaiset valokennot ovat edullisia.

Mutta niiden tuottavuus sähkön tuottamisessa auringonsäteistä ylittää harvoin 15%. Tämä johtuu saatujen piikiekkojen "epäpuhtaudesta" ja niiden sisäisestä rakenteesta. Tässä mitä puhtaampi p-piikerros on, sitä korkeampi on aurinkokennon hyötysuhde siitä.

Yksittäisten kiteiden puhtaus on tässä suhteessa paljon korkeampi kuin monikiteisten analogien. Niitä ei ole valmistettu sulasta, vaan keinotekoisesti kasvatetusta kiinteästä piikiteestä. Tällaisten aurinkokennojen valosähköinen muuntokerroin saavuttaa jo 20-22 %.

Yksittäiset valokennot kootaan yhteiseksi moduuliksi alumiinirungolle ja niiden suojaamiseksi ne peitetään päältä kestävällä lasilla, joka ei millään tavalla häiritse auringonsäteitä.

Valokennolevyn aurinkoon päin oleva yläkerros on valmistettu samasta piistä, mutta lisättynä fosforilla. Juuri jälkimmäinen on ylimääräisten elektronien lähde pn-liitosjärjestelmässä.

Aurinkopaneelin toimintaperiaate

Kun auringonvalo osuu valokennoon, syntyy siihen epätasapainoisia elektroni-reikäpareja. Ylimääräiset elektronit ja reiät siirtyvät osittain pn-liitoksen kautta puolijohteen kerroksesta toiseen.

Tämän seurauksena ulkoiseen piiriin ilmestyy jännite. Tässä tapauksessa virtalähteen positiivinen napa muodostetaan p-kerroksen kosketukseen ja negatiivinen napa n-kerrokseen.

Potentiaaliero (jännite) valokennon koskettimien välillä ilmenee p-n-liitoksen eri puolilla olevien "reikien" ja elektronien lukumäärän muutoksesta johtuen n-kerroksen säteilytyksestä auringonsäteillä.

Ulkoiseen kuormaan akun muodossa kytketyt valokennot muodostavat sen kanssa noidankehän. Tuloksena aurinkopaneeli toimii eräänlaisena pyöränä, jota pitkin elektronit "juoksevat" yhdessä proteiinien välillä. Ja akku latautuu vähitellen.

Vakiopii-aurinkosähkömuuntimet ovat yksiliitoskennoja. Elektronien virtaus niihin tapahtuu vain yhden p-n-liitoksen kautta tämän siirtymän vyöhykkeen ollessa rajoitettu fotonienergiassa.

Toisin sanoen jokainen tällainen valokenno pystyy tuottamaan sähköä vain kapeasta auringonsäteilyn spektristä. Kaikki muu energia menee hukkaan. Tästä syystä FEP:n tehokkuus on niin alhainen.

Aurinkokennojen tehokkuuden lisäämiseksi niihin käytetään piipuolijohdeelementtejä Viime aikoina alettiin tehdä moniristeyksestä (kaskadi). Uusissa aurinkokennoissa on jo useita siirtymiä. Lisäksi jokainen niistä tässä kaskadissa on suunniteltu omalle auringonvalospektrilleen.

Tällaisten valokennojen fotonien muuntamisen sähkövirraksi kokonaistehokkuus kasvaa lopulta. Mutta niiden hinta on paljon korkeampi. Tässä joko valmistuksen helppous alhaisilla kustannuksilla ja alhaisella tehokkuudella tai korkeampi tuotto yhdistettynä korkeisiin kustannuksiin.

Aurinkopaneeli voi toimia sekä kesällä että talvella (se tarvitsee valoa, ei lämpöä) - mitä vähemmän pilvistä ja mitä kirkkaammin aurinko paistaa, sitä enemmän sähkövirtaa aurinkopaneeli tuottaa

Käytön aikana valokenno ja koko akku lämpenevät vähitellen. Kaikki energia, jota ei käytetty sähkövirran tuottamiseen, muunnetaan lämmöksi. Usein aurinkopaneelin pinnan lämpötila nousee 50–55 0 C:een. Mutta mitä korkeampi se on, sitä vähemmän tehokas aurinkokenno toimii.

Tämän seurauksena saman mallin aurinkoparisto tuottaa vähemmän virtaa kuumalla säällä kuin kylmällä säällä. Valokennot osoittavat maksimaalista tehoa kirkkaana talvipäivänä. Tässä on kaksi tekijää pelissä - paljon aurinkoa ja luonnollinen jäähdytys.

Lisäksi, jos paneelille sataa lunta, se jatkaa edelleen sähköntuotantoa. Lisäksi lumihiutaleilla ei ole edes aikaa makaamaan sen päällä, koska ne ovat sulaneet lämmitettyjen valokennojen lämmöstä.

Aurinkoakun tehokkuus

Yksi valokenno, jopa keskipäivällä kirkkaalla säällä, tuottaa hyvin vähän sähköä, riittää vain LED-taskulamppuun.

Lähtötehon lisäämiseksi yhdistetään useita aurinkokennoja rinnakkaispiiri lisäämään vakiojännitettä ja sarjassa lisäämään virtaa.

