Relativno nedavno je že sama ideja o avtonomnem oskrbi zasebnih domov z električno energijo veljala za fantastično. Danes je to objektivna realnost. V Evropi se sončne celice uporabljajo že dolgo, saj so skoraj neizčrpen vir poceni energije. Pri nas pridobivanje električne energije iz takšnih naprav le pridobiva na popularnosti. Ta proces se ne zgodi prehitro, razlog za to pa je njihova visoka cena.
Načelo delovanja solarne baterije temelji na dejstvu, da v dveh silikonskih ploščah, prevlečenih z različnimi snovmi (bor in fosfor), nastane električni tok pod vplivom sončne svetlobe. V plošči, ki je prekrita s fosforjem, se pojavijo prosti elektroni.
Manjkajoči delci nastanejo v tistih ploščah, ki so prevlečene z borom. Elektroni se začnejo premikati pod vplivom sončne svetlobe. Tako nastane električni tok v solarnih panelih. Tanke bakrene niti, ki so pokritevsako baterijo črpajte tok iz nje in jo usmerite v predvideni namen.
Ena plošča lahko napaja majhno žarnico. Zaključek se namiguje sam od sebe. Da bi sončni paneli hiši zagotovili zadostno moč, mora biti njihova površina precej velika.
Silicon gears
Torej, načelo solarne baterije je jasno. Tok nastane z delovanjem ultravijolične svetlobe na posebnih ploščah. Če se kot material za izdelavo takšnih plošč uporablja silicij, potem se baterije imenujejo silicijevi (ali silicijev vodik).
Takšni vložki zahtevajo zelo zapletene proizvodne sisteme. To pa močno vpliva na stroške izdelkov.
Silicijeve sončne celice so na voljo v številnih vrstah.
Enokristalni pretvorniki
So plošče s poševnimi vogali. Njihova barva je vedno čisto črna.
Če govorimo o monokristalnih pretvornikih, potem lahko načelo delovanja solarne baterije na kratko opišemo kot srednje učinkovito. Vse celice fotoobčutljivih elementov takšne baterije so usmerjene v eno smer.
To vam omogoča, da dosežete najvišji rezultat med podobnimi sistemi. Učinkovitost te vrste baterije doseže 25%.
Slaba stran je, da morajo takšne plošče vedno obrniti proti soncu.
Če se sonce skrije za oblake, se spusti k obzorju ali še ni vzšlo, bodo baterije ustvarile precej šibek tokmoč.
polikristalni
Plošče teh mehanizmov so vedno kvadratne, temno modre. Njihova površina vključuje nehomogene kristale silicija.
Učinkovitost polikristalnih baterij ni tako visoka kot pri monokristalnih modelih. Lahko doseže 18%. Vendar pa je ta pomanjkljivost kompenzirana s prednostmi, o katerih bomo razpravljali v nadaljevanju.
Načelo delovanja tovrstnih solarnih baterij omogoča njihovo izdelavo ne le iz čistega silicija, temveč tudi iz recikliranih materialov. To pojasnjuje nekatere napake, ugotovljene v opremi. Posebnost tovrstnih mehanizmov je, da lahko dokaj učinkovito proizvajajo električni tok tudi v oblačnem vremenu. Zaradi tako uporabne kakovosti so nepogrešljivi na mestih, kjer je razpršena sončna svetloba običajen vsakdanji pojav.
Amorfne silikonske plošče
Amorfni paneli so cenejši od drugih, to določa princip delovanja solarne baterije in njeno zasnovo. Vsaka plošča je sestavljena iz več zelo tankih plasti silicija. Izdelane so z razprševanjem delcev materiala v vakuumu na folijo, steklo ali plastiko.
Učinkovitost plošč je veliko manjša od prejšnjih modelov. Doseže 6%. Silikonske plasti hitro izgorejo na soncu. Po šestih mesecih uporabe teh baterij se bo njihova učinkovitost zmanjšala za 15 %, včasih pa tudi za 20.
Dve leti delovanja bosta v celoti izčrpali vir aktivnih sestavin in ploščo bo treba zamenjati.
