Značajke solarne baterijeNe tako davno, autonomni sustav za opskrbu električnom energijom bio je nešto fantazijsko. No, nedavno su takvi uređaji postali vrlo popularni. Ekonomski stanovnici europskih zemalja dugi niz godina koriste solarne panele kako bi svojim kućama osigurali struju.

U našoj zemlji, ova inovacija je još uvijek u fazi razvoja, iako su neki vlasnici već uspjeli cijeniti prednosti takvih uređaja. Prije svega, to je zbog stalno rastućih tarifa za struju i ostale komunalije. Zahvaljujući stalnom poboljšanju suvremenih tehnologija, cijena solarnih ćelija se polako ali sigurno smanjuje, što ih čini pristupačnijim prosječnom potrošaču.

Sadržaj

  • 1 Kako radi solarna baterija?
  • 2 Solarni paneli - princip rada
  • 3 Silicijski pretvarači solarne energije
  • 4 Polimer za pretvaranje sunčeve energije
  • 5 Rad solarne baterije u lošem vremenu

Kako radi solarna baterija?

Konstruiranje različitih modela uređaja za pretvaranje sunčeve energije u električnu energiju ima iste elemente. Većina baterija sastoji se od sljedećih komponenti:

  • Princip baterijeuređaj koji generira istosmjernu struju;
  • baterijski paket;
  • konstantna struja za konvertor varijabli

S druge strane, dizajn solarne baterije sastoji se od fotoelektričnog pretvarača. U isto vrijeme u proizvodnji takvih komponenti pretvorbe koristiti silicij - prilično skup prirodni materijal. Danas se smatra dvije glavne vrste fotoelektrični pretvarači:

  • pretvarači u izradi kojih su korišteni monokristalni silicij;
  • uređaji izrađeni od polikristalnog materijala.

Najvažniji tehnički parametri svih solarnih ćelija uključuju ih efektivni faktor snage. Ovaj kriterij određuje isplativost i kvalitetu uređaja za pretvorbu. Neto snaga se određuje na temelju struje i napona, što će ovisiti o stupnju intenziteta sunčevih svjetlosnih tokova koji padaju na fotonaponske ćelije.

Valja napomenuti da trenutna vrijednost na izlazu solarne baterije ne ovisi samo o intenzitetu sunca, već io dimenzijama prihvatnih elemenata. Za vrijeme kiše ili zimi, kada su stalno oblaci, indeksi snage i napona se značajno smanjuju smanjenje izlazne struje.

Ako je baterija zatvorena na bilo kojem opterećenju s otporom, tada struja počinje teći kroz takav krug čija će vrijednost ovisiti o kvaliteti elemenata konverzije i intenzitetu solarnog toka. zrake. U tom slučaju, indeksi snage koji se emitiraju tijekom opterećenja bit će jednaki veličini struje i napona pomnoženog zajedno.

Pokazatelji maksimalne snage koje troše električni uređaji mogu se postići samo uz optimalni otpor, koji bi trebao odgovarati vršnoj vrijednosti učinkovitosti solarne baterije. Osim toga, svaki uređaj za preoblikovanje ima svoju optimalnu veličinu otpora, čija će vrijednost ovisiti o parametrima fotoelektričnih pretvarača.

U dizajnu solarne baterije uključuje pojedinačne stavke, spojeni u seriju ili paralelno, tako da se poboljšaju izlazni parametri. u serijska veza magnituda napona se povećava, i paralelno, struja. Obično se u praksi koristi kombinacija metoda spajanja, što omogućuje povećanje ukupnih izlaznih parametara uređaja.

Prednost kombinirane kombinacije fotonaponskih ćelija je činjenica da se pouzdanost solarne baterije uvelike povećava. Prije svega, to je zbog činjenice da u slučaju kvara jednog elementa, to praktički neće utjecati na kvalitetu uređaja u cjelini.

Povećati pouzdanost solarnih ćelija skrenut s diode. Osim toga, za svaku fotonaponsku ćeliju koriste se 4 diode. Zbog toga pojedini elementi koji ne padaju na svjetlo ne propadaju. U takvoj situaciji, izlazna snaga se smanjuje za oko četvrtinu.

Ako zanemarimo instalaciju dioda, onda će se zbog pregrijavanja slomiti elementi koji primaju sunčeve zrake, jer u odsutnosti svjetla, oni počinju trošiti struju, a zahvaljujući korištenju dioda, struja neće proći njih.

Solarni paneli - princip rada

Kako radi baterija u lošem vremenuSvi pretvarači svjetlosne energije u električni rade na prilično jednostavnom principu, koji je većini ljudi poznat od školskog tečaja fizike. Osobito se morate sjetiti pn načelo prijelaza. Zahvaljujući njemu svjetlo se pretvara u električnu energiju.

Takav princip rada može se ilustrirati tranzistorom s prekidom. Zrake svjetlosti, koje padaju na pn spoj, pretvaraju se u električnu struju, čiji će izgled pokazati voltmetar spojen na terminale. Istovremeno, ako povećamo tranzicijsko područje, povećat će se i pokazatelji električne energije. Stoga, sve moderne baterije imaju dovoljno velike dimenzije, omogućujući u potpunosti zadovoljiti potrebe potrošača u električnoj energiji.

Svake se godine događa poboljšanje materijala i dizajn solarnih ćelija, čime se uvelike povećava stopa pretvorbe sunčeve energije u električnu energiju. U tom slučaju parametri struje i napona na izlazu uređaja ovise o stupnju osvjetljenja foto-detektora.