Aurinkopaneelien tehokkuus riippuu:

• ilman ja itse akun lämpötila;
• oikea kuormituskestävyyden valinta;
• auringonvalon tulokulma;
• heijastuksenestopinnoitteen läsnäolo/puute;
• valovirran teho.

Mitä matalampi lämpötila ulkona, sitä tehokkaammin valokennot ja aurinkoakku kokonaisuudessaan toimivat. Täällä kaikki on yksinkertaista. Mutta kuormituslaskelman kanssa tilanne on monimutkaisempi. Se tulee valita paneelin toimittaman virran perusteella. Mutta sen arvo vaihtelee säätekijöiden mukaan.

Aurinkopaneelit valmistetaan odotuksin ulostulojännite, 12 V:n kerrannainen - jos akkuun on syötettävä 24 V, siihen on kytkettävä kaksi paneelia rinnakkain

Aurinkoakun parametrien jatkuva seuranta ja sen toiminnan manuaalinen säätäminen on ongelmallista. Tätä varten on parempi käyttää ohjausohjainta, joka automaattinen tila hän itse säätää aurinkopaneelin asetukset saavuttaakseen maksimi suorituskyky Ja optimaaliset tilat tehdä työtä.

Ihanteellinen auringonsäteiden tulokulma aurinkoakkuun on suora. Kuitenkin, jos poikkeama on 30 asteen sisällä kohtisuorasta, paneelin hyötysuhde putoaa vain noin 5 %. Mutta kun tätä kulmaa kasvaa edelleen, kasvava osa auringon säteilystä heijastuu, mikä vähentää aurinkokennon tehokkuutta.

Jos akun vaaditaan tuottavan maksimaalista energiaa kesällä, se tulee suunnata kohtisuoraan Auringon keskimääräiseen sijaintiin nähden, jonka se on kevään ja syksyn päiväntasauksena.

Moskovan alueella tämä on noin 40–45 astetta horisontissa. Jos maksimi tarvitaan talvella, paneeli tulee sijoittaa pystysuorampaan asentoon.

Ja vielä yksi asia - pöly ja lika vähentävät huomattavasti valokennojen suorituskykyä. Fotonit eivät yksinkertaisesti saavuta niitä niin "likaisen" esteen läpi, mikä tarkoittaa, että mitään ei voi muuttaa sähköksi. Paneelit tulee pestä säännöllisesti tai sijoittaa niin, että sade huuhtoutuu pölystä itsestään.

Joissakin aurinkopaneeleissa on sisäänrakennetut linssit, jotka keskittävät säteilyn aurinkokennoon. Selkeällä säällä tämä lisää tehokkuutta. Raskaissa pilvissä nämä linssit aiheuttavat kuitenkin vain haittaa.

Jos tavanomainen paneeli tällaisessa tilanteessa jatkaa virran tuottamista, vaikkakin pienempinä määrinä, linssimalli lakkaa toimimasta lähes kokonaan.

Paneelit tulee asentaa siten, että auringonsäteiden tiellä ei ole puita, rakennuksia tai muita esteitä.

Talon aurinkoenergian syöttökaavio

Aurinkosähköjärjestelmä sisältää:

1. Aurinkopaneelit.
2. Ohjain.
3. Paristot.

Tämän piirin ohjain suojaa sekä aurinkopaneeleja että akkuja. Toisaalta se estää käänteisten virtojen kulkua yöllä ja pilvisellä säällä, ja toisaalta se suojaa akkuja liialliselta lataukselta/purkautumiselta.

Aurinkopaneelien ladattavat akut tulee valita saman iän ja kapasiteetin suhteen, muuten lataus/purkaus tapahtuu epätasaisesti, mikä johtaa jyrkkä lasku niiden käyttöikää

Muuntamiseen tarvitaan invertteri tasavirta 12, 24 tai 48 V - 220 V AC. Auton akut Ei ole suositeltavaa käyttää niitä sellaisessa piirissä, koska ne eivät kestä toistuvia uudelleenlatauksia. On parasta käyttää rahaa ja ostaa erityisiä helium AGM-akkuja tai tulvittuja OPzS-akkuja.

Päätelmät ja hyödyllinen video aiheesta

Aurinkopaneelien toimintaperiaatteet ja kytkentäkaaviot eivät ole liian vaikeasti ymmärrettäviä. Ja alla keräämiemme videomateriaalien avulla on entistä helpompi ymmärtää aurinkopaneelien toiminnan ja asennuksen monimutkaisuus.

Se on saavutettavissa ja ymmärrettävää, miten aurinkosähköakku toimii, kaikissa yksityiskohdissaan:

Kuinka aurinkopaneelit toimivat:

Tee itse aurinkopaneelikokoonpano valokennoista:

Jokainen mökin aurinkosähköjärjestelmän elementti on valittava oikein. Akuissa, muuntajissa ja säätimessä tapahtuu väistämättömiä tehohäviöitä. Ja ne on vähennettävä minimiin, muuten aurinkopaneelien jo melko alhainen hyötysuhde laskee nollaan.

