Až donedávna sa myšlienka vybaviť váš domov autonómnym zdrojom elektrickej energie zdala niečo fantastické a nereálne. V súčasnosti takáto príležitosť vznikla vďaka špeciálnym fotografickým doštičkám vyvinutým vedcami a dizajnérmi, ktoré sú základom princípu solárnej batérie. V Európe už veľa majiteľov súkromných domov nainštalovalo podobné vybavenie a dokonca predáva prebytočnú energiu. Takéto zariadenia sú použiteľné v regiónoch, kde je veľa slnečných dní.

Dôležité informácie o technológii

Ak sa pozriete na solárnu batériu podrobne, princíp činnosti je ľahko pochopiteľný. Jednotlivé časti fotografickej platne menia vodivosť v jednotlivých oblastiach pod vplyvom ultrafialového žiarenia.

V dôsledku toho sa solárna energia premení na elektrickú energiu, ktorá sa môže okamžite použiť na elektrické spotrebiče alebo sa môže akumulovať na vymeniteľných autonómnych médiách.

Aby bolo možné tento proces podrobnejšie pochopiť, je potrebné vyhodnotiť niekoľko dôležitých aspektov :

  1. Solárna batéria je špeciálny systém fotovoltaických prevodníkov, ktoré tvoria spoločnú štruktúru a sú zapojené v určitom poradí.
  2. V štruktúre fotokonvertorov sú dve vrstvy, ktoré sa môžu líšiť v závislosti od typu vodivosti.
  3. Na výrobu týchto prevodníkov sa používajú kremíkové doštičky.
  4. Fosfor sa tiež pridáva do kremíka vo vrstve typu n, čo spôsobuje výskyt prebytku elektrónov so záporne nabitým indexom.
  5. Vrstva typu p je vyrobená z kremíka a bóru, čo vedie k tvorbe tzv. „Dier“.
  6. Nakoniec sú obe vrstvy umiestnené medzi elektródami s rôznymi nábojmi.

Princíp činnosti

Mnoho ekológov nazýva tieto zariadenia zdrojom energie budúcnosti. Faktom je, že okrem výroby samotných zariadení sú šetrné k životnému prostrediu.

Panel so záporným nábojom je vystavený ultrafialovému svetlu, ktoré prispieva k progresívnej tvorbe ďalších negatívnych elektrónov a tzv. „Dier“. Elektrické pole v križovatke pn začína oddeľovať pozitívne a negatívne nabité častice.

Prvé prvky idú do hornej vrstvy a druhé do spodnej časti. Výsledkom je rozdiel potenciálu alebo konštantné napätie. Ak stručne opíšeme ďalší postup, potom fotokonvertor funguje ako batéria. Akonáhle naň pôsobí ďalšie zaťaženie, v obvode sa objaví elektrický prúd, ktorého sila závisí od rôznych faktorov, vrátane:

  1. Úroveň izolácie.
  2. Veľkosť prevodníka.
  3. Typ fotobunky.
  4. Celkový odpor elektrických spotrebičov, ktoré sú pripevnené k panelu.

Pohľady na panel

V súčasnosti sú bežné rôzne typy solárnych panelov. Medzi nimi:

  1. Poly- a monokryštál.
  2. Amorfné.

Monokryštalické panely sa vyznačujú nízkou produktivitou, sú však relatívne lacné a preto veľmi populárne . Ak je potrebné vypnúť hlavný napájací systém pre alternatívny prúd, keď je hlavný vypnutý, nákup takejto možnosti je opodstatnený.

Polykryštály sú v týchto dvoch parametroch v medzipolohe. Takéto panely sa môžu použiť na zabezpečenie centralizovaného zásobovania elektrinou v tých miestach, kde z akéhokoľvek dôvodu nie je prístup do stacionárneho systému.

Pokiaľ ide o amorfné panely, vykazujú maximálnu produktivitu, čo však výrazne zvyšuje náklady na vybavenie. Amorfný kremík je prítomný v zariadeniach tohto typu. Stojí za zmienku, že je stále nereálne ich nakupovať, pretože technológia je vo fáze experimentálneho použitia.

Úloha kontroléra v batériách

Vyššie opísané fotovoltaické konvertory solárnej energie môžu byť vhodnou alternatívou pre centralizované systémy dodávky elektrickej energie za predpokladu, že už nie sú vybavené ovládačmi, ktoré regulujú stupeň nabitia zariadenia.

