Utjecaj blokade sunca na proizvodnju solarne energije

Načelo rada

Dizajn mnogih solarnih ćelija napravljen je na principu da su oni, u fizičkom smislu, fotonaponski pretvarači. Učinak stvaranja električne energije očituje se na mjestu spoja "p - n".

Da bi koncentrirali sunčevu energiju u sebi, poluvodiči su izrađeni u obliku ploča. Iz tog su razloga ove strukture dobile isti naziv, bez obzira na oblik (fleksibilni ili statični) - solarne ploče.

Koji je princip solarnih panela i sustava koji se temelje na njima? Ploča uključuje 2 kremene ploče s međusobno prepoznatljivim svojstvima. Proces proizvodnje električne energije je sljedeći:

1. Izlaganje sunčevoj svjetlosti na prvom mjestu dovodi do nedostatka elektrona.
2. Kada je izložen drugoj ploči, prima višak elektrona.
3. Bakrene trake, koje provode struju, povezane su s pločama.
4. Trake su povezane s pretvaračima napona s ugrađenim baterijama.

Baza su silicijske napolitanke. No, kako bi se ovaj dizajn koristio kao neprekidno napajanje (i ne samo za vrijeme solsticija), na njega se spajaju jeftine baterije (uz njihovu pomoć objekti povezani na mrežu troše energiju noću).

U industriji je struktura za apsorpciju sunčeve energije izrađena od više laminiranih fotonaponskih ćelija povezanih jedna s drugom i postavljenih na fleksibilni ili kruti nosač.

Učinkovitost strukture izračunava se na temelju primjene različitih čimbenika. Glavni su čistoća uključenog silicija i smještaj kristala.

Proces pročišćavanja silicija prilično je složen i nije lako rasporediti kristale u jednom smjeru. Složenost procesa odgovornih za povećanje učinkovitosti rezultira visokom cijenom takve opreme.

Solarni paneli obećavajući su smjer u energetskom sektoru, pa se milijarde dolara ulažu u istraživanje novih projekata u ovom području. Stopa pretvorbe PV povećava se svake četvrtine zbog manipulacije vodičima i strukturnim elementima. Istodobno se za osnovu ne može uzeti samo silicij.

Povijest solarnih panela

Ljudi već dugo razmišljaju o korištenju energije sunca, ali prethodno tehnološke mogućnosti to nisu dopuštale. Polazna točka u ovom smjeru je otkriće fotonaponskog učinka 1839. godine od strane znanstvenika A.E. Becquerel. O korištenju sunčeve energije ozbiljno su počeli razgovarati tek 1883. godine, kada je izumljen prvi modul koji radi na ovom izvoru. Prototipi su predstavljeni u Francuskoj na svjetskoj izložbi, fokusirali su sunčeve zrake zrcalima i pretvorili ih u paru.

Međutim, znanstvenicima je trebalo još nekoliko desetljeća da stvore solarne panele sposobne pretvoriti energiju zraka u električnu energiju. Uređaji su bili glomazni i neučinkoviti. Bilo je moguće postići prihvatljive rezultate 70-ih godina 20. stoljeća, ali uređaji su bili toliko skupi da su se koristili samo u svemirskoj industriji. Prvi solarni paneli za dom pojavili su se 90-ih i svake se godine njihova modifikacija neprestano poboljšava.

Vrste fotonaponskih pretvarača

U industriji postoji klasifikacija solarnih ćelija prema vrsti uređaja i fotonaponskom sloju koji se koristi.

Po uređaju se dijele na:

• ploče fleksibilnih elemenata, fleksibilne su;
• ploče izrađene od krutih elemenata.

Pri postavljanju ploča najčešće se koriste fleksibilni tankoslojni.Postavljaju se na površinu, zanemarujući neke neravne elemente, što ovu vrstu uređaja čini svestranijom.

Po vrsti fotonaponskog sloja za naknadnu pretvorbu energije, paneli se dijele na:

1. Silicij (monokristal, polikristal, amorfni).
2. Telur - kadmij.
3. Polimerni.
4. Organski.
5. Arsenid - galij.
6. Indij selenid - bakar - galij.