Vaikuttaa siltä, ​​että juuri äskettäin aurinkoparisto yhdistettiin vahvasti avaruusaluksiin, kiertorata-asemiin ja kuukulkijoihin. Ja nyt laite, joka pystyy ottamaan sähköä valosta, löytyy mistä tahansa laskimesta. Lisäksi aurinkoisissa maissa, joissa on kuumat kesät ja leudot talvet (tutkijat kutsuvat niitä "korkean auringonpaisteen maiksi"), kuten Italia, Espanja, Portugali, USA:n eteläosavaltiot jne. Aurinkoenergia on merkittävä tapa säästää rahaa sähkön ja lämmön hankinnassa. Lisäksi tämä säästö tapahtuu sekä kansalaisten yksityisestä aloitteesta että pakollisten hallituksen määräysten muodossa, kuten Espanjassa.

Ihmiskunta on jo pitkään tehnyt yrityksiä saada auringon energia toimimaan itsekseen, joten legendan mukaan Arkhimedes poltti roomalaisen laivaston ja tilasi monia peilejä (toisessa versiossa kiiltäväksi kiillotettuja kilpiä) keskittymään auringonvaloon roomalaisten keittiöiden purjeet. Mutta yritykset valjastaa auringon energiaa antoivat havaittavia tuloksia vasta viime vuosisadalla. Mitä tapoja käyttää aurinkoenergiaa?

Kuinka saada sähköä

Ilmeisin tapa on muuttaa auringon valoenergia lämmöksi. Tarkkaan ottaen tätä ei voida edes kutsua muutokseksi, koska valolla ja lämmöllä on sama luonne ja ne eroavat vain taajuudesta, olisi oikeampaa puhua lämmön keräämisestä. Aurinkolämmön keräämiseksi laitteita kutsutaan - ("keräin" tarkoittaa kirjaimellisesti keräilijää). Niiden toimintaperiaate on erittäin yksinkertainen - jäähdytysneste (vesi, harvemmin ilma) lämmitetään lämpöä absorboivasta materiaalista valmistetussa jäähdyttimessä. Tällaisia ​​laitteita käytetään laajalti kuuman veden toimittamiseen yksityiskoteihin.

Toinen mielenkiintoisella tavalla Luonto kertoo meille kuinka käyttää lähimmän tähden energiaa. Miljoonien vuosien evoluution aikana kasvit ovat oppineet muuttamaan auringon energian kemiallisten sidosten energiaksi syntetisoivat monimutkaisen yhdisteen - glukoosin - yksinkertaisista aineista. Jokainen, joka ei ohittanut kasvitiedettä koulussa, tietysti arvasi sen me puhumme fotosynteesistä. Mutta kaikki eivät ajatelleet tämän prosessin energiaolemusta, joka koostuu juuri aurinkoenergian keräämisestä ja sen jatkokäytöstä (mukaan lukien talvella) "henkilökohtaisiin" tarkoituksiin. Eli puhumme bioenergiasta. Todellinen, eikä se, josta kotitekoiset taikurit puhuvat. Tämän toimintaperiaatteen mukainen menetelmä aurinkoenergian hyödyntämiseksi odottaa edelleen soveltamistaan ​​ihmisen tekemässä teknologiassa.

Kuten edellä mainittiin, helpoin tapa käyttää aurinkoenergiaa henkilökohtaisiin tarkoituksiin on kerätä lämpöenergiaa. "Yksinkertaisin" ei kuitenkaan aina tarkoita "parasta". Tosiasia on, että lämpöenergia- tämä on, voitaisiin sanoa, "pilaantuva tuote". Yritä "säästää" lämpöä tai siirtää sitä pitkiä matkoja. Todennäköisesti kustannukset kattavat kaikki mahdolliset hyödyt. Kätevin energiamuoto keräämiseen ja kuljetukseen on sähkö. Se voidaan koota akkuihin ilman ongelmia tai siirtää johtojen kautta paikkaan, jossa se toimii minimaalisilla häviöillä. Tämä johtaa kolmanteen, yleisimpään tapaan käyttää auringonvaloa - sen muuntamiseen sähköenergiaksi.

Kuinka se toimii

Auringonvalon muunnos tapahtuu valokennojen akuissa (eli sarjaan kytketyissä ryhmissä), jotka ovat saaneet nimen "aurinkoparistot". Millä periaatteella aurinkopaneelit toimivat?

Valokennon sydän on piikide. Tapaamme piitä (tarkemmin sanottuna sen oksideja) päivittäin - tämä on tuttua hiekkaa. Siten voimme sanoa, että piikide on jättimäinen laboratoriossa kasvatettu hiekkajyvä. Kiteet ovat kuution muotoisia ja leikattu platinaksi, jonka paksuus on kaksisataa mikronia (noin kolmesta neljään kertaa hiuksen paksuus).

Piikiekon toiselle puolelle levitetään ohut kerros fosforia ja toiselle puolelle ohut kerros booria. Kun pii on kosketuksessa boorin kanssa, ilmaantuu ylimäärä vapaita elektroneja, ja kun pii on kosketuksissa fosforin kanssa, elektroneista on päinvastoin pulaa, ilmaantuu niin sanottuja "reikiä". Väliaineen liitoskohtaa, jossa on ylimäärä ja elektronien puute, kutsutaan fysiikka p-n siirtyminen. Valon fotonit pommittavat levyn pintaa ja lyövät pois ylimääräiset fosforielektronit puuttuviksi boorielektroneiksi. Elektronien järjestetty liike on sähkövirtaa. Jäljelle jää vain "kokoaminen" ajamalla metallikiskoja levyn läpi. Näin piivalokenno periaatteessa toimii.

