Kesan Penyumbatan Matahari terhadap Penjanaan Tenaga Solar Panel

Prinsip operasi

Reka bentuk banyak sel suria dibuat berdasarkan prinsip bahawa mereka, dari segi fizikal, penukar fotovoltaik. Kesan penjanaan kuasa dimanifestasikan di tempat peralihan "p - n".

Untuk menumpukan tenaga suria dalam diri mereka, semikonduktor dibuat dalam bentuk panel. Atas sebab ini, struktur ini telah menerima nama yang sama, tanpa mengira bentuknya (fleksibel atau statik) - panel solar.

Apakah prinsip panel dan sistem solar berdasarkannya? Panel ini merangkumi 2 plat batu api dengan sifat yang berbeza antara satu sama lain. Proses menjana elektrik adalah seperti berikut:

1. Pendedahan cahaya matahari pada yang pertama menyebabkan kekurangan elektron.
2. Apabila terkena plat kedua, ia menerima lebihan elektron.
3. Jalur tembaga, arus pengalir, disambungkan ke plat.
4. Jalur disambungkan ke penukar voltan dengan bateri terbina dalam.

Pangkalannya adalah wafer silikon. Tetapi untuk menggunakan struktur ini sebagai bekalan kuasa yang tidak terganggu (dan bukan sahaja semasa waktu matahari), tidak ada bateri murah yang disambungkan kepadanya (dengan bantuannya, objek yang disambungkan ke rangkaian menggunakan tenaga pada waktu malam).

Dalam industri, struktur untuk menyerap tenaga suria terbuat dari beberapa sel fotovoltaik berlapis yang saling bersambung dan diletakkan pada sokongan fleksibel atau kaku.

Kecekapan struktur dikira berdasarkan penerapan pelbagai faktor. Yang utama adalah kesucian silikon yang terlibat dan penempatan kristal.

Proses pemurnian silikon agak rumit, dan tidak mudah untuk menyusun kristal dalam satu arah. Kerumitan proses yang bertanggungjawab untuk meningkatkan kecekapan diterjemahkan menjadi harga yang tinggi untuk peralatan tersebut.

Panel suria adalah arah yang menjanjikan dalam sektor tenaga, jadi berbilion-bilion dolar dilaburkan untuk meneliti projek baru di bidang ini. Penukaran PV meningkat setiap suku tahun kerana manipulasi konduktor dan elemen struktur. Pada masa yang sama, bukan hanya silikon yang dapat dijadikan dasar.

Sejarah panel solar

Orang telah lama berfikir untuk menggunakan tenaga cahaya matahari, tetapi sebelum ini, kemampuan teknologi tidak membenarkannya dilakukan. Titik permulaan ke arah ini adalah penemuan kesan fotovoltaik pada tahun 1839 oleh saintis A.E. Becquerel. Mereka mula bercakap dengan serius mengenai penggunaan tenaga suria hanya pada tahun 1883, ketika modul pertama yang menggunakan sumber ini dicipta. Prototaip dipersembahkan di Perancis pada pameran dunia, mereka memfokuskan sinar matahari dengan cermin dan mengubahnya menjadi wap.

Namun, diperlukan saintis beberapa dekad lagi untuk membuat panel solar yang mampu menukar tenaga sinar menjadi tenaga elektrik. Peranti itu membebankan dan tidak berkesan. Adalah mungkin untuk mencapai hasil yang dapat diterima pada tahun 70-an abad ke-20, tetapi alat-alat itu sangat mahal sehingga hanya digunakan di industri angkasa. Panel solar pertama untuk rumah muncul pada tahun 90-an dan setiap tahun pengubahsuaiannya terus diperbaiki.

Jenis penukar fotovoltaik

Dalam industri, terdapat klasifikasi sel suria mengikut jenis peranti dan lapisan fotovoltaik yang digunakan.

Melalui peranti mereka dibahagikan kepada:

• panel dari elemen fleksibel, mereka fleksibel;
• panel yang diperbuat daripada unsur tegar.

Semasa menggunakan panel, yang paling kerap digunakan adalah filem nipis yang fleksibel.Mereka diletakkan di permukaan, mengabaikan beberapa elemen yang tidak rata, yang menjadikan peranti jenis ini lebih serba boleh.

Mengikut jenis lapisan fotovoltaik untuk penukaran tenaga seterusnya, panel dibahagikan kepada:

1. Silikon (kristal tunggal, polikristal, amorf).
2. Tellurium - kadmium.
3. Polimerik.
4. Organik.
5. Arsenide - gallium.
6. Indium selenide - tembaga - gallium.