Iako postoji mnogo sorti, silicij i telur-kadmij solarni paneli imaju lavovski udio u prometu potrošača. Ove dvije vrste odabrane su zbog omjera učinkovitost / cijena.

Monokristalni pretvarači

Oni su ploče sa zakošenim uglovima. Boja im je uvijek čisto crna.

Ako govorimo o monokristalnim pretvaračima, tada se princip rada solarne baterije može ukratko opisati kao srednje učinkovit. Sve stanice fotoosjetljivih elemenata takve baterije usmjerene su u jednom smjeru.

To vam omogućuje da postignete najveći rezultat među sličnim sustavima. Učinkovitost ove vrste baterija doseže 25%.

Loša strana je ta što bi takve ploče uvijek trebale biti okrenute prema suncu.

Ako se sunce skriva iza oblaka, tone prema horizontu ili još nije stiglo ustati, baterije će stvoriti struju prilično slabe snage.

Karakteristike silicijskih solarnih ćelija

Kvarcni prah je sirovina za silicij. Puno je ovog materijala na Uralu i u Sibiru, stoga su silicijske solarne ploče one koje će biti i bit će u većoj upotrebi od ostalih podtipova.

Monokristal

Monokristalne oblatne (mono - Si) sadrže plavkasto - tamnu boju, ravnomjerno raspoređenu po cijeloj oblatni. Za takve oblatne koristi se najviše pročišćeni silicij. Što je čišće, to je veća učinkovitost i najviša cijena solarnih panela na tržištu za takve uređaje.

Prednosti monokristala:

1. Najveća učinkovitost - 17-25%.
2. Kompaktnost - uporaba manjeg područja u usporedbi s polikristalom za razmještanje opreme u uvjetima identične snage.
3. Otpornost na habanje - neprekinuti rad proizvodnje električne energije bez zamjene glavnih komponenti osiguran je četvrt stoljeća.

Mane:

1. Osjetljivost na prašinu i prljavštinu - ustaljena prašina ne dopušta baterijama da rade sa svjetlošću svjetiljke i, prema tome, smanjuje učinkovitost.
2. Visoka cijena jednaka je produljenom razdoblju povrata.

Budući da mono - Si trebaju jasno vrijeme i sunčeva svjetlost, ploče se postavljaju na otvorenim površinama i podižu u visinu. Što se tiče područja, prednost se daje područjima u kojima je uobičajeno vedro vrijeme, a broj sunčanih dana blizu je maksimuma.

Polikristal

Polikristalne ploče (multi-Si) obdarene su neujednačenom plavom bojom zbog višesmjernih kristala. Silicij nije tako čist kao u korištenom mono-Si, pa je učinkovitost nešto manja, zajedno s troškovima takvih solarnih ćelija.

Pozitivne činjenice o polikristalima:

1. Učinkovitost je 12–18%.
2. U nepovoljnom vremenu učinkovitost je bolja od učinkovitosti Mono-Si.
3. Cijena ove jedinice je manja, a razdoblje povrata je znatno niže.
4. Orijentacija prema suncu nije kritična, pa ih možete postaviti na krovove raznih zgrada.
5. Trajanje rada - učinkovitost apsorpcije energije i skladištenja električne energije pada na 20% nakon 20 godina neprekidnog rada.

Mane:

1. Učinkovitost se smanjuje na 12-18%.
2. Zahtjevna do mjesta. Uobičajena elektrana zahtijeva više prostora za upotrebu od monokristalne baterije.

Amorfni silicij

Tehnologija izrade ploča značajno se razlikuje od prethodne dvije. Kuhanje uključuje vruće pare koje se spuštaju na podlogu bez stvaranja kristala.Istodobno se koristi manje proizvodnog materijala i to se uzima u obzir pri određivanju cijene.

Prednosti:

1. Učinkovitost je 8-9% u drugoj generaciji i do 12% u trećoj.
2. Visoka učinkovitost u manje sunčanom vremenu.
3. Može se koristiti na fleksibilnim modulima.
4. Učinkovitost baterija ne opada s porastom temperature, što im omogućuje postavljanje na bilo koju površinu nestandardnog oblika.