Yhden valokennolevyn teho on melko vaatimaton, se riittää vain taskulampun käyttöön. Siksi yksittäiset elementit kootaan akkujärjestelmiksi. Teoriassa elementeistä on mahdollista koota minkä tahansa tehon akku. Akku asetetaan metallisubstraatille, vahvistettu lujuuden lisäämiseksi ja peitetty lasilla. On tärkeää, että aurinkoparisto muuntaa paitsi näkyvän osan auringon spektristä sähköksi, myös auringon spektrin ultraviolettiosan, joten akkua peittävän lasin on läpäistävä ultraviolettisäteilyä.

Aurinkoakun tärkeä etu on, että se käyttää valoa, ei lämpöä, joten aurinkoakku voi toimia, toisin kuin keräilijä, talvella, kunhan pilvet eivät peitä auringonvaloa. Arktisella alueella ja Etelämantereella on hankkeita, joissa rakennetaan valtavia aurinkopaneelikenttiä, jotka varastoivat energiaa kuuden kuukauden napapäivänä, joka esiintyy pohjoisessa kesällä ja etelässä talvella, eli kahta jättimäistä aurinkovoimalaa ei koskaan rakenneta. tyhjäkäynnillä samaan aikaan.

Tämä kaikki on pitkällä aikavälillä, mutta voit hyötyä aurinkoakun ominaisuuksista jo tänään varustamalla kotisi miniaurinkovoimalalla. Tällainen asema ei tietenkään todennäköisesti pysty täysin tyydyttämään kotitalouden sähköntarpeita, mutta siitä tulee epäilemättä herkkä tekijä perheen budjetin säästämisessä.

Kirjoitamme usein erilaisista vaihtoehtoisista energiamuodoista, mukaan lukien aurinkoenergiasta. Tämä artikkeli aloittaa artikkelisarjan toimintaperiaatteista erilaisia ​​laitteita toimii uusiutuvalla energialla. Ja ensimmäinen asia, joka otetaan huomioon, on aurinkopaneelit. Aurinkoenergiaa on viime aikoina käytetty kaikkialla: huoneiden luonnonvalaistuksessa, veden lämmittämisessä, kuivauksessa ja joskus jopa ruoanlaitossa. Kuitenkin eniten tärkeä käyttö Auringon energia on kenties sähkön tuotantoa. JA pääelementti tällainen sukupolvi - aurinkoparisto!

Aurinkopaneelien rakenne

Aurinkoakku koostuu sarjaan ja rinnan kytketyistä valokennoista. Kaikki valokennot sijaitsevat johtamattomista materiaaleista tehdyssä kehyksessä. Tämän kokoonpanon avulla voit koota aurinkokennoja vaadituilla ominaisuuksilla (virta ja jännite). Lisäksi tämä mahdollistaa epäonnistuneiden valokennon vaihtamisen yksinkertaisella vaihdolla.

Toimintaperiaate

Aurinkosähköakun muodostavien aurinkokennojen toimintaperiaate perustuu aurinkosähkövaikutukseen. Tämän vaikutuksen havaitsi Alexandre Edmond Becquerel vuonna 1839. Myöhemmin Einsteinin työ valosähköisen vaikutuksen alalla mahdollisti ilmiön kuvauksen kvantitatiivisesti. Becquerelin kokeet osoittivat, että auringon säteilyenergia voidaan muuntaa sähköksi erityisillä puolijohteilla, joita myöhemmin kutsuttiin valokennoiksi.

Yleensä tämän sähköntuotantotavan pitäisi olla tehokkain, koska se on yksivaiheinen. Verrattuna muihin tekniikoihin, joilla aurinkoenergiaa muunnetaan termodynaamisen siirtymän kautta (Säteet -> Veden lämmitys -> Höyry -> Turbiinin kierto -> Sähkö), siirtymissä menetetään vähemmän energiaa.

Valokennon rakenne

Puolijohdepohjainen valokenno koostuu kahdesta kerroksesta erilainen johtavuus. Eri puolilta oleviin kerroksiin juotetaan koskettimet, joita käytetään liittämiseen ulkoiseen piiriin. Katodin roolia esittää kerros, jolla on n-johtavuus (elektroninen johtavuus), anodin roolia p-kerros (reikäjohtavuus).

Virta n-kerroksessa syntyy elektronien liikkeestä, jotka "syrjäytyvät" valon osuessa niihin valosähköisen vaikutuksen vuoksi. P-kerroksen virta syntyy "reikien liikkeestä". "Reikä" on atomi, joka on menettänyt elektronin vastaavasti, elektronien hyppääminen "reiästä" "reikään" saa aikaan reikien "liikkeen", vaikka itse "reiät" eivät tietenkään liiku avaruudessa; .

N- ja p-johtavuuden omaavien kerrosten risteyksessä syntyy p-n-liitos. Se osoittautuu eräänlaiseksi diodiksi, joka voi luoda potentiaalieron valonsäteiden sisäänpääsyn vuoksi.

Fyysinen vaikutusmekanismi

Kun valonsäteet osuvat n-kerrokseen, syntyy vapaita elektroneja valosähköisen vaikutuksen vuoksi. Lisäksi ne saavat lisäenergiaa ja pystyvät "hyppäämään" pn-liitoksen potentiaaliesteen yli. Elektronien ja reikien pitoisuus muuttuu ja muodostuu potentiaaliero. Jos suljet ulkoisen piirin, virta alkaa virrata sen läpi.

