Sonnenkollektoren - was ist das, die Entstehungsgeschichte, woraus bestehen sie, wie funktionieren sie?

Arbeitsprinzip

Das Design vieler Solarzellen basiert auf dem Prinzip, dass es sich im physikalischen Sinne um Photovoltaik-Wandler handelt. Der Stromerzeugungseffekt manifestiert sich an der Stelle des „p - n“ -Übergangs.

Um die Sonnenenergie an sich zu konzentrieren, werden Halbleiter in Form von Paneelen hergestellt. Aus diesem Grund haben diese Strukturen unabhängig von ihrer Form (flexibel oder statisch) den gleichen Namen erhalten - Sonnenkollektoren.

Was ist das Prinzip von Solarmodulen und darauf basierenden Systemen? Die Platte enthält 2 Feuersteinplatten mit unterscheidbaren Eigenschaften voneinander. Der Prozess der Stromerzeugung ist wie folgt:

1. Sonneneinstrahlung beim ersten Mal führt zu einem Mangel an Elektronen.
2. Wenn es der zweiten Platte ausgesetzt wird, erhält es einen Überschuss an Elektronen.
3. Kupferstreifen, die Strom leiten, sind mit den Platten verbunden.
4. Die Streifen werden mit eingebauten Batterien an Spannungswandler angeschlossen.

Die Basis sind Siliziumwafer. Um diese Struktur jedoch als unterbrechungsfreie Stromversorgung (und nicht nur während der Sonnenwende) zu nutzen, werden keine billigen Batterien daran angeschlossen (mit ihrer Hilfe verbrauchen an das Netzwerk angeschlossene Objekte nachts Energie).

In der Industrie besteht die Struktur zur Absorption von Sonnenenergie aus mehreren miteinander verbundenen laminierten Photovoltaikzellen, die auf einem flexiblen oder starren Träger angeordnet sind.

Die Effizienz der Struktur wird basierend auf der Anwendung verschiedener Faktoren berechnet. Die wichtigsten sind die Reinheit des beteiligten Siliziums und die Platzierung der Kristalle.

Der Prozess der Reinigung von Silizium ist ziemlich kompliziert und es ist nicht einfach, Kristalle in einer einzigen Richtung anzuordnen. Die Komplexität der Prozesse, die für die Steigerung der Effizienz verantwortlich sind, führt zu einem hohen Preis für solche Geräte.

Sonnenkollektoren sind eine vielversprechende Richtung im Energiesektor, daher werden Milliarden von Dollar in die Erforschung neuer Projekte in diesem Bereich investiert. Die PV-Umwandlung steigt vierteljährlich aufgrund der Manipulation von Leitern und Strukturelementen. Gleichzeitig kann nicht nur Silizium als Basis genommen werden.

Wie die Solarbatterie funktioniert

Zwei Siliziumschichten mit unterschiedlichen physikalischen Eigenschaften bilden eine dünne Platte. Die innere Schicht besteht aus monokristallinem reinem Silizium mit p-Leitfähigkeit, das außen mit einer Schicht aus "kontaminiertem" Silizium bedeckt ist. Dies kann beispielsweise eine Phosphorverunreinigung sein. Es hat eine Leitfähigkeit vom n-Typ. Die Rückseite der Platte ist mit einer festen Metallschicht bedeckt.

Im Rahmen sind die Fotozellen so fixiert, dass sie bei Außerbetriebnahme ausgetauscht werden können. Die gesamte Struktur ist mit gehärtetem Glas oder Kunststoff bedeckt, wodurch sie vor den negativen Auswirkungen externer Faktoren geschützt wird.

Arten von Photovoltaik-Wandlern

In der Industrie werden Solarzellen nach Gerätetyp und verwendeter Photovoltaikschicht klassifiziert.

Nach Gerät sind sie unterteilt in:

• Paneele aus flexiblen Elementen sind flexibel;
• Paneele aus starren Elementen.

Bei der Bereitstellung von Panels werden am häufigsten flexible Dünnschichtplatten verwendet. Sie werden auf die Oberfläche gelegt und ignorieren einige unebene Elemente, wodurch dieser Gerätetyp vielseitiger wird.

Nach der Art der Photovoltaikschicht für die anschließende Energieumwandlung sind die Paneele unterteilt in:

1. Silizium (Einkristall, Polykristall, amorph).
2. Tellur - Cadmium.
3. Polymer.
4. Bio.
5. Arsenid - Gallium.
6. Indiumselenid - Kupfer - Gallium.

