Въздействие на слънчевите блокажи върху производството на енергия от слънчеви панели

Принцип на действие

Дизайнът на много слънчеви клетки е направен на принципа, че те са във физически смисъл фотоволтаични преобразуватели. Ефектът за генериране на енергия се проявява на мястото на кръстовището „p - n“.

За да концентрират слънчевата енергия в себе си, полупроводниците са направени под формата на панели. Поради тази причина тези конструкции са получили едно и също име, независимо от тяхната форма (гъвкава или статична) - слънчеви панели.

Какъв е принципът на слънчевите панели и базираните на тях системи? Панелът включва 2 кремъчни плочи с различими свойства една от друга. Процесът на производство на електричество е както следва:

1. Излагането на слънчева светлина през първата води до липса на електрони.
2. Когато е изложен на втората плоча, той получава излишък от електрони.
3. Медните ленти, провеждащи ток, са свързани към плочите.
4. Лентите са свързани към преобразуватели на напрежение с вградени батерии.

Основата е силиконови вафли. Но за да се използва тази структура като непрекъсваемо захранване (и не само по време на слънцестоенето), към нея се свързват не евтини батерии (с тяхна помощ обектите, свързани към мрежата, консумират енергия през нощта).

В индустрията конструкцията за абсорбиране на слънчевата енергия е направена от множество ламинирани фотоволтаични клетки, свързани помежду си и поставени върху гъвкава или твърда опора.

Ефективността на структурата се изчислява въз основа на прилагането на различни фактори. Основните са чистотата на участващия силиций и разположението на кристалите.

Процесът на пречистване на силиция е доста сложен и не е лесно да се подредят кристалите в една посока. Сложността на процесите, отговорни за повишаване на ефективността, води до висока цена за такова оборудване.

Слънчевите панели са обещаваща посока в енергийния сектор, така че милиарди долари се инвестират в проучване на нови проекти в тази област. PV преобразуването се увеличава на всяко тримесечие поради манипулация на проводници и структурни елементи. В същото време не само силиций може да се вземе за основа.

История на слънчевите панели

Хората отдавна мислят да използват слънчевата енергия, но по-ранните технологични възможности не позволяват това да се направи. Отправната точка в тази посока е откриването на фотоволтаичния ефект през 1839 г. от учения А.Е. Бекерел. Те започват да говорят сериозно за използването на слънчева енергия едва през 1883 г., когато е изобретен първият модул, работещ върху този източник. Прототипите бяха представени във Франция на световното изложение, те фокусираха слънчевите лъчи с огледала и ги преобразуваха в пара.

Въпреки това, на учените са били необходими още няколко десетилетия, за да създадат слънчеви панели, способни да преобразуват лъчевата енергия в електрическа. Устройствата бяха тромави и неефективни. През 70-те години на 20-ти век беше възможно да се постигнат приемливи резултати, но устройствата бяха толкова скъпи, че се използваха само в космическата индустрия. Първите слънчеви панели за дома се появяват през 90-те години и всяка година модификацията им непрекъснато се подобрява.

Видове фотоволтаични преобразуватели

В индустрията има класификация на слънчевите клетки според вида на устройството и използвания фотоволтаичен слой.

По устройство те се разделят на:

• панели от гъвкави елементи, те са гъвкави;
• панели, изработени от твърди елементи.

При разполагане на панели най-често се използват гъвкави тънкослойни.Те се полагат на повърхността, като се пренебрегват някои неравномерни елементи, което прави този тип устройства по-гъвкави.

По типа фотоволтаичен слой за последващо преобразуване на енергията панелите са разделени на:

1. Силиций (монокристал, поликристал, аморфен).
2. Телур - кадмий.
3. Полимерна.
4. Органичен.
5. Арсенид - галий.
6. Индий селенид - мед - галий.

Въпреки че има много разновидности, силициевите и телур-кадмиевите слънчеви панели имат лъвския дял в потребителския оборот. Тези два вида са избрани поради съотношението ефективност / цена.

Монокристални преобразуватели

Те представляват панели със скосени ъгли. Цветът им винаги е чисто черен.

Ако говорим за монокристални преобразуватели, тогава принципът на действие на слънчевата батерия може накратко да бъде описан като средно ефективен. Всички клетки на фоточувствителните елементи на такава батерия са насочени в една посока.

Това ви позволява да получите най-висок резултат сред подобни системи. Ефективността на този тип батерии достига 25%.

Недостатъкът е, че такива панели винаги трябва да са обърнати към слънцето.

Ако слънцето се крие зад облаци, потъва към хоризонта или все още не е имало време да се издигне, тогава батериите ще генерират ток с доста слаба мощност.