Účelom takýchto prvkov je efektívne prerozdeliť prijatú energiu a potom ju nasmerovať na zdroj spotreby . Tieto súčasti tiež dokážu uložiť materiál do batérie.

Dnes sú bežné rôzne typy regulátorov, ktoré sa môžu navzájom líšiť stupňom zvýšenia celkovej účinnosti systému.

Okrem veľkých a drahých panelov je v predaji veľa zariadení, ktoré fungujú na rovnakom princípe. V poslednom období získali popularitu tzv. Solárne lampy, ktoré sa používajú na dekoratívne osvetlenie v krajinnom dizajne .

Podobné osvetľovacie zariadenia fungujú na rovnakom princípe: v hornej časti je fotografická platňa. Počas slnečného dňa táto časť zachytáva a premieňa slnečnú energiu, ktorá sa potom ukladá do malej batérie umiestnenej na spodnej časti baterky. Zariadenie v noci spotrebováva energiu.

Amorfné kremíkové panely

Široko sa používajú amorfné produkty vyrobené z kremíka. Každý panel má dosky vyrobené zo stohu, plastu alebo fólie, na ktorých je nanesená vrstva kremíka, ktorá sa vytvára technológiou rozprašovania častíc vo vákuovom médiu.

Účinnosť je oveľa nižšia ako u iných typov, pretože je iba 6 percent. Okrem toho sú kremíkové vrstvy na slnku schopné blednúť a po šiestich mesiacoch prevádzky strácajú svoju účinnosť. Nakoniec klesne o 15 a niekedy o 20 percent. Životnosť takýchto zariadení je obmedzená na dva roky.

Tieto batérie majú určité výhody, vďaka ktorým sú veľmi obľúbené :

  1. Systémy dokážu pracovať aj za oblačného počasia.
  2. Ich cena na pozadí modernizovaných výrobkov je atraktívnejšia.

Hybridné fotokonvertory v poslednej dobe rýchlo získajú na popularite . Sú založené na mikrokryštáloch, ktoré sú umiestnené na amorfnom kremíku. Principiálne sú tieto panely podobné polykryštalickým panelom, ktoré sa líšia iba vo vyšších výkonoch generovaného prúdu, keď sú vystavené rozptýlenému slnečnému žiareniu, napríklad pri zamračenom počasí alebo za úsvitu.

Okrem toho sa môžu používať nielen pri priamom ultrafialovom žiarení, ale tiež v infračervenom pásme.

Konvertory filmových polymérov

Sú považované za vhodnú alternatívu pre kremíkové výrobky a zaslúžia si vedúce postavenie na zozname najproduktívnejších panelov na trhu. Už z názvu je zrejmé, že takéto batérie sú filmom pozostávajúcim z niekoľkých vrstiev. Ide o sieť hliníkových vodičov, polymérnu vrstvu účinnej látky, organický substrát a ochranný film.

Solárne články sú navzájom spojené a tvoria filmovú solárnu batériu typu rolka. Vo výrobnom procese sa uskutočňuje viacvrstvová aplikácia fotobunky na film.

Takéto zariadenia sú ľahké a kompaktnejšie ako klasické kremíkové modely. Na výrobu nemusíte používať drahé materiály a samotný výrobný proces je oveľa lacnejší. Výsledkom je, že roletové panely sú kvôli svojim nízkym nákladom viac žiadané.

Jednoduchý princíp činnosti však výrazne znižuje ukazovatele výkonnosti, preto je to iba 6 percent. Z mínusov je tiež zaznamenaná iba malá prevalencia, pretože modely sú stále v experimentálnej fáze a prakticky nie sú k dispozícii na všeobecné použitie.

Medzi významné výhody tejto technológie patrí schopnosť meniť veľkosť batérie a prispôsobiť ju akýmkoľvek parametrom . Podľa odborníkov sa takéto vynálezy čoskoro stanú veľmi populárnymi, takže spoločnosti budú môcť zahájiť výrobu vo veľkom rozsahu.

Usporiadanie vykurovacieho systému

V súčasnosti získavajú popularitu inovatívne vykurovacie systémy založené na solárnych konvertoroch. Jedná sa o samostatné zariadenia s jedinečným dizajnom a technickými parametrami, ktoré sa líšia od solárnych panelov.