Walaupun terdapat banyak jenis, panel suria silikon dan kadurium memiliki bahagian terbesar dalam perolehan pengguna. Kedua-dua jenis ini dipilih kerana nisbah kecekapan / harga.

Penukar monokristalin

Mereka adalah panel dengan sudut miring. Warna mereka sentiasa berwarna hitam tulen.

Sekiranya kita bercakap mengenai penukar monokristal, maka prinsip operasi bateri solar dapat digambarkan secara ringkas sebagai cekap sederhana. Semua sel unsur sensitif cahaya bateri sedemikian diarahkan dalam satu arah.

Ini membolehkan anda mendapat hasil tertinggi di antara sistem yang serupa. Kecekapan bateri jenis ini mencapai 25%.

Kelemahannya ialah panel seperti itu harus selalu menghadap sinar matahari.

Sekiranya matahari bersembunyi di balik awan, tenggelam ke cakrawala, atau belum sempat naik, bateri akan menghasilkan arus daya yang agak lemah.

Ciri-ciri sel suria silikon

Serbuk kuarza adalah bahan mentah untuk silikon. Terdapat banyak bahan ini di Ural dan Siberia, oleh itu, ia adalah panel solar silikon yang dan akan digunakan lebih besar daripada subtipe lain.

Monokristal

Wafer monokristalin (mono - Si) mengandungi warna kebiruan - gelap, diedarkan secara merata ke seluruh wafer. Untuk wafer seperti itu, silikon yang paling disucikan digunakan. Semakin bersih, semakin tinggi kecekapan dan kos panel solar yang paling tinggi di pasaran untuk peranti sedemikian.

Kelebihan kristal tunggal:

1. Kecekapan tertinggi - 17-25%.
2. Kekompakan - penggunaan kawasan yang lebih kecil dibandingkan dengan polikristal untuk penggunaan peralatan dalam keadaan daya yang sama.
3. Rintangan keausan - operasi penghasilan tenaga tanpa gangguan tanpa mengganti komponen utama dipastikan selama seperempat abad.

Kekurangan:

1. Sensitiviti terhadap habuk dan kotoran - habuk yang diselesaikan tidak membenarkan bateri berfungsi dengan cahaya dari cahaya dan, dengan itu, mengurangkan kecekapan.
2. Harga yang tinggi sama dengan tempoh pembayaran balik yang meningkat.

Oleh kerana mono - Si memerlukan cuaca dan sinar matahari yang cerah, panel dipasang di kawasan terbuka dan dinaikkan ke ketinggian. Bagi kawasan ini, keutamaan diberikan kepada daerah di mana cuaca cerah biasa, dan jumlah hari cerah hampir maksimum.

Polikristal

Plat polycrystalline (multi-Si) dikurniakan warna biru yang tidak rata kerana kristal pelbagai arah. Silikon tidak semurni seperti pada mono-Si yang digunakan, jadi kecekapannya sedikit lebih rendah, bersama dengan kos sel suria tersebut.

Fakta Polikristal Positif:

1. Kecekapannya adalah 12-18%.
2. Dalam cuaca buruk, kecekapan lebih baik daripada Mono-Si.
3. Harga unit ini lebih rendah, dan tempoh pembayaran balik jauh lebih rendah.
4. Orientasi ke matahari tidak kritikal, jadi anda boleh meletakkannya di bumbung pelbagai bangunan.
5. Tempoh operasi - kecekapan penyerapan tenaga dan penyimpanan elektrik menurun kepada 20% selepas 20 tahun operasi berterusan.

Kekurangan:

1. Kecekapan dikurangkan menjadi 12-18%.
2. Menuntut ke tempat. Loji penjanaan tenaga biasa memerlukan lebih banyak ruang untuk digunakan daripada bateri kristal tunggal.

Silikon amorf

Teknologi pengeluaran panel berbeza dengan yang sebelumnya. Memasak melibatkan wap panas yang turun ke substrat tanpa pembentukan kristal.Pada masa yang sama, lebih sedikit bahan pengeluaran digunakan dan ini diambil kira semasa menentukan harganya.

Faedah:

1. Kecekapannya adalah 8-9% pada generasi kedua dan hingga 12% pada generasi ketiga.
2. Kecekapan tinggi dalam cuaca kurang cerah.
3. Boleh digunakan pada modul fleksibel.
4. Kecekapan bateri tidak turun ketika suhu meningkat, yang membolehkannya dipasang di permukaan mana pun dengan bentuk yang tidak standard.