Glavni nedostatak može se smatrati nižom učinkovitošću (u usporedbi s drugim analogima), pa stoga zahtijeva veliko područje kako bi se dobio usporedivi povrat od opreme.

Kako odabrati solarne ploče?

Ne postoji definitivan odgovor koji su modeli bolji, sve ovisi o mnogim čimbenicima. Pri odabiru solarne ploče morate obratiti pažnju na sljedeće točke:

1. Financije
   ... Da ne biste preplatili, za kućnu upotrebu preporučuje se kupnja uređaja s približno 12 kW.
2. Vlast
   ... Na prodaju su različite ponude. Ovdje je potrebno uzeti u obzir broj električnih uređaja i uključiti zalihu od 10-15%.
3. Staklo nosača
   ... Ploča fotoćelije mora biti skrivena ispod stvrdnute površine uz obavezno laminiranje. Staklo se umetne u utor i učvrsti brtvilom.
4. Materijal i debljina profila
   ... To mora biti pouzdan nosivi element s rebrima za ukrućenje.
5. Oprema
   ... Pored ploča, morate odmah kupiti sve komponente da biste stvorili punopravnu mrežu.
6. Način montaže i mjesto
   ... Trebate odabrati mjesto na kojem je najveći intenzitet sunčeve svjetlosti od jutra do podneva.
7. Životni vijek solarnih panela
   ... Pokazatelj ovisi o kvaliteti brtvljenja materijala. Što je veći, dulje ne biste trebali brinuti o popravku i zamjeni opreme.

Prijenosni solarni panel

Popularnost alternativnih metoda proizvodnje električne energije dovela je do pojave prijenosnih uređaja. Poboljšana solarna ploča koristi se za pristup električnoj energiji bez mreže. Izbor modela provodi se ovisno o zahtjevima:

1. Uređaj s kapacitetom za pohranu od 2-3 tisuće mAh bit će dovoljan za punjenje baterije telefona. Težina mu je 300 g.
2. Male kućanske aparate ili prijenosnike može podržati model s izlaznom strujom od najmanje 2500 mA. Izgleda poput preklopne torbe koja se sastoji od nekoliko međusobno povezanih ploča. Težina do 2 kg.

Pregled nesilikonskih modula

Solarne ploče izrađene od skupljih analoga dosežu koeficijent od 30%, a mogu biti i nekoliko puta skuplje od sličnih sustava na bazi silicija. Neki od njih i dalje imaju manju učinkovitost, a imaju sposobnost rada u agresivnom okruženju. Za proizvodnju takvih ploča najčešće se koristi kadmij-telurid. Također se koriste i drugi elementi, ali rjeđe.

Nabrojimo glavne prednosti:

1. Visoka učinkovitost, od 25 do 35%, s mogućnošću dosezanja, u relativno idealnim uvjetima, čak 40%.
2. Fotoćelije su stabilne čak i na temperaturama do 150 ° C.
3. Koncentriranjem svjetlosti iz rasvjetnog tijela na malu ploču, napaja se izmjenjivač vode, što rezultira parom koja okreće turbinu i generira električnu energiju.

Kao što smo ranije rekli, nedostatak je visoka cijena, ali u nekim slučajevima oni su najbolje rješenje. Na primjer, u ekvatorijalnim zemljama, gdje površina modula može doseći 80 ° C.

Kako napraviti mini solarnu elektranu

Sad s Alijem, solarni kontroler mi odgovara

Izradit ćemo mini-elektranu za naš laboratorij prema klasičnoj shemi:

Plavi okvir je kontroler. Crna kutija ispod je pretvarač koji pretvara istosmjernu struju od 12 V iz baterije u izmjeničnu struju od 220 V (u napon na vašoj kućnoj utičnici). Ostatak sklopa već znate.Ovaj je krug potpuno samostalan i zahtijeva minimalno održavanje.

Polimerne i organske baterije

Moduli na bazi polimera i organskih materijala postali su široko rasprostranjeni u posljednjih 10 godina; stvaraju se u obliku filmskih struktura čija debljina rijetko prelazi 1 mm. Njihova učinkovitost je blizu 15%, a cijena im je nekoliko puta niža od kristalnih.