Obwohl es viele Sorten gibt, haben Silizium- und Tellur-Cadmium-Solarmodule den Löwenanteil am Verbraucherumsatz. Diese beiden Typen werden aufgrund des Preis-Leistungs-Verhältnisses ausgewählt.

Solarbatteriegerät und Funktionsprinzip

Das Funktionsprinzip einer Solarzelle ist der photovoltaische Effekt oder der Effekt von Halbleitern. Es ist die Fähigkeit, die Sonnenstrahlen in elektrischen Strom umzuwandeln.
Der effizienteste aller bekannten Halbleiter ist Silizium. Die oberste Schicht / Platte besteht daraus (n-Schicht (-) und p-Schicht ()).

Die Arbeit der Struktur beginnt mit der Tatsache, dass Sonnenlicht in die Fotozellen eintritt. Die Siliziumwafer erwärmen sich und es werden Elektronen freigesetzt, die von den Atomen des unteren Wafers eingefangen werden. Dann werden die Elektronen entlang der Leiter zu den Batterien geschickt und kehren dann wieder nach oben zurück.

Solarzellengerät:

1. Plattenkörper - zur Befestigung der Struktur.

2. Umrechnungseinheiten - Siliziumsolarzellen (Solarpanel). Wandeln Sie die Sonnenstrahlen in Strom um. Parallel-seriell verbinden. Dies trägt dazu bei, die höchste Leistung und Spannung im Netz zu erzielen.

3. Batterien - Haupt- und Backup. Akkumulieren Sie elektrischen Strom. Die Hauptbatterie versorgt das Haus sofort mit Strom, und die Pufferbatterie spart eine Ressource und schaltet sich ein, wenn die Spannung abfällt.

4. Zusätzliche Geräte - Controller, Dioden. Supervisoren überwachen den Ladezustand der Batterie. Dioden schützen vor Überhitzung.

Angesichts der Notwendigkeit, Sonnenkollektoren zu installieren, fragt eine Person häufig nach der Machbarkeit eines Unternehmens. Weil in den meisten Fällen der Prozentsatz der Sonnentage dem analogen Wert der Bewölkung deutlich unterlegen ist.

Ein ähnliches Verhältnis ist typisch für die Regionen der mittleren Zone, und das Klima der nördlichen Regionen ist durch eine noch größere Anzahl bewölkter Tage gekennzeichnet.

Die unzureichende Anzahl von Sonnentagen hängt direkt mit der Effizienz der Geräte zusammen, die die Energie der Erdleuchte verarbeiten. Dadurch wird das Eindringen von Sonnenlicht auf die Oberfläche der Batterie verringert. Dieser Vorgang wird als Sonneneinstrahlung bezeichnet.

Sonnenkollektoren können in Heizsystemen als Lieferant von Heizmedium oder Energie für Stromversorgungsgeräte eingesetzt werden

Sein Wesen liegt in der Tatsache, dass jedes Flugzeug, unabhängig von seinem Zweck, eine bestimmte Menge an Sonnenenergie aufnimmt. In den südlichen Regionen ist diese Menge natürlich höher, was die Installation von Sonnenkollektoren relevanter macht.

Wie die Praxis zeigt, verbessert der Markt für technologische Geräte im Bereich der Solarenergiesynthese seine Produkte ständig, weshalb moderne Solarzellen in Solarmodulen auch in Gebieten mit geringer Sonneneinstrahlung einwandfrei funktionieren.

Verteilung der Sonnenaktivität am Beispiel einer Karte von Russland. Ein höherer Koeffizient ist typisch für die südlichen Regionen ()

Sonnenkollektoren gelten als sehr effiziente und umweltfreundliche Stromquelle. In den letzten Jahrzehnten hat diese Technologie weltweit an Popularität gewonnen und viele Menschen dazu motiviert, auf billige erneuerbare Energien umzusteigen. Der Zweck dieses Geräts besteht darin, die Energie von Lichtstrahlen in elektrischen Strom umzuwandeln, der zur Stromversorgung einer Vielzahl von Haushalts- und Industriegeräten verwendet werden kann.

Die Regierungen vieler Länder stellen kolossale Beträge an Haushaltsmitteln bereit und fördern Projekte, die auf die Entwicklung von Solarkraftwerken abzielen. Einige Städte nutzen den Strom der Sonne voll aus. In Russland werden diese Geräte häufig zur Stromversorgung von Land- und Privathäusern als hervorragende Alternative zu zentralisierten Stromversorgungsdiensten verwendet.

Wie bereits erwähnt, basiert das Funktionsprinzip auf dem Halbleitereffekt. Silizium ist einer der effizientesten Halbleiter, die der Menschheit derzeit bekannt sind.