Kelemahan utama boleh dianggap kecekapan yang lebih rendah (jika dibandingkan dengan analog lain), dan oleh itu memerlukan kawasan yang luas untuk mendapatkan pulangan setanding dari peralatan.

Bagaimana memilih panel solar?

Tidak ada jawapan pasti model mana yang lebih baik, semuanya bergantung pada banyak faktor. Semasa memilih panel solar, anda perlu memperhatikan perkara berikut:

1. Kewangan
   ... Agar tidak membayar lebih, untuk penggunaan di rumah, disarankan untuk membeli peranti dengan berat sekitar 12 kW.
2. Kuasa
   ... Terdapat pelbagai tawaran untuk dijual. Di sini adalah perlu untuk mengambil kira jumlah peralatan elektrik dan termasuk stok 10-15%.
3. Kaca pembawa
   ... Panel fotokel mesti disembunyikan di bawah permukaan yang dikeraskan dengan laminasi wajib. Kaca dimasukkan ke dalam alur dan diikat dengan sealant.
4. Bahan profil dan ketebalan
   ... Ia mestilah elemen sokongan yang boleh dipercayai dengan tulang rusuk yang kaku.
5. Peralatan
   ... Sebagai tambahan kepada panel, anda perlu segera membeli semua komponen untuk membuat rangkaian lengkap.
6. Kaedah dan lokasi pemasangan
   ... Anda perlu memilih tempat di mana terdapat cahaya matahari yang paling kuat dari pagi hingga tengah hari.
7. Jangka hayat panel solar
   ... Penunjuk bergantung pada kualiti pengedap bahan. Semakin besar, semakin lama anda tidak perlu risau untuk membaiki dan mengganti peralatan.

Panel solar mudah alih

Populariti kaedah alternatif untuk menjana elektrik menyebabkan munculnya peranti mudah alih. Panel solar yang lebih baik digunakan untuk mengakses elektrik tanpa grid. Pemilihan model dilakukan bergantung pada keperluan:

1. Peranti dengan kapasiti penyimpanan 2-3 ribu mAh cukup untuk mengisi semula bateri telefon. Beratnya 300 g.
2. Peralatan rumah tangga kecil atau komputer riba boleh disokong oleh model dengan arus keluaran sekurang-kurangnya 2500 mA. Ia kelihatan seperti beg lipat yang terdiri daripada beberapa panel yang saling berkaitan. Berat hingga 2 kg.

Gambaran keseluruhan modul bukan silikon

Panel solar yang terbuat dari analog yang lebih mahal mencapai pekali 30%; ia boleh beberapa kali lebih mahal daripada sistem serupa berdasarkan silikon. Sebilangan dari mereka masih mempunyai kecekapan yang lebih rendah, sementara memiliki kemampuan untuk bekerja dalam lingkungan yang agresif. Untuk pembuatan panel seperti itu, kadmium Telluride paling kerap digunakan. Elemen lain juga digunakan, tetapi kurang kerap.

Mari senaraikan kelebihan utama:

1. Kecekapan tinggi, dari 25 hingga 35%, dengan kemampuan untuk mencapai, dalam keadaan yang relatif ideal, bahkan 40%.
2. Photocell stabil walaupun pada suhu hingga 150 ° C.
3. Dengan memusatkan cahaya dari lampu pada panel kecil, penukar haba air dihidupkan, menghasilkan wap, yang memutar turbin dan menghasilkan elektrik.

Seperti yang kami katakan sebelumnya, kelemahannya adalah harga yang tinggi, tetapi dalam beberapa kes, mereka adalah penyelesaian terbaik. Contohnya, di negara khatulistiwa, di mana permukaan modul dapat mencapai 80 ° C.

Cara membuat loji tenaga solar mini

Sekarang dengan Ali, alat kawalan solar sesuai dengan saya

Kami akan membuat loji kuasa mini untuk makmal kami mengikut skema klasik:

Kotak biru adalah pengawal. Kotak hitam di bawahnya adalah penyongsang yang menukar 12 Volt DC dari bateri menjadi 220 Volt AC (menjadi voltan di soket rumah anda). Anda sudah mengetahui rajah yang lain.Litar ini serba lengkap dan memerlukan penyelenggaraan minimum.

Bateri polimer dan organik

Modul berdasarkan bahan polimer dan organik telah tersebar luas dalam 10 tahun terakhir, ia dibuat dalam bentuk struktur filem, ketebalannya jarang melebihi 1 mm. Kecekapan mereka hampir 15%, dan kosnya beberapa kali lebih rendah daripada rakan kristalnya.