Silicijski pretvarači solarne energije

Solarne ćelije od silicija, nastaje stalna strujaStvoren je kontaktom s silicij-vodikovim elementima struje sunčeve svjetlosti. Osobitost materijala je da svjetlosni tokovi koji dosežu površinu pomiču elektrone iz orbite atoma. Zbog toga slobodni elektroni proizvode električnu energiju. Takvi pretvarači imaju visoke performanse, ali imaju težak za izradu dizajn, zbog čega se cijena uređaja značajno povećava. U ovom slučaju, do danas, razlikuju se određeni modeli silicijskih uređaja.

  1. Baterija od suncaMonokristalni pretvarač, obilježje elemenata čije je opće usmjerenje stanica osjetljivih na svjetlo u jednom smjeru. To, pak, omogućuje solarnoj bateriji da radi s maksimalnim koeficijentom učinkovitosti. No, za kvalitetan rad, foto-detektori se moraju stalno okretati prema svjetlu.
  2. Polikristalni uređaj radi zbog ploča koje se sastoje od višesmjernih silikonskih kristala, što smanjuje razinu učinkovitosti za nekoliko posto. Također, te se solarne ćelije razlikuju po izgledu, jer se sastoje od ploča pravilnog oblika i tamno plave boje. Heterogenost sjene i struktura takvih uređaja posljedica je heterogenosti kristala silicija i prisutnosti raznih nečistoća.
  3. Amorfni uređaj za pretvorbu Predstavlja najtanje slojeve silicija dobivene taloženjem materijala u vakuumskim uvjetima. Kao osnova se uzimaju visokokvalitetna metalna folija, staklo ili polimerni materijali. Takvi solarni paneli imaju neznatnu učinkovitost u usporedbi s drugim pretvaračima. To je prvenstveno zbog povećanog sagorijevanja silikonskog sloja pod utjecajem zračenja sunčevih zraka. Kako je postalo poznato, iz prakse se kvaliteta amorfnog pretvarača nakon nekoliko mjeseci smanjuje za 25%, a nakon nekoliko godina solarna baterija potpuno prestane raditi.
  4. Hibridni fotokonverter - uređaj koji kombinira amorfne ploče i mikrokristalni silicij. Kvaliteta rada hibridnog pretvarača je blizu karakteristikama polikristalnog analognog, s jedinom razlikom da je razina učinkovitosti čak i kod difuznog svjetla mnogo veća. Osim toga, te solarne ćelije mogu pretvoriti i ultraljubičasto i infracrveno zračenje.

Polimer za pretvaranje sunčeve energije

Kako instalirati solarnu baterijuPolimerni pretvarač solarne energije u električni - obećavajuća opcija zamjene silicijskog analognog. Uređaj se sastoji od folije s polimernim aktivnim slojem, aluminijskih elektroda i podloge visoke fleksibilnosti. Kombinirajući sve fotocelice međusobno, dobiva se uređaj tipa roll-roll.

Ovi solarni paneli su vrlo fleksibilni i imaju malu težinu. U isto vrijeme, njihova cijena je znatno niža od cijene silikonskih analoga, što je skup materijal. Osim toga, takvi sustavi imaju visoku ekološku prihvatljivost, što je danas vrlo važno.

Treba napomenuti da su polimerni solarni paneli imaju nisku učinkovitost. Za općeg potrošača prvi takvi uređaji počeli su se proizvoditi u Danskoj. Istodobno se sam proizvodni postupak odvija zahvaljujući višeslojnom tiskanju fotoćelija na posebnom fleksibilnom filmu, koji se može rezati na bilo koju veličinu, što je vrlo pogodno. Cijena filmskog elementa je znatno niža od cijene silicijevih analoga. No, kako bi se zadovoljile takve solarne baterije na policama je gotovo nemoguće. Proizvodni proces ulazi samo u početnu fazu razvoja.

Rad solarne baterije u lošem vremenu

Kako odabrati bateriju za vaš domSolarna ćelija je prekrasan izvor struje, koju je izmislio čovjek. Ali zbog činjenice da je glavna djelatnost takvih uređaja sunčeva svjetlost, onda ako pada kiša ili oblaci, djelotvornost njihovog rada ponekad se smanjuje. To posebno vrijedi za jesensko-zimsku sezonu, kada vrijeme ne pokvari veliki broj sunčanih dana.

Na temelju iskustva korištenja solarnih izvora električne energije, zimi se omjer proizvedene energije pada gotovo 5 puta. A ako uzmemo u obzir da su performanse takvih uređaja u početku niže od standarda električna energija, korištenje solarnih panela zimi ili u oblačno vrijeme je praktički besmisleno.

Osim toga, kada padne snijeg potrebno je izvršiti čišćenje panela, a to treba obaviti s najvećom pažnjom, jer svaki kvar ili oštećenje fotoćelija značajno će smanjiti performanse baterije u cjelini. A ako govorimo o oborinama u obliku tuče, onda su oni jednostavno destruktivni za solarne baterije, budući da svi moduli od mehaničkih udara leda dolaze u potpunu zapuštenost.

Naravno, danas je moguće povećati učinkovitost solarnog izvora električne energije u oblačno vrijeme ili zimi. U tu svrhu razvijeni su posebni uređaji koji prate položaj sunca. To omogućuje postavljanje monobloka pod pravim kutom u odnosu na izvor svjetla. Na prvom mjestu - to je važno iz jednostavnog razloga što čak i neznatno odstupanje baterije od sunca uvelike smanjuje njegovu učinkovitost. Što je kut odstupanja jači, uređaj dobiva manje električne energije.