Wenn die Fotozelle (die obere Siliziumplatte des Konverterblocks) erhitzt wird, werden Elektronen aus den Siliziumatomen freigesetzt, wonach sie von den Atomen der unteren Platte eingefangen werden. Nach den Gesetzen der Physik neigen Elektronen dazu, an ihre ursprüngliche Position zurückzukehren. Dementsprechend bewegen sich Elektronen von der Bodenplatte entlang der Leiter (Verbindungsdrähte), geben ihre Energie zum Laden der Batterien auf und kehren zur oberen Platte zurück.

Das Solar-Array-Gerät ist recht einfach und besteht aus mehreren Komponenten:

• Direkt Fotozellen / Solarpanel;
• Wechselrichter wandelt Gleichstrom in Wechselstrom um;
• Batterieladezustandsregler.

Batterien für Sonnenkollektoren sollten unter Berücksichtigung der erforderlichen Funktionen gekauft werden. Sie speichern und geben Strom ab. Lagerung und Verbrauch erfolgen tagsüber, und nachts wird die kumulierte Ladung nur verbraucht. Somit besteht eine konstante und kontinuierliche Energieversorgung.

Durch Überladen und Entladen des Akkus wird seine Lebensdauer verkürzt. Die Solarladeregler unterbrechen automatisch die Ansammlung von Energie in der Batterie, wenn diese ihre maximalen Parameter erreicht hat, und trennen die Last des Geräts, wenn es stark entladen ist.

(Tesla Powerwall - 7 kW Solarpanel-Batterie - und Ladegerät für Elektrofahrzeuge)

Der netzunabhängige Solarwechselrichter ist das wichtigste Gestaltungselement. Es wandelt die von den Sonnenstrahlen empfangene Energie in Wechselstrom verschiedener Kräfte um. Als Synchronwandler kombiniert er die Ausgangsspannung eines elektrischen Stroms in Frequenz und Phase mit einem stationären Netzwerk.

Fotozellen können in Reihe oder parallel geschaltet werden. Die letztere Option erhöht die Parameter für Leistung, Spannung und Strom und ermöglicht es dem Gerät, auch dann zu arbeiten, wenn ein Element die Funktionalität verliert. Kombinierte Modelle werden unter Verwendung beider Schemata hergestellt. Die Lebensdauer der Platten beträgt ca. 25 Jahre.

Eigenschaften von Siliziumsolarzellen

Quarzpulver ist ein Rohstoff für Silizium. Es gibt viel von diesem Material im Ural und in Sibirien, daher sind und werden Silizium-Solarmodule häufiger verwendet als andere Subtypen.

Einkristall

Monokristalline Wafer (Mono-Si) enthalten eine bläulich-dunkle Farbe, die gleichmäßig über den gesamten Wafer verteilt ist. Für solche Platten wird das am meisten gereinigte Silizium verwendet. Je sauberer es ist, desto höher ist der Wirkungsgrad und die höchsten Kosten für Solarmodule auf dem Markt für solche Geräte.

Einkristall Vorteile:

1. Höchster Wirkungsgrad - 17-25%.
2. Kompaktheit - Verwendung einer im Vergleich zu Polykristallen kleineren Fläche für den Einsatz von Geräten unter Bedingungen identischer Leistung.
3. Verschleißfestigkeit - ein unterbrechungsfreier Betrieb der Stromerzeugung ohne Austausch der Hauptkomponenten ist für ein Vierteljahrhundert gewährleistet.

Nachteile:

1. Die Empfindlichkeit gegenüber Staub und Schmutz - abgesetzter Staub lässt Batterien nicht mit Licht von einer Leuchte arbeiten und verringert dementsprechend die Effizienz.
2. Der hohe Preis entspricht der verlängerten Amortisationszeit.

Da Mono-Si klares Wetter und Sonnenlicht erfordern, werden die Paneele in offenen Bereichen installiert und auf eine Höhe angehoben. In Bezug auf das Gebiet werden Gebiete bevorzugt, in denen klares Wetter üblich ist und die Anzahl der Sonnentage nahe am Maximum liegt.

Polykristall

Polykristalline Platten (Multi-Si) sind aufgrund der multidirektionalen Kristalle mit einer ungleichmäßigen blauen Farbe versehen. Silizium ist nicht so rein wie das verwendete Mono-Si, daher ist der Wirkungsgrad zusammen mit den Kosten solcher Solarzellen etwas geringer.