Faedah:

1. Kos pengeluaran rendah.
2. Format (roll) fleksibel.

Kelemahan panel yang diperbuat daripada bahan-bahan ini adalah penurunan kecekapan dalam jarak jauh. Tetapi masalah ini masih diteliti dan pengeluaran terus dimodenkan untuk menghilangkan kekurangan yang mungkin muncul pada generasi bateri jenis ini dalam 5-10 tahun.

Bagaimana cara menyambungkan panel solar?

Peranti ini tidak rapuh, boleh dipasang di mana-mana tempat yang terang di bumbung, balkoni atau di lokasi. Perkara utama adalah melakukan hubungan sedemikian rupa untuk memerhatikan sudut kecenderungan dari ufuk dan arah lokasi. Pemasangan panel solar memerlukan penambat berkualiti tinggi pada empat titik. Ini boleh dilakukan dengan menggunakan penjepit atau baut. Selepas itu, semua komponen disambung secara bersiri. Dianjurkan untuk mematuhi skema berikut:

1. Sambungkan bateri ke alat kawalan menggunakan kabel tembaga.
2. Sambungkan photocell dan pengawal.
3. Terakhir, penyongsang disambungkan ke bateri.

Bagaimana membuat pilihan yang tepat?

Bagi pemilik rumah yang terletak di benua Eropah, pilihannya cukup mudah - ia adalah polycrystal atau monocrystal yang diperbuat daripada silikon. Pada masa yang sama, dengan kawasan yang terhad, ada baiknya membuat pilihan untuk memilih panel monokristalin, dan jika tidak ada sekatan seperti itu - memihak kepada bateri polikristalin. Apabila memilih pengeluar, parameter teknikal peralatan dan sistem tambahan, ada baiknya menghubungi syarikat yang terlibat dalam penjualan dan pemasangan kit. Perlu diingat bahawa tanpa mengira pengeluar, kualiti sistem dari pengeluar "teratas" tidak mungkin berbeza, jadi jangan tertipu dengan mempelajari dasar harga.

Sekiranya anda memutuskan untuk memerintahkan pemasangan turnkey "solar farm", ingat bahawa panel mereka sendiri dalam pakej perkhidmatan tersebut hanya memerlukan 1/3 dari jumlah kos, dan pembayaran akan hampir mencapai:

1. Pilihan anggaran tetapi berkesan akan menjadi panel dari Amerisolar, model polikristalin disebut AS-6P30 280W, memiliki ukuran 1640x992 mm dan masing-masing menghasilkan kuasa 280 watt. Kecekapan modul adalah 17.4%. Daripada kekurangan - jaminan hanya 2 tahun. Tetapi kosnya ∼7 ribu rubel.
2. Modul RS 280 POLY dari Runda Cina akan sama kapasiti, harganya lebih rendah - kira-kira 6 ribu rubel.
3. Sekiranya ruang terhad, anda harus memperhatikan produk LEAPTON SOLAR - LP72-375M PERC, kecekapannya adalah 19.1%, dan dengan dimensi 1960x992 mm, kita akan mendapat 375 W tenaga pada output. Kos bateri sedemikian adalah sekitar 10 ribu rubel.
4. Pilihan lain yang berkesan dengan dimensi yang lebih kecil, 1686x1016 mm, akan menjadi produk baru dari LG - NeOn 340 W. "Bukan dia" mempunyai kecekapan 19.8%, tetapi tidak dapat membanggakan kos, ia akan lebih dari setengah lebih tinggi daripada sebelumnya sampel - kira-kira 16 ribu rubel ...
5. Bagi mereka yang ingin mengalihkan perhatian kepada segmen premium, syarikat Taiwan BenQ telah melancarkan modul monocrystal SunForte PM096B00 333W di pasaran, menghasilkan tenaga 333 W pada output, mempunyai kecekapan nominal 20,4% dengan dimensi 1559x1046 mm . Modul ini mendapat kos yang luar biasa hampir 35 ribu rubel.

Komponen

Peranti itu sendiri dan prinsip operasi sumber tenaga boleh disebut sederhana. Ia terdiri daripada dua bahagian sahaja:

• bangunan utama;
• blok penukaran.

Dalam kebanyakan kes, badan diperbuat daripada plastik. Ia kelihatan seperti jubin biasa di mana blok transduser dipasang.
Unit penukaran adalah wafer silikon. Ia boleh dibuat dengan dua cara.:

• polikristalin;
• monokristalin.