Prednosti:

1. Niski troškovi proizvodnje.
2. Fleksibilni (svitak) format.

Nedostatak ploča od ovih materijala je smanjena učinkovitost na velikoj udaljenosti. Ali ovo se pitanje još uvijek istražuje, a proizvodnja se neprestano modernizira kako bi se uklonili nedostaci koji se mogu pojaviti u postojećoj generaciji ove vrste baterija za 5-10 godina.

Kako spojiti solarnu ploču?

Ovi uređaji nisu izbirljivi, mogu se instalirati na bilo koje dobro osvijetljeno mjesto na krovu, balkonu ili na mjestu. Glavna stvar je izvesti vezu na takav način da promatramo kut nagiba s horizonta i orijentaciju mjesta. Instalacija solarnih panela zahtijeva visokokvalitetno sidrište na četiri točke. To se može učiniti pomoću stezaljki ili vijaka. Nakon toga sve su komponente spojene u seriju. Preporuča se pridržavati se sljedeće sheme:

1. Spojite bateriju na regulator pomoću bakrenog kabela.
2. Spojite fotoćeliju i kontroler.
3. I na kraju, pretvarač je spojen na bateriju.

Kako napraviti pravi izbor?

Za vlasnike domova smještenih na europskom kontinentu izbor je prilično jednostavan - to je polikristal ili monokristal izrađen od silicija. Istodobno, s ograničenim površinama, vrijedi napraviti izbor u korist monokristalnih ploča, a u nedostatku takvih ograničenja - u korist polikristalnih baterija. Pri odabiru proizvođača, tehničkih parametara opreme i dodatnih sustava, vrijedi kontaktirati tvrtke koje se bave prodajom i ugradnjom kompleta. Imajte na umu da se bez obzira na proizvođača, kvaliteta sustava od "vrhunskih" proizvođača vjerojatno neće razlikovati, stoga se nemojte zavaravati proučavanjem cjenovne politike.

Ako odlučite naručiti instalaciju "solarne farme" po sistemu ključ u ruke, imajte na umu da će sami paneli u paketu takvih usluga zauzeti samo 1/3 ukupnih troškova, a povrat će se približiti približno:

1. Proračunski, ali učinkovit izbor bit će paneli tvrtke Amerisolar, polikristalni model naziva se AS-6P30 280W, veličine je 1640x992 mm i proizvodi 280 W snage. Učinkovitost modula je 17,4%. Od minusa - jamstvo je samo 2 godine. Ali trošak je 7 tisuća rubalja.
2. Modul RS 280 POLY iz kineske Runde bit će sličan po kapacitetu, trošak je još niži - oko 6 tisuća rubalja.
3. Ako je prostor ograničen, obratite pažnju na proizvod LEAPTON SOLAR - LP72-375M PERC, učinkovitost je 19,1%, a s dimenzijama 1960x992 mm na izlazu dobivamo 375 W energije. Trošak takve baterije bit će oko 10 tisuća rubalja.
4. Još jedna učinkovita opcija manjih dimenzija, 1686x1016 mm, bit će novi proizvod tvrtke LG - NeOn 340 W. "Ne on" može se pohvaliti učinkovitošću od 19,8%, ali ne može se pohvaliti troškovima, bit će više od upola veći od prethodnog uzorak - oko 16 tisuća rubalja ...
5. Za one koji žele skrenuti pozornost na premium segment, tajvanska tvrtka BenQ lansirala je na tržište monokristalni modul SunForte PM096B00 333W, proizvodeći 333 W snage na izlazu, nominalne učinkovitosti 20,4% s dimenzijama 1559x1046 mm . Ovaj je modul dobio impresivan trošak od gotovo 35 tisuća rubalja.

Komponente

Sam uređaj i princip rada izvora energije možemo nazvati jednostavnim. Sastoji se od samo dva dijela:

• glavna zgrada;
• pretvorbeni blokovi.