Positive Polykristall-Fakten:

1. Der Wirkungsgrad beträgt 12–18%.
2. Bei ungünstigem Wetter ist die Effizienz besser als die von Mono-Si.
3. Der Preis für dieses Gerät ist niedriger und die Amortisationszeit ist viel kürzer.
4. Die Ausrichtung zur Sonne ist nicht kritisch, daher können Sie sie auf den Dächern verschiedener Gebäude platzieren.
5. Betriebsdauer - Der Wirkungsgrad der Energieabsorption und -speicherung sinkt nach 20 Jahren Dauerbetrieb auf 20%.

Nachteile:

1. Der Wirkungsgrad wird auf 12–18% reduziert.
2. Anspruchsvoll an den Ort. Ein normales Kraftwerk benötigt mehr Platz als eine Einkristallbatterie.

Amorphes Silizium

Die Technologie zur Herstellung von Platten unterscheidet sich erheblich von den beiden vorherigen. Beim Kochen entstehen heiße Dämpfe, die ohne Bildung von Kristallen auf das Substrat abfallen. Gleichzeitig wird weniger Produktionsmaterial verwendet und dies wird bei der Preisermittlung berücksichtigt.

Leistungen:

1. Der Wirkungsgrad beträgt in der zweiten Generation 8-9% und in der dritten bis zu 12%.
2. Hohe Effizienz bei weniger sonnigem Wetter.
3. Kann auf flexiblen Modulen verwendet werden.
4. Der Wirkungsgrad der Batterien nimmt mit steigender Temperatur nicht ab, sodass sie auf jeder Oberfläche mit einer nicht standardmäßigen Form montiert werden können.

Der Hauptnachteil kann als geringerer Wirkungsgrad (im Vergleich zu anderen Analoga) angesehen werden und erfordert daher eine große Fläche, um eine vergleichbare Rendite von der Ausrüstung zu erzielen.

Tragbare Solarbatterie - besonders für Touristen

Jeder hat heutzutage elektronische Geräte. Nicht der Punkt, dass jemand weniger hat, sondern jemand mehr. Alle von ihnen müssen aufgeladen werden, und dies erfordert Ladegeräte. Dieses Problem ist jedoch besonders akut für diejenigen, die sich an Orten befinden, an denen keine Stromversorgung vorhanden ist. Die einzigen Steckdosen sind Sonnenkollektoren. Aber die Preise für sie bleiben hoch und die Auswahl ist gering. Die beste Option sind, wie allgemein angenommen wird, die Produkte der Firma Goal Zero (obwohl es - wie immer im Zweifel - sowohl russische als auch chinesische Produkte gibt).

Aber es stellte sich heraus, dass nicht alles schlecht ist, was in China oder Korea hergestellt wird. Besonders erfreut über das Solarbatterieunternehmen YOLK aus Chicago, das mit der Produktion eines kompakten Solarpapiers Solar Paper begonnen hat - des dünnsten und leichtesten. Sein Gewicht beträgt nur 120 Gramm. Es gibt aber auch andere Vorteile - der modulare Aufbau ermöglicht eine höhere Leistung. Das Solarpanel ist wie eine Plastikbox, ähnlich groß wie ein iPad, nur halb so dünn. Auf der Vorderseite befindet sich ein Solarpanel. Am Gehäuse befinden sich eine Steckdose für einen Laptop und USB-Anschlüsse zum Anschließen anderer Solarmodule sowie eine Taschenlampe. In dieser Wunderbox befinden sich die Batterien und die Steuerplatine. Sie können das Gerät über eine Steckdose aufladen und gleichzeitig ein Telefon und zwei Laptops. Natürlich wird das Gerät auch von der Sonne aufgeladen. Sobald das Licht darauf trifft, leuchtet die Anzeige auf. Unter Feldbedingungen ist das Solarpanel einfach unersetzlich: Es lädt alle erforderlichen Geräte erfolgreich auf - Telefone schneller, Laptops.

Tragbare Solarmodule sind kompakt: Sie kommen sogar in Form von Schlüsselanhänger, die an alles befestigt werden können. Sie wurden so entwickelt, dass Sie sie auf eine Angeltour, eine Wanderung usw. mitnehmen können. Sie müssen über eine Taschenlampe verfügen, damit Sie nachts die Straße, das Zelt usw. beleuchten können. Die Halterungen erleichtern das Anbringen an Rucksäcken , Kajaks, Zelte ... Es ist sehr wichtig, dass ein solches Gerät über einen eingebauten Akku verfügt, mit dem Sie Geräte nachts aufladen können.

