Dopad blokovania slnka na výrobu energie solárnych panelov

Princíp činnosti

Konštrukcia mnohých solárnych článkov je založená na princípe, že vo fyzickom zmysle ide o fotovoltaické konvertory. Účinok generovania energie sa prejavuje v mieste prechodu „p - n“.

Na sústredenie slnečnej energie v sebe sa polovodiče vyrábajú vo forme panelov. Z tohto dôvodu dostali tieto štruktúry rovnaký názov bez ohľadu na ich tvar (pružný alebo statický) - solárne panely.

Aký je princíp solárnych panelov a systémov na nich založených? Panel obsahuje 2 kremeňové dosky, ktoré sa navzájom odlišujú. Proces výroby elektriny je nasledovný:

1. Vystavenie slnečnému žiareniu pri prvom vedie k nedostatku elektrónov.
2. Pri vystavení druhej doštičke prijíma prebytok elektrónov.
3. Na platne sú pripojené medené pásy, ktoré vedú prúd.
4. Pásky sú pripojené k prevodníkom napätia so zabudovanými batériami.

Základom sú kremíkové doštičky. Ale aby sa táto štruktúra mohla použiť ako neprerušiteľný zdroj napájania (a nielen počas slnovratu), nie sú k nej pripojené lacné batérie (s ich pomocou objekty pripojené k sieti spotrebúvajú energiu v noci).

V priemysle je konštrukcia na absorpciu slnečnej energie vyrobená z niekoľkých laminovaných fotovoltaických článkov, ktoré sú navzájom spojené a umiestnené na pružnom alebo tuhom podklade.

Účinnosť konštrukcie sa počíta na základe použitia rôznych faktorov. Hlavnými sú čistota použitého kremíka a umiestnenie kryštálov.

Proces čistenia kremíka je dosť komplikovaný a nie je ľahké usporiadať kryštály jedným smerom. Zložitosť procesov zodpovedných za zvýšenie účinnosti sa premieta do vysokej ceny za takéto zariadenie.

Solárne panely sú sľubným smerom v energetickom sektore, preto sa miliardy dolárov investujú do výskumu nových projektov v tejto oblasti. Konverzia PV sa zvyšuje každý štvrťrok v dôsledku manipulácie s vodičmi a konštrukčnými prvkami. Zároveň je možné brať ako základ nielen kremík.

História solárnych panelov

Ľudia premýšľali o využití energie slnka dlho, ale predtým to technologické možnosti neumožňovali. Východiskovým bodom v tomto smere je objav fotovoltaického javu v roku 1839 vedcom A.E. Becquerel. Vážne začali hovoriť o využití slnečnej energie až v roku 1883, keď bol vynájdený prvý modul pracujúci na tomto zdroji. Prototypy boli predstavené vo Francúzsku na svetovej výstave, slnečné lúče zamerali zrkadlami a reformovali ich na paru.

Vedcom však trvalo niekoľko ďalších desaťročí, kým vytvorili solárne panely, ktoré sú schopné premieňať energiu lúčov na elektrickú energiu. Zariadenia boli ťažkopádne a neúčinné. V 70. rokoch 20. storočia bolo možné dosiahnuť prijateľné výsledky, ale prístroje boli také drahé, že sa používali iba vo vesmírnom priemysle. Prvé solárne panely pre domácnosť sa objavili v 90. rokoch a každý rok sa ich úpravy neustále vylepšujú.

Typy fotovoltaických prevodníkov

V priemysle existuje klasifikácia solárnych článkov podľa typu zariadenia a použitej fotovoltaickej vrstvy.

Podľa zariadenia sa delia na:

• panely z pružných prvkov, sú pružné;
• panely vyrobené z tuhých prvkov.

Pri rozmiestňovaní panelov sa najčastejšie používajú flexibilné tenkovrstvové.Sú položené na povrchu, pričom ignorujú niektoré nerovnomerné prvky, vďaka čomu je tento typ zariadenia univerzálnejší.

Podľa typu fotovoltaickej vrstvy pre následnú premenu energie sa panely delia na:

1. Kremík (monokryštál, polykryštal, amorfný).
2. Telúr - kadmium.
3. Polymérne.
4. Organické.
5. Arsenid - gálium.
6. Selénid indický - meď - gálium.