Potentiaaliero (ja vastaavasti emf), jonka valokenno voi luoda, riippuu monista tekijöistä: auringon säteilyn voimakkuudesta, valokennon pinta-alasta, rakenteen tehokkuudesta ja lämpötilasta (lämmitettäessä johtavuus laskee ).

Mistä valokennot on tehty?

Maailman ensimmäinen valokenno ilmestyi vuonna 1883 Charles Frittsin laboratoriossa. Se oli valmistettu kullalla päällystetystä seleenistä. Valitettavasti tämä materiaalisarja osoitti huonoja tuloksia - noin 1% tehokkuus.

Vallankumous valokennojen käytössä tapahtui, kun Bell Telephone -laboratorion suolistoihin luotiin ensimmäinen piikenno. Yhtiö tarvitsi sähkönlähteen puhelimen vaihto, ja sen voidaan sanoa olevan ensimmäinen yritys, joka käyttää vaihtoehtoista aurinkoenergian lähdettä.

Pii on edelleen tärkein materiaali aurinkokennojen valmistuksessa. Yleensä pii (Silicium, Silicon) on maapallon toiseksi yleisin alkuaine, sen varat ovat valtavat. Kuitenkin sen teollisessa käytössä on yksi iso ongelma- sen puhdistus. Tämä prosessi on erittäin työvoimavaltainen ja kallis, joten puhdas pii on kallista. Parhaillaan etsitään analogeja, jotka olisivat yhtä tehokkaita kuin pii. Kuparin, indiumin, seleenin, galliumin ja kadmiumin yhdisteitä sekä orgaanisia aurinkokennoja pidetään lupaavina.

Aurinkoparistot (kokoonpanot)

Yhden aurinkokennon luoma potentiaaliero on kuitenkin pieni teollisissa sovelluksissa. Jotta aurinkokennoja voidaan käyttää laitteiden virtalähteenä, ne on kytketty toisiinsa. Tämä tuottaa aurinkokennoja (aurinkokokoonpanoja, aurinkomoduulit). Lisäksi valokennot on peitetty erilaisilla suojakerroksilla lasia, muovia ja erilaisia ​​kalvoja. Tämä tehdään herkän elementin suojaamiseksi.

Aurinkoakun tärkein toimintaominaisuus on huipputeho, joka ilmaistaan ​​watteina (W, W). Tämä ominaisuus näyttää akun lähtötehon optimaalisissa olosuhteissa: auringon säteily 1 kW/m 2, ympäristön lämpötila 25 o C, auringon spektrin leveys 45 o (AM1.5). SISÄÄN normaaleissa olosuhteissa Tällaisten indikaattoreiden saavuttaminen on erittäin harvinaista, valaistus on alhaisempi ja moduuli lämpenee korkeammalle (jopa 60-70 astetta).

Kytkemällä valokennoja sarjaan lisäämme potentiaalieroa, kun taas kytkemällä rinnan lisäämme virtaa. Siten yhdistämällä liitännät voit saavuttaa vaaditut parametrit virralle ja jännitteelle ja siten teholle. Lisäksi ei vain yhden aurinkopariston valokennoja, vaan myös aurinkoakkuja kokonaisuutena voidaan kytkeä sarjaan tai rinnan.

Aurinko on ehtymätön energianlähde. Sitä voidaan käyttää polttamalla puita tai lämmittämällä vettä aurinkolämmittimissä, jolloin syntyvä lämpö muunnetaan sähköksi. Mutta on laitteita, jotka muuttavat auringonvalon suoraan sähköksi. Nämä ovat aurinkopaneeleja.

Soveltamisala

Aurinkoenergian käytössä on kolme aluetta:

• Energiansäästö. Aurinkopaneelien avulla voit luopua keskitetystä sähkönsyötöstä tai vähentää sen kulutusta sekä myydä ylimääräistä sähköä sähköyhtiölle.
• Sähkön toimittaminen laitoksille, joihin voimalinjojen liittäminen on mahdotonta tai taloudellisesti kannattamatonta. Tämä voi olla kesämökki tai metsästysmaja, joka sijaitsee kaukana sähkölinjoista. Tällaisia ​​laitteita käytetään myös lamppujen tehostamiseen puutarhan tai bussipysäkkien syrjäisillä alueilla.
• Virtalähde mobiili- ja kannettavat laitteet. Retkellä, kalastusmatkalla ja muissa vastaavissa aktiviteetteissa on tarvetta ladata puhelimia, kameroita ja muita laitteita. Tähän käytetään myös aurinkokennoja.

Aurinkopaneelit ovat käteviä kohteisiin, joissa sähköä ei voida toimittaa

Toimintaperiaate

Aurinkokennoelementit ovat 0,3 mm paksuja piikiekkoja. Sille puolelle, johon valo osuu, lautaselle lisätään booria. Tämä johtaa ylimääräisen vapaan elektronin ilmestymiseen. Fosforia lisätään kääntöpuolelle, mikä johtaa "aukkojen" muodostumiseen. Niiden välistä rajaa kutsutaan p-n-liitokseksi. Kun valo osuu levyyn, se "poistaa" elektroneja kääntöpuoli. Näin potentiaaliero ilmenee. Elementin koosta riippumatta yksi kenno kehittää 0,7 V:n jännitteen. Jännitteen lisäämiseksi ne kytketään sarjaan ja virran lisäämiseksi rinnan.