Характеристики на силициевите слънчеви клетки

Кварцовият прах е суровина за силиций. Има много от този материал в Урал и Сибир, следователно именно силициевите слънчеви панели са и ще бъдат в по-голяма употреба от другите подтипове.

Монокристал

Монокристалните вафли (моно - Si) съдържат синкаво - тъмен цвят, равномерно разпределен по цялата вафла. За такива вафли се използва най-пречистеният силиций. Колкото по-чист е той, толкова по-висока е ефективността и най-високата цена на слънчевите панели на пазара за такива устройства.

Предимства на монокристала:

1. Най-висока ефективност - 17-25%.
2. Компактност - използването на по-малка площ в сравнение с поликристала за разполагане на оборудване в условия на идентична мощност.
3. Устойчивост на износване - непрекъснатата работа на производството на енергия без подмяна на основните компоненти е осигурена за четвърт век.

Недостатъци:

1. Чувствителност към прах и мръсотия - утаеният прах не позволява на батериите да работят със светлина от осветително тяло и съответно намалява ефективността.
2. Високата цена се равнява на увеличения период на изплащане.

Тъй като mono - Si изискват ясно време и слънчева светлина, панелите се монтират на открити площи и се повдигат на височина. Що се отнася до района, предпочитание се дава на райони, в които ясното време е често срещано, а броят на слънчевите дни е близо до максималния.

Поликристал

Поликристалните плочи (много-Si) са надарени с неравномерен син цвят поради многопосочните кристали. Силицият не е толкова чист, колкото в използвания моно-Si, така че ефективността е малко по-ниска, заедно с цената на такива слънчеви клетки.

Положителни поликристални факти:

1. Ефективността е 12–18%.
2. При неблагоприятно време ефективността е по-добра от тази на Mono-Si.
3. Цената на тази единица е по-малка, а периодът на изплащане е много по-нисък.
4. Ориентацията към слънцето не е критична, така че можете да ги поставите на покривите на различни сгради.
5. Продължителност на експлоатацията - ефективността на усвояването и съхранението на електроенергия спада до 20% след 20 години непрекъсната работа.

Недостатъци:

1. Ефективността е намалена до 12–18%.
2. Взискателен към мястото. Разгръщането на нормална електроцентрала изисква повече пространство, отколкото използването на монокристална батерия.

Аморфен силиций

Технологията за производство на панели се различава значително от предишните две. Готвенето включва горещи пари, които се спускат върху основата, без да се образуват кристали.В същото време се използва по-малко производствен материал и това се взема предвид при определяне на цената.

Ползи:

1. Ефективността е 8-9% при второто поколение и до 12% при третото.
2. Висока ефективност при по-малко слънчево време.
3. Може да се използва на гъвкави модули.
4. Ефективността на батериите не пада надолу с повишаване на температурата, което им позволява да бъдат монтирани на всякакви повърхности с нестандартна форма.

Основният недостатък може да се счита за по-ниска ефективност (в сравнение с други аналози) и следователно изисква голяма площ, за да се получи сравнима възвръщаемост от оборудването.

Как да изберем слънчеви панели?

Няма категоричен отговор кои модели са по-добри, всичко зависи от много фактори. Когато избирате слънчев панел, трябва да обърнете внимание на следните точки:

1. Финанси
   ... За да не плащате прекалено много, за домашна употреба се препоръчва да закупите устройство с приблизително 12 kW.
2. Мощност
   ... Има различни оферти за продажба. Тук е необходимо да се вземе предвид броят на електрическите уреди и да се включи запас от 10-15%.
3. Носител стъкло
   ... Панелът на фотоклетката трябва да бъде скрит под втвърдена повърхност със задължително ламиниране. Стъклото се вкарва в жлеба и се закрепва с уплътнител.
4. Профилен материал и дебелина
   ... Той трябва да бъде надежден опорен елемент с ребра за втвърдяване.
5. Оборудване
   ... В допълнение към панелите, трябва незабавно да закупите всички компоненти, за да създадете пълноценна мрежа.
6. Метод и място на монтиране
   ... Трябва да изберете място, където има най-голям интензитет на слънчевата светлина от сутринта до обяд.
7. Продължителност на живота на слънчевите панели
   ... Индикаторът зависи от качеството на запечатване на материала. Колкото по-голям е той, толкова по-дълго не трябва да се притеснявате за ремонт и подмяна на оборудване.