Kolektor sa používa ako hlavný pracovný prvok pre vykurovacie systémy, ktoré prijímajú slnečné svetlo a automaticky ho prevádzajú na kinetickú elektrinu . Rozloha takejto časti sa pohybuje od 30 do 70 metrov štvorcových. Na pripevnenie kolektora je potrebné použiť ďalšie vybavenie a na spojenie dosiek sa používajú kovové kontakty.

Ďalším komponentom solárneho vykurovacieho systému je akumulačný kotol . Poskytuje účinnú premenu kinetickej energie na teplo a spôsobuje ohrev kvapaliny až do 300 litrov. V niektorých prípadoch sa na udržanie optimálnej teploty vody používajú ďalšie kotly na suché palivo.

Konečnou jednotkou takého systému sú podlahové a stenové prvky, kde cez medené rúrky cirkuluje ohriata voda. V dôsledku nízkej počiatočnej teploty batérií a rovnomerného prenosu tepla je miestnosť dostatočne rýchlo vyhrievaná.

Aby ste pochopili, ako systémy vykurovania domácností pracujú na solárnych paneloch, musíte podrobnejšie zvážiť princíp ich činnosti.

Medzi teplotnými indikátormi kolektora a zásobným prvkom je určitý rozdiel. Chladivo, v ktorého úlohe sa používa voda s nemrznúcou zmesou, rýchlo cirkuluje systémom, čím sa vytvára kinetická energia.

Keď tekutina prechádza jednotlivými vrstvami systému, prijatá energia sa stáva teplom, ktoré ohrieva miestnosť. Vďaka týmto vlastnostiam si dom udržiava optimálny teplotný rozsah bez ohľadu na denné alebo ročné obdobie. Mimochodom, trh s takýmito systémami sa neustále rozširuje, takže v blízkej budúcnosti budú dostupné pre každú priemernú rodinu.

Ako fungujú solárne systémy

Výkon jednej fotobunky však nestačí na uspokojenie väčšiny potrieb domácnosti, pretože ani pri dlhom dennom svetle nie je schopná vyrobiť potrebné množstvo elektrickej energie. Preto sa na zvýšenie výstupného výkonu používa niekoľko fotokonvertorov, ktoré sú navzájom kombinované v paralelnom obvode. Výsledkom je pravidelné zvyšovanie konštantného napätia. Prúdová sila sa postupne zvyšuje.

Produktivita solárnych panelov závisí od niekoľkých faktorov :

  1. Od teploty vzduchu a samotného panelu.
  2. Z výberu správneho odporu pri zaťažení.
  3. Z uhla dopadu ultrafialových lúčov.
  4. Z prítomnosti alebo neprítomnosti antireflexných povlakov.
  5. Z sily svetelného žiarenia.

Je dôležité pochopiť, že čím nižšia je teplota okolitého vzduchu, tým lepšie bude fungovať fotobunka a solárna batéria ako celok. Všetko je tu vysvetlené jednoduchým princípom. Ale pokiaľ ide o výpočet zaťaženia, v tomto prípade vyzerá situácia zložitejšie. Tieto ukazovatele sa vyberajú na základe vydaného prúdu, ale jeho hodnota sa môže líšiť v závislosti od poveternostných podmienok.

Ručné sledovanie zmien parametrov batérie a ich neustále prispôsobovanie je problematické . Namiesto toho je vhodné vybaviť systém automatickým regulátorom, ktorý automaticky zmení parametre solárneho panela a snaží sa o dosiahnutie maximálnej produktivity a optimálnych konfigurácií.

Veda dokázala, že ideálny uhol dopadu ultrafialového žiarenia na heliobatériu je priamy. Ak sa však zistí odchýlka v okruhu 30 stupňov, neočakávajú sa vážne straty, pretože účinnosť klesá iba o 5 až 10 percent. Ak sa uhol bude naďalej meniť, účinnosť solárneho článku sa výrazne zníži.

Teraz viete, ako fungujú rôzne typy solárnych panelov, ktoré sa rýchlo menia z luxusného predmetu na nevyhnutnú súčasť moderného života.

solárne panely

Kategórie:

Technológie