Asiantuntijan mielipide

Aleksei Bartosh

Erikoistunut sähkölaitteiden ja teollisuuselektroniikan korjaukseen ja huoltoon.

Esitä kysymys asiantuntijalle

Joissakin malleissa tehon lisäämiseksi linssit asennettiin elementtien yläpuolelle tai käytettiin peilijärjestelmää. Akkukustannusten pienentyessä tällaiset laitteet ovat vanhentuneet.

Paneelin maksimaalinen hyötysuhde ja siten teho saavutetaan, kun valo putoaa 90 asteen kulmassa. Joissakin kiinteät laitteet Akku pyörii seuraamaan aurinkoa, mutta tämä nostaa huomattavasti kustannuksia ja tekee suunnittelusta raskaampaa.

Aurinkoakun toimintaperiaate

Akkujen käytön edut ja haitat

Aurinkopaneeleilla, kuten kaikilla laitteilla, on etuja ja haittoja, jotka liittyvät toimintaperiaatteeseen ja suunnitteluominaisuuksiin.

Aurinkopaneelien edut:

• Autonomia. Mahdollistaa sähkön toimittamisen etärakennuksiin tai valaisimiin ja työhön mobiililaitteet V vaellusolosuhteet.
• Taloudellinen. Auringon valolla tuotetaan sähköä, josta ei tarvitse maksaa. Siksi aurinkosähköjärjestelmät (valosähköjärjestelmät) maksavat itsensä takaisin 10 vuodessa, mikä on vähemmän kuin yli 30 vuoden käyttöikä. Lisäksi 25–30 vuotta on takuuaika, ja aurinkovoimalaitos jatkaa toimintaansa sen jälkeen tuoden voittoa omistajalle. Tietenkin on otettava huomioon invertterien ja akkujen säännöllinen vaihto, mutta silti tällaisen voimalaitoksen käyttö säästää rahaa.
• Ympäristöystävällisyys. Käytön aikana laitteet eivät saastuta ympäristöä eivätkä aiheuta melua, toisin kuin muilla polttoaineilla toimivat voimalaitokset.

Etujensa lisäksi FES:llä on haittoja:

• Korkea hinta. Tällainen järjestelmä on varsin kallis ottaen huomioon akkujen ja invertterien hinnat.
• Pitkä takaisinmaksuaika. Aurinkosähkövoimalaitokseen sijoitetut varat maksavat itsensä takaisin vasta 10 vuoden kuluttua. Tämä on enemmän kuin suurin osa muista investoinneista.
• Aurinkosähköjärjestelmät vievät paljon tilaa - rakennuksen koko katon ja seinät. Tämä rikkoo rakenteen suunnittelua. Lisäksi akut suuri kapasiteetti vie koko huoneen.
• Epätasainen sähköntuotanto. Laitteen teho riippuu säästä ja vuorokaudenajasta. Tämä kompensoidaan asentamalla paristot tai kytkemällä järjestelmä verkkoon. Tämän avulla voit hyvä sää päivällä myy ylimääräistä sähköä sähköyhtiölle ja yöllä päinvastoin kytke laitteet keskitettyyn virtalähteeseen.

Tekniset tiedot: mitä etsiä

Valokennojärjestelmän pääparametri on teho. Tällaisen asennuksen jännite saavuttaa maksiminsa kirkkaassa valossa ja riippuu sarjaan kytkettyjen elementtien lukumäärästä, joka lähes kaikissa malleissa on 36. Teho riippuu yhden elementin pinta-alasta ja 36 kappaleen ketjujen lukumäärästä kytketty rinnan.

Itse akkujen lisäksi on tärkeää valita akun latausohjain ja invertteri, joka muuttaa akun latauksen verkkojännitteeksi, sekä itse paneelit.

SISÄÄN paristot On olemassa sallittu latausvirta, jota ei voi ylittää, muuten järjestelmä epäonnistuu. Akun jännitteen tuntemalla on helppo määrittää lataamiseen tarvittava teho. Sen on oltava suurempi kuin aurinkovoimalan teho, muuten aurinkoisena päivänä osa energiasta jää käyttämättä.

Ohjain lataa akkuja ja sillä on oltava myös voimaa hyödyntää auringon energiaa täysimääräisesti.

Aurinkovoimalaitokselta energiaa saavat laitteet on kytketty invertteriin, joten sen tehon tulee vastata sähkölaitteiden kokonaistehoa.

Aurinkopaneelien tyypit

Paneelit eroavat koon ja tehon lisäksi siinä, miten yksittäiset elementit on valmistettu piistä.

Yksi- ja monikiteisten paneelien ulkonäkö

Yksikiteisiä piielementtejä

Yksikiteisestä piistä valmistetut aurinkokennot ovat neliön muotoisia pyöristetyt kulmat. Tämä johtuu valmistustekniikasta:

• sylinterimäinen kide kasvatetaan sulasta piistä, jonka puhtausaste on korkea;
• jäähdytyksen jälkeen sylinterin reunat leikataan pois ja ympyrän pohja on neliön muotoinen pyöristetyillä kulmilla;
• saatu lohko leikataan 0,3 mm paksuiksi levyiksi;
• booria ja fosforia lisätään levyihin ja niihin liimataan kosketusliuskoja;
• Akkukenno kootaan valmiista elementeistä.

