Možnosti prehoda na alternativne vire energije že nekaj desetletij razmišljajo in delno izvajajo zainteresirana podjetja, ki zastopajo energetiko. Visoki stroški uvajanja novih sistemov oskrbe z energijo še niso omogočili uspešnega razvoja številnih področij te industrije, obstajajo pa tudi izjeme, ki vključujejo generatorje sončne energije.
V različnih različicah se takšni napajalniki uporabljajo na specializiranih območjih, zadnja leta pa so našli svoje mesto v zasebnih napajalnikih. Optimalni format za tehnično izvedbo solarne baterije je plošča na fotoelektronskih celicah, ki ne zavzame veliko prostora, hkrati pa oskrbuje potrošnika z določeno količino energije.
Pregled tehnologije
Kot vir energije se lahko uporabljajo različni naravni pojavi – od vetra do toka vode. Seveda inEnergijo sonca kot naravnega vira svetlobe in toplote ne moremo obravnavati kot vir za pretvorbo v običajno električno energijo. Mimogrede, energetska osvetlitev na jasen dan lahko doseže 1020 W/m2, in to je oprijemljiv potencial, ki bi lahko našel praktično uporabo. Ostaja le tehnološko izvajanje procesa pretvorbe in dostave energije. Za to se uporabljajo sončne celice.
Moduli te vrste celovito opravljajo naloge pridobivanja, stabilizacije in kopičenja sončne svetlobe. V naslednjih fazah se rešujejo naloge njegove transformacije, kopičenja in distribucije med potrošnike. Do danes glavne naloge sončne energije niso toliko v tehnični in strukturni organizaciji zgoraj navedenih procesov, temveč v optimizaciji tehnologije za povečanje učinkovitosti njenih izdelkov.
Oblikovanje plošč
V splošnem je takšna naprava sprejemnik in akumulator sončne energije. Vendar pa njegovo vzdrževanje uporablja celo skupino komponent, vključno z baterijami, električnimi pretvorniki, varovalkami, regulatorji moči, mehaniko za nadzor položaja plošče itd.
V vsakem primeru sistem solarnih panelov temelji na funkciji enega glavnega elementa - modula, ki neposredno sprejema sončno energijo. V najpogostejši različici so to silikonske mono- ali polikristalne rezine, ki v kontekstu spominjajo na večplastno torto. To je t.ifotovoltaične celice, ki zagotavljajo natančno pozicioniranje atomov, ki pa so vključeni v procese pretvorbe energije.
Razvrstitev sončnih kolektorjev po vrsti sončnih celic
Ko so se tehnologije za izdelavo plošč za sprejem sončne energije razvijale, so strokovnjaki eksperimentirali z materiali za njihovo izdelavo, pri čemer so določili optimalne rešitve. Do danes so baterije te vrste izdelane iz naslednjih elementov:
- Silicijeve multikristalne rezine. Strukturo materiala tvori skupina monokristalnih silikonskih rešetk, ki omogoča kompenzacijo energijskih izgub na robovih strukture, kot je to v primeru monokristalnih plošč. Kot rezultat, učinkovitost doseže 15 % z življenjsko dobo naprave do 25 let.
- Panele na polikristalnem siliciju. Druga alternativa preprostim monokristalnim sončnim panelom. Baterija na tej osnovi je manj produktivna, vendar stane veliko manj in daje več možnosti za načrtovanje različnih oblik konstrukcije in njene orientacije.
- Amorfne silikonske plošče. Je tudi možnost z nizko porabo energije, vendar je tudi najbolj dostopna. Za potrošnike z nizkimi energetskimi potrebami, povsem sprejemljiva rešitev.
- Naprave s kadmijevim teluridom. Ta material se pogosto uporablja pri razvoju filmskih fotovoltaičnih celic, katerih debelina polprevodniške plasti je na stotine mikrometrov. Kadmijev telurid ima povprečno zmogljivost proizvodnje energije, vendar sam proces proizvodnjeelektrična energija bo v tem primeru cenejša od standardnih silikonskih plošč.
- Baterije na osnovi polprevodnika CIGS. V tem primeru se uporablja kombinacija več materialov - galija, selena, indija in bakra. Prav tako uporablja faktor oblike filma, vendar z večjo zmogljivostjo kot analogi kadmijevega telurida.
Kako naprava deluje
Po prejemu sončne energije lahko nadaljnji potek delovanja sistema poteka po različnih shemah, odvisno od projektne rešitve. Obstajata predvsem dva načina uporabe opreme:
- Proizvedena električna energija je shranjena v priključeni bateriji in jo vzporedno porabljajo porabniki.
- Na poti od panela do akumulatorja je nameščen pretvornik, ki uravnava porabo energije. Podobna shema se uporablja v primerih, ko solarna baterijska plošča deluje kot pomožni vir energije, ki pokrije le del potreb potrošnika po električni energiji.
V obeh primerih je treba organizirati električni tokokrog z možnostjo uvedbe sončnih fotocelic. Konfiguracija povezave je lahko serijska ali vzporedna. Povprečna vhodna napetost je lahko 180-354 V glede na gospodinjske sisteme. Obremenitev v tem primeru je 5 A.