Kaedah polikristalin lebih murah, dan kaedah kristal tunggal dianggap paling berkesan.

Semua bahagian tambahan lain (misalnya, pengawal dan penyongsang), alat dan litar mikro disambungkan hanya untuk meningkatkan kecekapan dan fungsi sumber tenaga. Bateri solar juga boleh berfungsi tanpa mereka.

Ingat: agar sumber ini mula berfungsi, perlu menghubungkan semua unit penukaran dengan betul dan tepat.

Artikel ini dapat membantu mengira kekuatan panel solar:

Terdapat dua jenis sambungan.:

• konsisten;
• selari.

Satu-satunya perbezaan adalah bahawa dalam sambungan selari, peningkatan arus berlaku, dan dalam sambungan siri, voltan meningkat.
Sekiranya terdapat keperluan untuk operasi maksimum dua parameter sekaligus, maka serial-parallel digunakan.

Tetapi harus diingat bahawa beban tinggi boleh menyebabkan beberapa kenalan terbakar. Diod digunakan untuk mengelakkan ini.

Satu diod mampu melindungi seperempat fotokel. Sekiranya mereka tidak berada di dalam peranti, maka kemungkinan besar keseluruhan sumber tenaga akan berhenti berfungsi selepas hujan pertama atau taufan.

Perkara penting: baik pengumpulan atau kekuatan arus sama sekali sesuai dengan kemungkinan parameter peralatan rumah tangga moden, oleh itu, perlu untuk mengagihkan semula dan mengumpulkan elektrik.
Untuk ini, disarankan untuk menyambungkan tambahan sekurang-kurangnya dua bateri. Yang satu akan menjadi kumulatif, dan yang kedua adalah cadangan atau simpanan.
Mari kita berikan contoh kerja bateri tambahan. Apabila cuaca baik dan cerah, cas akan cepat naik dan setelah sekian lama, tenaga berlebihan akan muncul.

Oleh itu, keseluruhan proses ini dikendalikan oleh rheostat khas, yang dapat pada saat tertentu memindahkan semua elektrik yang tidak diperlukan ke dalam simpanan tambahan.

Anda boleh berkenalan dengan ulasan pemilik panel solar dalam artikel ini:

Mengapa kecekapan sangat penting?

Kecekapan menjadi sangat penting ketika mengira kawasan yang boleh anda gunakan untuk sistem solar array. Dengan ukuran yang setanding dari modul yang dijelaskan dari Amerisolar AS-6P30 280W (1,63 meter persegi) dan NeOn 340 W dari LG (1,71 meter persegi), perbezaan kuasa per meter persegi pada output akan menjadi 15,6%. Di satu pihak, ini mungkin tidak begitu berkesan, memandangkan perbezaan harga yang berlipat kali ganda, tetapi jika terdapat ruang yang terhad atau persekitaran yang lebih agresif, ia mungkin mengubah pilihan anda untuk memilih pengeluar terkenal ini.

Peningkatan kecekapan tidak hanya menekankan kecekapan teknologi pembuatan, tetapi juga bahan berkualiti yang digunakan dalam pembuatan. Ini boleh mempengaruhi jangka hayat peranti, ketahanan panel terhadap apa yang disebut degradasi. Jangan lupa juga mengenai tanggungjawab jaminan pengeluar. Dengan pejabat perwakilan dan perkhidmatan jaminan di hampir semua pelosok dunia, LG dapat membanggakan pendekatan yang lebih setia kepada pelanggan dan memenuhi kewajibannya.

Penarafan panel solar

Permintaan yang semakin meningkat untuk modul PV telah menyebabkan munculnya sejumlah besar pengeluar baru di pasaran. Adalah sukar bagi orang biasa untuk membuat pilihan yang tepat untuk model tertentu. Kami menawarkan anda untuk berkenalan dengan penarafan panel solar terbaik:

1. Trina Solar;
2. Jinko Solar;
3. Solar Kanada;
4. Seraphim;
5. JA Solar;
6. Panasonic;
7. SunTech;
8. LONGi Solar;
9. ABi-Solar;
10. Bangkit Suria.

Terlepas dari kenyataan bahawa panel solar buatan Rusia belum masuk dalam senarai yang terbaik, ia dihasilkan dalam jumlah besar dan secara beransur-ansur menakluki pasaran di rumah. Setiap pembeli memutuskan secara individu syarikat mana yang akan dipilih. Ia boleh menjadi pengeluar domestik atau asing, semuanya bergantung pada keadaan kewangan dan keperluan yang muncul.