Valmis kenno kiinnitetään alustaan ​​ja peitetään ultraviolettisäteitä läpäisevällä lasilla tai laminoidaan.

Tällaisille laitteille on ominaista korkein tehokkuus ja luotettavuus, joten ne asennetaan sisään tärkeät paikat esimerkiksi avaruusaluksissa.

Monikiteiset piin valokennot

Kiinteiden kideelementtien lisäksi on laitteita, joissa aurinkokennot on valmistettu monikiteisestä piistä. Tuotantotekniikka on samanlainen. Suurin ero on, että pyöreän kiteen sijasta käytetään suorakaiteen muotoista lohkoa, joka koostuu Suuri määrä pieniä kristalleja useita muotoja ja koot. Siksi elementit ovat suorakaiteen tai neliön muotoisia.

Raaka-aineeksi otetaan mikropiirien ja valokennojen valmistuksessa syntyvä jäte. Tämä alentaa valmiin tuotteen kustannuksia, mutta huonontaa sen laatua. Tällaisilla laitteilla on alhaisempi hyötysuhde - keskimäärin 18% verrattuna 20-22% yksikiteisiin akuihin. Valintakysymys on kuitenkin varsin monimutkainen. U eri valmistajia yksikiteisten ja monikiteisten paneelien yhden kilowatin tehon hinta voi olla sama tai minkä tahansa laitteen eduksi.

Amorfisen piin valokennot

SISÄÄN viime vuodet tuli laajalle levinneeksi joustavat akut, jotka ovat kevyempiä kuin jäykät. Niiden valmistustekniikka eroaa mono- ja monikiteisten paneelien valmistustekniikasta - ohuita piikerroksia lisäaineilla ruiskutetaan joustavalle alustalle, yleensä teräslevylle, kunnes haluttu paksuus on saavutettu. Tämän jälkeen levyt leikataan, niihin liimataan johtavat nauhat ja koko rakenne laminoidaan.

Aurinkopaneelit alkaen amorfinen pii

Tällaisten akkujen hyötysuhde on noin 2 kertaa pienempi kuin jäykkien rakenteiden, mutta ne ovat kevyempiä ja kestävämpiä johtuen siitä, että niitä voidaan taivuttaa.

Tällaiset laitteet ovat perinteisiä laitteita kalliimpia, mutta niille ei ole vaihtoehtoa retkeilyolosuhteissa, jolloin keveys ja luotettavuus ovat ensisijaisen tärkeitä. Paneelit voidaan ommella telttaan tai reppuun ja ladata akkuja liikkuessa. Taitettuna tällaiset laitteet muistuttavat kirjaa tai rullalle rullattua piirustusta, joka voidaan laittaa putkea muistuttavaan koteloon.

Mobiililaitteiden liikkeellä ollessa latauksen lisäksi sähköautoihin ja sähkölentokoneisiin asennetaan joustavia paneeleja. Katolla tällaiset laitteet seuraavat tiilien kaarevuutta, ja jos lasia käytetään pohjana, se saa sävytetyn ilmeen ja voidaan työntää talon ikkunaan tai kasvihuoneeseen.

Latausohjain aurinkopaneeleille

U suora yhteys akun paneeleilla on haittoja:

• Akku, jonka nimellisjännite on 12 V, latautuu vain, kun jännite valokennojen lähdössä saavuttaa 14,4 V, mikä on lähellä maksimiarvoa. Tämä tarkoittaa, että osan ajasta akut eivät lataudu.
• Valokennojen maksimijännite on 18 V. Tällä jännitteellä akun latausvirta on liian korkea ja ne hajoavat nopeasti.

Näiden ongelmien välttämiseksi on tarpeen asentaa latausohjain. Yleisimmät mallit ovat PWM ja MPPT.

PWM latausohjain

PWM-ohjaimen (pulssinleveysmodulaatio - PWM) toiminta tukee jatkuva paine uloskäynnissä. Tämä varmistaa akun maksimaalisen latauksen ja suojaa sitä ylikuumenemiselta latauksen aikana.

MPPT latausohjain

MPPT-ohjain (Maximum power point tracker) tarjoaa lähtöjännitteen ja virran arvon, joka mahdollistaa aurinkopariston potentiaalin maksimaalisen käytön auringonvalon kirkkaudesta riippumatta. klo vähentynyt kirkkaus valoa, se nostaa lähtöjännitteen tasolle, joka tarvitaan akkujen lataamiseen.

Tällainen järjestelmä löytyy kaikista nykyaikaisista inverttereistä ja latausohjaimista

Paristoissa käytettävät paristotyypit

Erityyppisiä paristoja, joita voidaan käyttää aurinkopaneelissa

Akut - tärkeä elementti järjestelmät talon ympärivuorokautiseen virransyöttöön aurinkoenergialla.

Tällaisissa laitteissa käytetään seuraavan tyyppisiä akkuja:

• käynnistin;
• geeli;
• AGM-akut;
• tulvineet (OPZS) ja suljetut (OPZV) akut.