U većini slučajeva tijelo je izrađeno od plastike. Izgleda kao obična pločica na koju su pričvršćeni blokovi pretvarača.
Jedinica za pretvorbu je silicijeva oblatna. Može se napraviti na dva načina.:

• polikristalni;
• monokristalni.

Polikristalna metoda je jeftinija, a metoda s pojedinačnim kristalima smatra se najučinkovitijom.

Svi ostali dodatni dijelovi (na primjer, kontroleri i pretvarači), uređaji i mikrovezja spojeni su samo radi povećanja učinkovitosti i funkcioniranja izvora energije. Solarna baterija može raditi i bez njih.

Imati na umu: da bi ovaj izvor počeo funkcionirati, potrebno je pravilno i točno povezati sve jedinice pretvorbe.

Ovaj članak može vam pomoći pri izračunavanju snage solarnih panela:

Postoje dvije vrste veze.:

• dosljedan;
• paralelno.

Jedina je razlika u tome što se u paralelnom spoju javlja porast struje, a u serijskom povezivanju napon se povećava.
Ako postoji potreba za maksimalnim radom dva parametra odjednom, tada se koristi paralelni serijski.

Ali treba imati na umu da velika opterećenja mogu uzrokovati izgaranje nekih kontakata. Diode se koriste da bi se to spriječilo.

Jedna je dioda sposobna zaštititi četvrtinu fotoćelije. Ako nisu u uređaju, postoji velika vjerojatnost da će cjelokupni izvor energije prestati funkcionirati nakon prve kiše ili uragana.

Važna točka: niti akumulacija niti trenutna snaga uopće ne odgovaraju mogućim parametrima suvremenih kućanskih aparata, stoga je potrebno preraspodijeliti i akumulirati električnu energiju.
Za to se preporuča dodatno povezati najmanje dvije baterije. Jedan će biti kumulativan, a drugi rezervni ili rezervni.
Dajmo primjer rada dodatnih baterija. Kada je vrijeme lijepo i sunčano, naboj brzo odlazi i nakon malo vremena pojavi se višak energije.

Stoga je čitav ovaj postupak pod nadzorom posebnog reostata, koji je u stanju u određenom trenutku svu nepotrebnu električnu energiju prenijeti u dodatne rezerve.

U ovom članku možete se upoznati s recenzijama vlasnika solarnih panela:

Zašto je učinkovitost toliko važna?

Učinkovitost dobiva veliku važnost pri izračunavanju površine koju možete koristiti za solarni sustav. Uz usporedive veličine opisanih modula iz Amerisolar AS-6P30 280W (1,63 četvorna metra) i NeOn 340 W od LG (1,71 četvornih metara), razlika u snazi ​​po kvadratnom metru na izlazu bit će 15,6%. S jedne strane, ovo se možda ne čini vrlo učinkovitim, s obzirom na više nego dvostruku razliku u cijeni, ali u slučaju ograničenog prostora ili agresivnijeg okruženja, vaš izbor može preusmjeriti u korist ovog poznatog proizvođača.

Povećana učinkovitost naglašava ne samo učinkovitost proizvodne tehnologije, već i kvalitetne materijale koji se koriste u proizvodnji. To može utjecati na životni vijek uređaja, otpornost ploča na takozvanu degradaciju. Ne zaboravite i na jamstvene obveze proizvođača. Uz predstavništva i jamstvene usluge u gotovo svim krajevima svijeta, LG će se moći pohvaliti lojalnijim pristupom kupcima i ispunjavanjem svojih obveza.

Ocjena solarnih panela

Sve veća potražnja za PV modulima dovela je do pojave ogromnog broja novih proizvođača na tržištu. Običnoj je osobi teško napraviti pravi izbor u korist određenog modela. Nudimo vam da se upoznate s ocjenom najboljih solarnih panela:

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

Bez obzira na to što solarni paneli ruske proizvodnje još nisu ušli na listu najboljih, proizvode se u velikim količinama i postupno osvajaju tržište kod kuće. Svaki kupac pojedinačno odlučuje koju će tvrtku odabrati. To može biti domaći ili strani proizvođač, sve ovisi o financijskom stanju i novim zahtjevima.