Aj keď existuje veľa odrôd, solárne panely z kremíka a telúru a kadmia majú najväčší podiel na obrate spotrebiteľov. Tieto dva typy sa vyberajú z dôvodu pomeru efektívnosti a ceny.

Monokryštalické prevodníky

Sú to panely so skosenými rohmi. Ich farba je vždy čisto čierna.

Ak hovoríme o monokryštalických konvertoroch, potom možno princíp činnosti solárnej batérie stručne označiť ako stredne efektívny. Všetky články svetlocitlivých prvkov takejto batérie sú nasmerované jedným smerom.

Takto môžete získať najvyšší výsledok spomedzi podobných systémov. Účinnosť tohto typu batérie dosahuje 25%.

Nevýhodou je, že takéto panely by mali byť vždy otočené k slnku.

Ak sa slnko skrýva za mrakmi, klesá k horizontu alebo ešte nestihlo vyjsť, potom budú batérie generovať prúd dosť slabej sily.

Charakteristika kremíkových solárnych článkov

Kremenný prášok je surovinou pre kremík. Na Urale a Sibíri je veľa tohto materiálu, preto sú to a budú viac využívané ako iné podtypy solárne panely z kremíka.

Monokryštál

Monokryštalické doštičky (mono - Si) obsahujú modrastú farbu rovnomerne rozloženú po celej oblátke. Pre takéto doštičky sa používa najčistejší kremík. Čím je to čistejšie, tým vyššia je účinnosť a najvyššia cena solárnych panelov na trhu s takýmito zariadeniami.

Výhody monokryštálu:

1. Najvyššia účinnosť - 17-25%.
2. Kompaktnosť - použitie menšej plochy v porovnaní s polykryštálom na nasadenie zariadení v podmienkach identického výkonu.
3. Odolnosť proti opotrebeniu - nepretržitá prevádzka výroby energie bez výmeny hlavných komponentov je zabezpečená už štvrťstoročie.

Nevýhody:

1. Citlivosť na prach a nečistoty - usadený prach neumožňuje batériám pracovať so svetlom zo svietidla, a preto znižuje účinnosť.
2. Vysoká cena sa rovná zvýšenej dobe návratnosti.

Pretože mono - Si vyžaduje jasné počasie a slnečné svetlo, panely sa inštalujú do otvorených priestorov a zdvíhajú sa do výšky. Pokiaľ ide o oblasť, uprednostňujú sa oblasti, v ktorých je bežné jasné počasie a počet slnečných dní sa blíži k maximu.

Polykryštál

Polykryštalické platne (multi-Si) sú vďaka viacsmerovým kryštálom vybavené nerovnomerne modrou farbou. Kremík nie je taký čistý ako v použitom mono-Si, takže účinnosť je o niečo nižšia spolu s cenou takýchto solárnych článkov.

Pozitívne fakty o polykryštáli:

1. Účinnosť je 12–18%.
2. Za nepriaznivého počasia je účinnosť lepšia ako účinnosť mono-si.
3. Cena tejto jednotky je nižšia a doba návratnosti je oveľa nižšia.
4. Orientácia na slnko nie je rozhodujúca, takže ich môžete umiestniť na strechy rôznych budov.
5. Trvanie prevádzky - účinnosť absorpcie energie a ukladania elektriny klesne po 20 rokoch nepretržitej prevádzky na 20%.

Nevýhody:

1. Účinnosť je znížená na 12–18%.
2. Náročný na miesto. Bežná elektráreň vyžaduje viac priestoru na nasadenie ako monokryštálová batéria.

Amorfný kremík

Technológia výroby panelov sa výrazne líši od predchádzajúcich dvoch. Varenie zahŕňa horúce pary, ktoré klesajú na podklad bez tvorby kryštálov.Zároveň sa spotrebuje menej výrobného materiálu, čo sa zohľadňuje pri určovaní ceny.

Výhody:

1. Účinnosť je v druhej generácii 8 - 9% a v tretej až 12%.
2. Vysoká účinnosť za menej slnečného počasia.
3. Môže byť použitý na flexibilných moduloch.
4. Účinnosť batérií neklesá so zvyšovaním teploty, čo umožňuje ich montáž na akýkoľvek povrch s neštandardným tvarom.