Muuntyyppiset paristot, kuten alkali- tai litiumparistot, ovat kalliita ja niitä käytetään harvoin.

Kaikkien tämäntyyppisten laitteiden on toimittava +15 - +30 asteen lämpötiloissa.

Käynnistysakut

Yleisin akkutyyppi. Ne ovat halpoja, mutta niillä on korkea itsepurkautumisvirta. Siksi muutaman pilvisen päivän jälkeen akut tyhjenevät jopa ilman kuormitusta.

Tällaisten laitteiden haittana on, että kaasua vapautuu käytön aikana. Siksi ne on asennettava muuhun kuin asuintilaan, jossa on hyvä ilmanvaihto.

Lisäksi tällaisten akkujen käyttöikä on jopa 1,5 vuotta, erityisesti useilla lataus-purkausjaksoilla. Siksi sisään pitkäaikainen Nämä laitteet ovat kalleimmat.

Geeliakut

Geeliakut ovat huoltovapaita tuotteita. Käytön aikana ei synny kaasupäästöjä, joten ne voidaan asentaa olohuoneisiin ja huoneisiin ilman ilmanvaihtoa.

Tällaiset laitteet tarjoavat suuren lähtövirran, niillä on korkea kapasitanssi ja pieni itsepurkautumisvirta.

Tällaisten laitteiden puute korkea hinta ja lyhyt käyttöikä.

AGM akut

Näiden akkujen käyttöikä on lyhyt, mutta niillä on monia etuja:

• ei kaasupäästöjä käytön aikana;
• pieni koko;
• suuri määrä (noin 600) lataus-purkausjaksoja;
• nopea (jopa 8 tuntia) lataus;
• toimii hyvin, vaikka ei olisi täysin ladattu.

AGM akku sisältä

Upotetut (OPZS) ja suljetut (OPZV) akut

Tällaiset laitteet ovat luotettavimpia ja niillä on pisin käyttöikä. Heillä on pieni virta itsepurkautuminen ja korkea energiaintensiteetti.

Nämä ominaisuudet tekevät tällaisista laitteista suosituimpia asennettavaksi valokennojärjestelmiin.

Kuinka määrittää valokennojen koko ja lukumäärä?

Tarvittava valokennojen koko ja lukumäärä riippuu akusta otettavasta jännitteestä, virrasta ja tehosta. Yhden elementin jännite aurinkoisena päivänä on 0,5 V. Pilvisellä säällä se on paljon pienempi. Siksi 12 V akkujen lataamiseen kytketään sarjaan 36 valokennoa. Vastaavasti 24 V akut vaativat 72 kennoa ja niin edelleen. Niiden kokonaismäärä riippuu yhden elementin pinta-alasta ja tarvittavasta tehosta.

Yksi neliömetri Akun pinta-ala voi tehokkuus huomioiden tuottaa noin 150 W. Tarkemmin sanottuna se voidaan määrittää meteorologisista hakukirjoista, jotka osoittavat auringon säteilyn määrän aurinkovoimalan asennuspaikalla tai Internetistä. Laitteen tehokkuus on ilmoitettu passissa.

Kun teet aurinkosähköä omin käsin, tarvittava määrä elementtejä määräytyy yhden elementin teholla tietyssä ilmastossa, ottaen huomioon tehokkuus.

Aurinkopaneelien lukumäärän laskenta perustuu tarvittava sähkö

Aurinkopaneelien tehokkuus talvella

Huolimatta siitä, että aurinko nousee talvella alemmas, valon virtaus vähenee hieman, varsinkin lumen sateen jälkeen.

On kolme pääasiallista syytä, miksi aurinkokennot ovat vähemmän tehokkaita talvella:

• Säteiden tulokulma muuttuu. Tehon ylläpitämiseksi akun kulmaa on vaihdettava vähintään kerran kaudessa, mieluiten joka kuukausi.
• Lumi, erityisesti märkä lumi, tarttuu laitteen pintaan. Se on poistettava välittömästi putoamisen jälkeen.
• Talvella päivänvaloa on vähemmän ja pilvisiä päiviä enemmän. Tätä ei voi muuttaa, joten sinun on laskettava akun teho talven minimin perusteella.

Asennussäännöt

Paneelin maksimiteho saavutetaan asennossa, jossa auringonsäteet pudota kohtisuoraan. Tämä on otettava huomioon asennuksen aikana. On myös tärkeää ottaa huomioon, mihin aikaan vuorokaudesta pilvisyys on vähäistä. Jos katon kulma ja sen asento eivät täytä vaatimuksia, se voidaan korjata säätämällä alustaa.

Akun ja katon väliin tulee jäädä 15–20 senttimetriä ilmarako. Tämä on tarpeen, jotta sade pääsee virtaamaan läpi ja estämään ylikuumeneminen.

Aurinkosähkökennot eivät toimi hyvin varjossa, joten sinun tulee välttää niiden sijoittamista rakennusten tai puiden varjoon.

Auringon valokennoista valmistetut voimalaitokset ovat lupaava ympäristöystävällinen energianlähde. Niiden laaja käyttö auttaa ratkaisemaan energiapulaan, ympäristön saastumiseen ja kasvihuoneilmiöön liittyviä ongelmia.