Izvedba sistema upravljanja
Aktiven razvoj solarnih baterij je potekal v obdobju široke uvedbe krmilnih mikrokrmilnikov v kompleksproizvodnih procesov. Trenutno se takšne naprave uporabljajo tudi za avtomatizacijo različnih operacij v gospodinjstvu - dovolj je, da omenimo alarmne sisteme in mehaniko upravljanja garažnih vrat.
Pri solarnih panelih se uporabljajo krmilniki s kapacitivnimi senzorji, ki omogočajo ne le spremljanje parametrov delovanja funkcionalnih komponent, temveč tudi nadzor nad procesom polnjenja baterij solarnih panelov. Krmilniki na osnovnem nivoju spremljajo odklopnike, varistorje in varovalke, lahko pa sodelujejo tudi v procesih spreminjanja parametrov enosmernega toka, ki napaja končne porabnike.
Nasveti za uporabo plošč
Pri nakupu solarne baterije je priporočljivo opraviti celovito revizijo vseh njenih komponent, predvsem pa fotocelic, saj lahko že najmanjša poškodba ali tovarniška napaka korenito vpliva na delovanje celotnega sistema. Prav tako je treba med postopkom namestitve biti maksimalno previden, saj je konstrukcija krhka in se lahko poškoduje brez posebne zaščite.
Namestitev panelne solarne baterije se izvede na posebej pripravljeno podlago z nizkonapetostnim spajkalnikom. Pomembno je, da sprednji del v nobenem primeru ni zakrit z drevesi in drugimi visokimi predmeti. Za nadzor je predvidena posebna omara z avtomatizacijo in funkcionalnimi bloki. Od nje do strehe, kjer je nameščena plošča, je treba položiti izolirano komunikacijsko napajalno pot.
Kako nareditiDIY solarni panel?
Najbolj primerna domača shema je iz lesenega okvirja in elementov iz pleksi stekla. Za osnovo plošče se lahko uporabi iverna plošča, katere robovi v obliki stranic so oblikovani s palico debeline 1-3 cm. Na površino položimo drobce pleksi stekla in jih pritrdimo na lepilo po načelo satja. Nato lahko strukturo zaprete s trdnim steklom in jo tesno pritrdite vzdolž obrisov stranic.
Namestiti je treba tudi sončno ploščo. Z lastnimi rokami se to naredi na nosilni kovinski podlagi z možnostjo vrtenja. Zanj lahko pripravite podstavek okvirja s pogonskim mehanizmom za obračanje v želenem območju. V tem primeru je treba upoštevati tudi obremenitev strešne kritine. Zaželeno je, da je nosilna osnova plošče neposredno povezana skozi streho s špirovskim sistemom. Na zadnji stopnji je potrebno priključiti ploščo preko vodnikov z baterijo zahtevane moči in po potrebi v električno omrežje vnesti pretvornik za pretvorbo vhodne napetosti.
Prednosti sončnih kolektorjev
Tehnologije za proizvodnjo električne energije, ki temeljijo na principih pretvorbe sončne energije, kljub številnim operativnim težavam zagotavljajo številne prednosti končnemu uporabniku. Zlasti najpreprostejši monokristalni 100 W solarni panel lahko brezplačno polni baterijo 12 V. A tudi takšni elementi postopoma postajajo preteklost in jih nadomeščajo zmogljivigeneratorji, ki lahko služijo električnemu sistemu doma in zahtevajo le stroške vzdrževanja. Hkrati lahko govorimo o okoljski čistosti vira energije in avtonomiji.
Možnosti razvoja tehnologije
Bistveno pomemben korak v razvoju sončnega energetskega sistema je bil nastanek alternativnih virov energije z napetostjo do 220 V. Doslej so takšni sistemi še v fazi idejnega načrtovanja, v prihodnosti pa so predmet za optimizacijo procesov za pridobivanje začetne energije bodo vstopili v segment množične proizvodnje.
Glavni problemi, s katerimi se soočajo projektanti, sta enakomerno kopičenje energetskega potenciala in zmanjševanje dejavnikov odvisnosti generatorjev od zunanjih pogojev. Na primer, nizka učinkovitost sončnih kolektorjev za hišo na ravni 15-20% je v veliki meri posledica dejavnikov pogojno slabega vremena, ko je oskrba z energijo minimalizirana.
Sklep
Če je še prezgodaj govoriti o integrirani oskrbi zasebne hiše s sončno energijo, potem je pokrivanje individualnih potreb po polnjenju naprav z nizko porabo ali ohranjanje učinkovitosti svetlobnih naprav s takšnimi sredstvi povsem realno. Poleg tega ruski proizvajalci aktivno sodelujejo pri razvoju tega področja in ponujajo svoje izdelke sprejemljive kakovosti.
Nekatera podjetja sestavljajo sončne celice iz kitajskih panelov nizke cene na ravni 3-5 tisoč rubljev, vendar se pojavljajo tudi popolnoma lastni razvoji. Vodilnim na domačem trgu v temNišo je mogoče pripisati podjetju "Quantum", Hevel Solar in "Solnechny Veter". Objekti teh podjetij ne proizvajajo le sistemov z nizko porabo energije, temveč tudi učinkovite rešitve za industrijsko delovanje.