Za hlavnú nevýhodu možno považovať nižšiu účinnosť (v porovnaní s inými analógmi), a preto vyžaduje veľkú plochu na získanie porovnateľných výnosov zo zariadenia.

Ako si vybrať solárne panely?

Neexistuje jednoznačná odpoveď, ktoré modely sú lepšie, všetko závisí od mnohých faktorov. Pri výbere solárneho panelu musíte venovať pozornosť nasledujúcim bodom:

1. Financie
   ... Aby nedošlo k preplatku, na domáce použitie sa odporúča zakúpiť zariadenie s výkonom približne 12 kW.
2. Moc
   ... V predaji sú rôzne ponuky. Tu je potrebné vziať do úvahy počet elektrických spotrebičov a zahrnúť zásobu 10-15%.
3. Nosné sklo
   ... Panel fotobunky musí byť skrytý pod vytvrdeným povrchom s povinnou lamináciou. Sklo sa vloží do drážky a zaistí sa tmelom.
4. Profilový materiál a hrúbka
   ... Musí to byť spoľahlivý nosný prvok s výstužnými rebrami.
5. Vybavenie
   ... Okrem panelov je potrebné ihneď zakúpiť všetky komponenty, aby ste vytvorili plnohodnotnú sieť.
6. Spôsob montáže a umiestnenie
   ... Musíte si zvoliť miesto, kde je najväčšia intenzita slnečného žiarenia od rána do poludnia.
7. Životnosť solárnych panelov
   ... Indikátor závisí od kvality utesnenia materiálu. Čím je väčšia, tým dlhšie by ste sa nemali starať o opravu a výmenu zariadenia.

Prenosný solárny panel

Popularita používania alternatívnych metód výroby elektriny viedla k vzniku prenosných zariadení. Na získanie prístupu k elektrine bez siete sa používa vylepšený solárny panel. Výber modelu sa vykonáva v závislosti od požiadaviek:

1. Na nabitie batérie telefónu bude stačiť zariadenie s úložnou kapacitou 2 - 3 000 mAh. Jeho hmotnosť je 300 g.
2. Malé domáce spotrebiče alebo notebooky môže podporovať model s výstupným prúdom najmenej 2 500 mA. Vyzerá to ako rozkladacia taška zložená z niekoľkých navzájom prepojených panelov. Hmotnosť do 2 kg.

Prehľad nesilikónových modulov

Solárne panely vyrobené z drahších analógov dosahujú koeficient 30%; môžu byť niekoľkonásobne drahšie ako podobné systémy na báze kremíka. Niektoré z nich majú stále nižšiu účinnosť a schopnosť pracovať v agresívnom prostredí. Na výrobu takýchto panelov sa najčastejšie používa telurid kademnatý. Používajú sa aj iné prvky, ale menej často.

Uveďme hlavné výhody:

1. Vysoká účinnosť od 25 do 35% so schopnosťou dosiahnuť v relatívne ideálnych podmienkach dokonca 40%.
2. Fotobunky sú stabilné aj pri teplotách do 150 ° C.
3. Koncentráciou svetla zo svietidla na malom paneli je napájaný vodný výmenník tepla, ktorého výsledkom je para, ktorá otáča turbínu a vyrába elektrinu.

Ako sme už povedali, nevýhodou je vysoká cena, ktorá je však v niektorých prípadoch najlepším riešením. Napríklad v rovníkových krajinách, kde povrch modulov môže dosiahnuť 80 ° C.

Ako vyrobiť mini solárnu elektráreň

Teraz s Ali mi solárny regulátor vyhovuje

Vyrobíme mini-elektráreň pre naše laboratórium podľa klasickej schémy:

Modré políčko je ovládač. Čierna skrinka pod ním je invertor, ktorý prevádza 12 V DC z batérie na 220 V AC (na napätie vo vašej domácej zásuvke). Zvyšok okruhu už poznáte.Tento obvod je úplne samostatný a vyžaduje minimálnu údržbu.

Polymérové ​​a organické batérie

Moduly na báze polymérov a organických materiálov sa za posledných 10 rokov rozšírili a sú vytvárané vo forme filmových štruktúr, ktorých hrúbka zriedka presahuje 1 mm. Ich účinnosť sa blíži k 15% a ich náklady sú niekoľkonásobne nižšie ako v prípade ich kryštalických náprotivkov.