Преносим слънчев панел

Популярността на използването на алтернативни методи за производство на електроенергия доведе до появата на преносими устройства. Подобрен слънчев панел се използва за достъп до електричество без мрежа. Изборът на модел се извършва в зависимост от изискванията:

1. Устройство с капацитет за съхранение от 2-3 хиляди mAh ще бъде достатъчно за презареждане на батерията на телефона. Теглото му е 300 g.
2. Малки домакински уреди или лаптопи могат да бъдат поддържани от модел с изходен ток от поне 2500 mA. Прилича на сгъваема чанта, направена от няколко взаимосвързани панела. Тегло до 2 кг.

Преглед на несилициеви модули

Слънчевите панели, направени от по-скъпи аналози, достигат коефициент от 30%; те могат да бъдат няколко пъти по-скъпи от подобни системи, базирани на силиций. Някои от тях все още имат по-ниска ефективност, като същевременно имат способността да работят в агресивна среда. За производството на такива панели най-често се използва кадмиев телурид. Използват се и други елементи, но по-рядко.

Нека изброим основните предимства:

1. Висока ефективност, от 25 до 35%, с възможност за достигане при относително идеални условия дори до 40%.
2. Фотоклетките са стабилни дори при температури до 150 ° C.
3. Чрез концентриране на светлината от осветителното тяло върху малък панел, водният топлообменник се захранва, което води до пара, която завърта турбината и генерира електричество.

Както казахме по-рано, недостатъкът е високата цена, но в някои случаи те са най-доброто решение. Например в екваториални страни, където повърхността на модулите може да достигне 80 ° C.

Как да си направим мини слънчева електроцентрала

Сега с Али соларният контролер ме устройва

Ще направим мини-електроцентрала за нашата лаборатория по класическата схема:

Синята кутия е контролерът. Черната кутия отдолу е инвертор, който преобразува 12-волтовия постоянен ток от батерията в 220-волтовия променлив ток (в напрежението на вашия домашен контакт). Вече знаете останалата част от диаграмата.Тази схема е напълно автономна и изисква минимална поддръжка.

Полимерни и органични батерии

Модулите, базирани на полимерни и органични материали, станаха широко разпространени през последните 10 години, те са създадени под формата на филмови конструкции, чиято дебелина рядко надвишава 1 мм. Ефективността им е близо 15%, а цената им е няколко пъти по-ниска от тази на кристалните им колеги.

Ползи:

1. Ниски производствени разходи.
2. Гъвкав (ролков) формат.

Недостатъкът на панелите от тези материали е намалената ефективност на голямо разстояние. Но този въпрос все още се проучва и производството непрекъснато се модернизира, за да се премахнат недостатъците, които могат да се появят при съществуващото поколение на този тип батерии след 5-10 години.

Как да свържа слънчев панел?

Тези устройства не са изискани, те могат да бъдат инсталирани на всяко добре осветено място на покрива, балкона или на площадката. Основното е да се проведе връзката по такъв начин, че да се наблюдава ъгълът на наклон от хоризонта и ориентацията на местоположението. Инсталирането на слънчеви панели изисква висококачествено закрепване в четири точки. Това може да се направи със скоби или болтове. След това всички компоненти са свързани последователно. Препоръчително е да се придържате към следната схема:

1. Свържете батерията към контролера с помощта на меден кабел.
2. Свържете фотоклетката и контролера.
3. И накрая, инверторът е свързан към батерията.

Как да направя правилния избор?

За собствениците на жилища, разположени на европейския континент, изборът е съвсем прост - това е поликристал или монокристал, изработен от силиций. В същото време, с ограничени площи, си струва да се направи избор в полза на монокристалните панели, а при липса на такива ограничения - в полза на поликристалните батерии. Когато избирате производител, технически параметри на оборудването и допълнителни системи, струва си да се свържете с компании, които се занимават както с продажба, така и с монтаж на комплекти. Имайте предвид, че независимо от производителя, качеството на системите от "топ" производителите е малко вероятно да се различава, така че не се заблуждавайте, изучавайки ценовата политика.

Ако решите да поръчате инсталация до ключ на „слънчева ферма“, имайте предвид, че самите панели в пакета от такива услуги ще отнемат само 1/3 от общите разходи, а изплащането ще се доближи до около:

1. Бюджетен, но ефективен избор ще бъдат панели от Amerisolar, поликристалният модел се нарича AS-6P30 280W, има размер 1640x992 мм и произвежда съответно 280 W мощност. Ефективността на модула е 17,4%. От минусите - гаранцията е само 2 години. Но цената е ∼7 хиляди рубли.
2. Модулът RS 280 POLY от китайската Runda ще бъде подобен по капацитет, цената е още по-ниска - около 6 хиляди рубли.
3. Ако пространството е ограничено, трябва да обърнете внимание на продукта на компанията LEAPTON SOLAR - LP72-375M PERC, ефективността е 19,1%, а с размери 1960x992 мм получаваме 375 W енергия на изхода. Цената на такава батерия ще бъде около 10 хиляди рубли.
4. Друг ефективен вариант с по-малки размери, 1686x1016 мм, ще бъде новият продукт на LG - NeOn 340 W. "Не той" може да се похвали с ефективност от 19,8%, но не може да се похвали с разходи, той ще бъде повече от наполовина по-висок от предишния проба - около 16 хиляди рубли ...
5. За тези, които искат да насочат вниманието си към премиум сегмента, тайванската компания BenQ пусна на пазара монокристален модул SunForte PM096B00 333W, произвеждащ 333 W мощност на изхода, номинална ефективност 20,4% с размери 1559x1046 мм . Този модул получи впечатляваща цена от почти 35 хиляди рубли.

Компоненти

Самото устройство и принципът на действие на енергийния източник могат да се нарекат прости. Състои се само от две части:

• Главна сграда;
• преобразуващи блокове.

В повечето случаи тялото е направено от пластмаса. Прилича на обикновена плочка, към която са прикрепени блокове на преобразуватели.
Преобразувателната единица е силициева пластина. Може да се направи по два начина.:

• поликристален;
• монокристален.

Поликристалният метод е по-евтин, а монокристалният метод се счита за най-ефективен.

Всички други допълнителни части (например контролери и инвертори), джаджи и микросхеми са свързани само за повишаване на ефективността и функционирането на енергийния източник. Слънчевата батерия може да работи и без тях.

Имайте предвид: за да започне да функционира този източник, е необходимо правилно и точно да свържете всички преобразуващи единици.

Тази статия може да ви помогне при изчисляването на мощността на слънчевите панели:

Има два вида връзка.:

• последователен;
• паралелно.

Единствената разлика е, че при паралелна връзка се получава увеличаване на тока, а при последователна връзка напрежението се увеличава.
Ако има нужда от максимална работа на два параметъра наведнъж, тогава се използва паралелно-сериен.

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

Един диод е в състояние да защити една четвърт от фотоклетката. Ако те не са в устройството, тогава има голяма вероятност целият енергиен източник да спре да функционира след първия дъжд или ураган.

Важен момент: нито натрупването, нито силата на тока изобщо отговарят на възможните параметри на съвременните домакински уреди, поради което е необходимо да се преразпредели и акумулира електричество.
За това се препоръчва допълнително да свържете поне две батерии. Единият ще бъде кумулативен, а вторият ще бъде резервен или резервен.
Нека дадем пример за работата на допълнителни батерии. Когато времето е добро и слънчево, зарядът отива бързо и след кратко време се появява излишна енергия.

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

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

Защо ефективността е толкова важна?

Ефективността става много важна при изчисляването на площта, която можете да използвате за слънчева система. При сравними размери на описаните модули от Amerisolar AS-6P30 280W (1,63 квадратни метра) и NeOn 340 W от LG (1,71 квадратни метра), разликата в мощността на квадратен метър на изхода ще бъде 15,6%. От една страна, това може да не изглежда много ефективно, като се има предвид повече от два пъти разликата в цената, но в случай на ограничено пространство или по-агресивна среда може да измести избора ви в полза на този добре познат производител.

Повишената ефективност подчертава не само ефективността на производствената технология, но и качествените материали, използвани при производството. Това може да повлияе на живота на устройствата, устойчивостта на панелите на така наречената деградация. Не забравяйте и за гаранционните задължения на производителя. С представителства и гаранционни услуги в почти всички краища на света, LG ще може да се похвали с по-лоялен подход към клиентите и изпълнение на задълженията си.

Класификация на слънчевите панели

Нарастващото търсене на фотоволтаични модули доведе до появата на огромен брой нови производители на пазара. За обикновения човек е трудно да направи правилния избор в полза на определен модел. Предлагаме ви да се запознаете с рейтинга на най-добрите слънчеви панели:

1. Trina Solar;
2. Джинко Солар;
3. Канадски слънчеви;
4. Серафим;
5. JA Solar;
6. Panasonic;
7. SunTech;
8. LONGi Solar;
9. ABi-Solar;
10. Risen Solar.

Независимо от факта, че руските слънчеви панели все още не са влезли в списъка на най-добрите, те се произвеждат в големи количества и постепенно завладяват пазара у дома. Всеки купувач индивидуално решава коя компания да избере. Може да бъде местен производител или чуждестранен, всичко зависи от финансовото състояние и възникващите изисквания.