A obstajata dva plusa, zaradi katerih se te baterije še vedno kupujejo. Prvič, delujejo tudi v oblačnem vremenu. Drugič, kot že omenjeno, niso tako drage kot druge možnosti.
Hibridni fotopretvorniki
Amorfni silicij je osnova za razporeditev mikrokristalov. Načelo delovanja solarne baterije je podobno polikristalni plošči. Razlika med tovrstnimi baterijami je v tem, da lahko ustvarijo električni tok večje moči v pogojih razpršene sončne svetlobe, na primer ob oblačnem dnevu ali ob zori.
Poleg tega baterije ne delujejo samo pod vplivom sončne svetlobe, ampak tudi v infrardečem spektru.
sončni pretvorniki iz polimernega filma
Ta alternativa silikonskim ploščam ima vse možnosti, da postane vodilna na trgu solarnih panelov. So podobni filmu, ki je sestavljen iz več plasti. Med njimi ločimo mrežo aluminijastih prevodnikov, polimerno plast učinkovine, substrat iz organske snovi in zaščitno folijo.
Takšne fotocelice, združene med seboj, tvorijo filmsko sončno celico v obliki zvitka. Te plošče so lažje in kompaktnejše od silikonskih plošč. Pri njihovi izdelavi se drag silicij ne uporablja, sam proizvodni proces pa ni tako drag. Zaradi tega je rolo plošča cenejša od vseh ostalih.
Načelo delovanja sončnih kolektorjev omogoča, da njihova učinkovitost ni previsoka.
Doseže 7%.
Proces izdelave plošč te vrstese zmanjša na večslojni tisk na film fotocelice. Proizvedeno na Danskem.
Druga prednost je možnost rezanja baterije v zvitku in prilagajanja poljubni velikosti in obliki.
Samo en minus. Baterije so se šele začele proizvajati, zato jih je še kar težko dobiti.
Vendar obstaja razlog za domnevo, da bodo ti elementi hitro pridobili zaslužen dober ugled med potrošniki, kar bo proizvajalcem omogočilo proizvodnjo v večjem obsegu.
Home za sončno ogrevanje
Načelo delovanja solarne baterije za ogrevanje hiše jih radikalno razlikuje od vseh zgoraj opisanih naprav. To je popolnoma drugačna naprava. Opis sledi.
Glavni del solarnega ogrevalnega sistema je kolektor, ki sprejema njeno svetlobo in jo pretvarja v kinetično energijo. Površina tega predmeta se lahko giblje od 30 do 70 kvadratnih metrov.
Za pritrditev kolektorja se uporablja posebna tehnika. Plošče so med seboj povezane s kovinskimi kontakti.
Naslednja komponenta sistema je zalogovnik. Kinetično energijo pretvarja v toplotno energijo. Sodeluje pri ogrevanju vode, katere premik lahko doseže 300 litrov. Včasih so takšni sistemi podprti z dodatnimi kotli na suho gorivo.
Dokončajte sistemsolarno ogrevanje stenskih in talnih elementov, v katerih ogrevana tekočina kroži po tankih bakrenih ceveh, razporejenih po celotnem območju. Zaradi nizke začetne temperature plošč in enakomernega prenosa toplote se prostor dovolj hitro segreje.
Kako deluje solarno ogrevanje?
Pobližje si oglejmo, kako sončni paneli delujejo z ultravijolično svetlobo.
Obstaja razlika med temperaturo kolektorja in shranjevalnega elementa. Toplotni nosilec, ki je najpogosteje voda, ki ji je dodan antifriz, začne krožiti po sistemu. Delo, ki ga opravi tekočina, je natančno kinetična energija.
Ko tekočina prehaja skozi plasti sistema, se kinetična energija pretvori v toploto, ki se uporablja za ogrevanje hiše. Ta proces kroženja nosilca oskrbuje prostor s toploto in omogoča shranjevanje kadar koli v dnevu in letu.
Torej smo ugotovili, kako delujejo sončne celice.