Výhody:

1. Nízke výrobné náklady.
2. Flexibilný (zvitkový) formát.

Nevýhodou panelov vyrobených z týchto materiálov je pokles účinnosti na veľkú vzdialenosť. Ale táto otázka sa stále skúma a výroba sa neustále modernizuje, aby sa eliminovali nevýhody, ktoré sa môžu objaviť u existujúcej generácie tohto typu batérií o 5 - 10 rokov.

Ako pripojiť solárny panel?

Tieto zariadenia nie sú jemné, môžu byť inštalované na akomkoľvek dobre osvetlenom mieste na streche, balkóne alebo na mieste. Hlavné je vykonať spojenie tak, aby bolo možné pozorovať uhol sklonu od horizontu a orientáciu miesta. Inštalácia solárnych panelov si vyžaduje kvalitné ukotvenie v štyroch bodoch. To sa dá urobiť pomocou svoriek alebo skrutiek. Potom sú všetky komponenty zapojené do série. Odporúča sa dodržiavať nasledujúcu schému:

1. Pripojte batériu k ovládaču pomocou medeného kábla.
2. Pripojte fotobunku a ovládač.
3. Nakoniec je invertor pripojený k batérii.

Ako sa správne rozhodnúť?

Pre majiteľov domov so sídlom na európskom kontinente je voľba celkom jednoduchá - jedná sa o polykryštal alebo monokryštál vyrobený z kremíka. Zároveň s obmedzenými oblasťami stojí za to urobiť si výber v prospech monokryštalických panelov a pri absencii takýchto obmedzení - v prospech polykryštalických batérií. Pri výbere výrobcu, technických parametrov zariadení a ďalších systémov stojí za to kontaktovať spoločnosti, ktoré sa zaoberajú predajom a inštaláciou súprav. Majte na pamäti, že bez ohľadu na výrobcu - kvalita systémov od „špičkových“ výrobcov sa pravdepodobne nebude líšiť, takže sa nenechajte oklamať štúdiom cenovej politiky.

Ak sa rozhodnete objednať si „solárnu farmu“ na kľúč, nezabudnite, že samotné panely v balíku takýchto služieb zaberú iba 1/3 celkových nákladov a návratnosť sa bude blížiť k zhruba:

1. Rozpočtovou, ale efektívnou voľbou budú panely od spoločnosti Amerisolar, polykryštalický model sa nazýva AS-6P30 280W, má veľkosť 1640x992 mm a produkuje 280 W energie. Účinnosť modulu je 17,4%. Z mínusov - záruka je iba 2 roky. Ale cena je ∼7 tisíc rubľov.
2. Modul RS 280 POLY z čínskej Rundy bude mať podobnú kapacitu, náklady sú ešte nižšie - asi 6 tisíc rubľov.
3. Ak máte obmedzený priestor, mali by ste venovať pozornosť produktu LEAPTON SOLAR - LP72-375M PERC, účinnosť je 19,1% a pri rozmeroch 1960x992 mm získame na výstupe 375 W energie. Náklady na takúto batériu budú okolo 10 tisíc rubľov.
4. Ďalšou účinnou možnosťou s menšími rozmermi 1686 x 1016 mm bude nový produkt od spoločnosti LG - NeOn 340 W. „Not he“ sa môže pochváliť účinnosťou 19,8%, ale nemôže sa pochváliť nákladmi, bude o viac ako polovicu vyššia ako predchádzajúca vzorka - asi 16 tisíc rubľov ...
5. Pre tých, ktorí chcú upriamiť svoju pozornosť na prémiový segment, uviedla taiwanská spoločnosť BenQ na trh monokryštálový modul SunForte PM096B00 333W s výkonom 333 W pri výkone s nominálnou účinnosťou 20,4% pri rozmeroch 1559x1046 mm. . Tento modul získal pôsobivé náklady takmer 35 tisíc rubľov.

Komponenty

Samotné zariadenie a princíp fungovania zdroja energie možno nazvať jednoduchým. Skladá sa iba z dvoch častí:

• Hlavná budova;
• konverzné bloky.

Telo je vo väčšine prípadov vyrobené z plastu. Vyzerá to ako obyčajná dlaždica, ku ktorej sú pripevnené bloky prevodníka.
Konverznou jednotkou je kremíková doštička. Dá sa vyrobiť dvoma spôsobmi.:

• polykryštalický;
• monokryštalický.

Polykryštalická metóda je lacnejšia a metóda monokryštálu sa považuje za najefektívnejšiu.

Všetky ďalšie doplnkové časti (napríklad ovládače a invertory), prístroje a mikroobvody sú pripojené iba na zvýšenie účinnosti a fungovania zdroja energie. Solárna batéria môže fungovať aj bez nich.

Mysli na to: aby mohol tento zdroj začať fungovať, je potrebné správne a presné pripojenie všetkých prevodných jednotiek.

Tento článok môže pomôcť pri výpočte výkonu solárnych panelov:

Existujú dva typy pripojenia.:

• dôsledný;
• paralelne.

Rozdiel je iba v tom, že pri paralelnom pripojení dôjde k zvýšeniu prúdu a pri sériovom zapojení sa zvýši napätie.
Ak je potrebná maximálna prevádzka dvoch parametrov naraz, použije sa paralelné sériové číslo.

Je však potrebné mať na pamäti, že vysoké zaťaženie môže spôsobiť vyhorenie niektorých kontaktov. Aby sa tomu zabránilo, používajú sa diódy.

Jedna dióda je schopná chrániť jednu štvrtinu fotobunky. Ak sa nenachádzajú v prístroji, je veľká pravdepodobnosť, že po prvom daždi alebo hurikáne prestane fungovať celý zdroj energie.

Dôležitý bod: akumulácia ani sila prúdu vôbec nezodpovedajú možným parametrom moderných domácich spotrebičov, preto je potrebné elektrinu prerozdeliť a akumulovať.
Z tohto dôvodu sa odporúča dodatočne pripojiť najmenej dve batérie. Jeden bude kumulatívny a druhý bude rezervný alebo rezervný.
Uveďme príklad práce ďalších batérií. Ak je dobré počasie a slnečné počasie, nabíjanie ide rýchlo a po krátkom čase sa objaví prebytočná energia.

Celý tento proces je preto riadený špeciálnym reostatom, ktorý je v určitom okamihu schopný preniesť všetku nepotrebnú elektrinu do ďalších rezerv.

S recenziami majiteľov solárnych panelov sa môžete oboznámiť v tomto článku:

Prečo je účinnosť taká dôležitá?

Účinnosť získava veľký význam pri výpočte oblasti, ktorú môžete použiť pre solárne pole. Pri porovnateľných veľkostiach popísaných modulov od spoločnosti Amerisolar AS-6P30 280 W (1,63 metrov štvorcových) a NeOn 340 W od spoločnosti LG (1,71 metrov štvorcových) bude rozdiel v príkonu na meter štvorcový na výstupe 15,6%. Na jednej strane sa to nemusí javiť ako veľmi efektívne, vzhľadom na viac ako dvojnásobný cenový rozdiel, ale v prípade obmedzeného priestoru alebo agresívnejšieho prostredia to môže posunúť vašu voľbu v prospech tohto známeho výrobcu.

Zvýšená účinnosť kladie dôraz nielen na efektívnosť výrobnej technológie, ale aj na kvalitné materiály použité pri výrobe. To môže mať vplyv na životnosť zariadení, odolnosť panelov proti takzvanej degradácii. Nezabudnite tiež na záručné povinnosti výrobcu. Vďaka zastúpeniam a záručným službám takmer vo všetkých kútoch sveta sa spoločnosť LG bude môcť pochváliť lojálnejším prístupom k zákazníkom a plnením svojich povinností.

Hodnotenie solárnych panelov

Zvyšujúci sa dopyt po FV moduloch viedol k vzniku veľkého množstva nových výrobcov na trhu. Pre bežného človeka je ťažké urobiť správnu voľbu v prospech konkrétneho modelu. Ponúkame vám, aby ste sa oboznámili s hodnotením najlepších solárnych panelov:

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

Bez ohľadu na to, že solárne panely ruskej výroby sa ešte nedostali do zoznamu najlepších, vyrábajú sa vo veľkom množstve a doma si postupne dobývajú trh. Každý kupujúci sa individuálne rozhodne, ktorú spoločnosť si vyberie. Môže to byť domáci výrobca alebo zahraničný výrobca, všetko závisí od finančnej situácie a vznikajúcich požiadaviek.