Übersicht über Nicht-Silizium-Module

Solarmodule aus teureren Analoga erreichen einen Koeffizienten von 30% und können um ein Vielfaches teurer sein als ähnliche Systeme auf Siliziumbasis. Einige von ihnen haben immer noch eine geringere Effizienz, während sie in einer aggressiven Umgebung arbeiten können.Für die Herstellung solcher Platten wird am häufigsten Cadmiumtellurid verwendet. Andere Elemente werden ebenfalls verwendet, jedoch seltener.

Lassen Sie uns die Hauptvorteile auflisten:

1. Hoher Wirkungsgrad von 25 bis 35% mit der Fähigkeit, unter relativ idealen Bedingungen sogar 40% zu erreichen.
2. Die Fotozellen sind auch bei Temperaturen bis zu 150 ° C stabil.
3. Durch die Konzentration des Lichts von der Leuchte auf eine kleine Platte wird der Wasserwärmetauscher mit Strom versorgt, was zu Dampf führt, der die Turbine dreht und Strom erzeugt.

Wie wir bereits sagten, ist der Nachteil der hohe Preis, aber in einigen Fällen sind sie die beste Lösung. Zum Beispiel in äquatorialen Ländern, in denen die Oberfläche der Module 80 ° C erreichen kann.

Installationsanleitung für Solarzellen

Solarplatten. Wir haben in diesem Artikel darüber geschrieben, wie man sie sammelt (wird in einem neuen Fenster geöffnet). Sie können ein fertiges Solar-Array für Ihr Zuhause kaufen. Um jedoch Geld zu sparen, können Sie polykristalline Solarzellen kaufen und mit Ihren eigenen Händen Solarmodule für Ihr Zuhause zusammenbauen.

Wandler. Sonnenkollektoren erzeugen Gleichstrom nahe 12 oder 24 Volt (je nach Anschluss), der Wechselrichter wandelt ihn in Wechselstrom 220 V und 50 Hz um, mit dem alle Haushaltsgeräte mit Strom versorgt werden können.

Batterie. Sogar ihr System. Solarenergie wird nicht ständig erzeugt. Zu Spitzenzeiten kann es überversorgt werden, und mit Beginn der Dämmerung wird die Produktion vollständig eingestellt. Batterien speichern Strom bei Tageslicht und geben ihn abends / nachts ab. In diesem Artikel wird beschrieben, wie Sie eine Batterie für ein Solarkraftwerk auswählen (wird in einem neuen Fenster geöffnet).

Es ist wichtig zu wissen. Es wird nicht empfohlen, für diese Zwecke normale Autobatterien zu verwenden - diese werden nach 2-3 Betriebsjahren unbrauchbar (sie sind für eine solche Lebensdauer ausgelegt).

Regler. Bietet eine vollständige Ladung des Akkus und schützt ihn vor Überladung und Kochen. Wir haben in diesem Artikel darüber geschrieben, welchen Controller Sie auswählen sollen (er wird in einem neuen Fenster geöffnet).

Sonnenkollektoren werden allmählich billiger und effizienter. Sie werden jetzt zum Aufladen von Batterien in Straßenlaternen, Smartphones, Elektroautos, Privathäusern und auf Satelliten im Weltraum verwendet. Sie begannen sogar mit dem Bau vollwertiger Solarkraftwerke (SPP) mit großen Erzeugungsmengen.

Eine Solarbatterie besteht aus vielen Photovoltaikzellen (Photoelektrische Wandler FEP), die die Energie von Photonen aus der Sonne in Elektrizität umwandeln

Jede Solarbatterie ist als Block einer bestimmten Anzahl von Modulen konzipiert, die in Reihe geschaltete Halbleiter-Fotozellen kombinieren. Um die Funktionsprinzipien einer solchen Batterie zu verstehen, ist es notwendig, die Funktionsweise dieser endgültigen Verbindung in dem Solarpanel-Gerät zu verstehen, das auf der Basis von Halbleitern erstellt wurde.

Es gibt eine Vielzahl von FEP-Optionen aus verschiedenen chemischen Elementen. Bei den meisten handelt es sich jedoch um Entwicklungen im Frühstadium. Bisher werden nur Solarmodule auf Siliziumbasis im industriellen Maßstab hergestellt.

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Siliziumhalbleiter werden bei der Herstellung von Solarzellen eingesetzt, da sie kostengünstig sind und keinen besonders hohen Wirkungsgrad aufweisen können

Wenn Photonen zwischen diesen Halbleiterschichten auf PVC treffen, entsteht aufgrund der Inhomogenität des Kristalls eine Gate-Photo-EMK, wodurch eine Potentialdifferenz und ein Elektronenstrom entstehen.

Siliziumplatten von Fotozellen unterscheiden sich in der Herstellungstechnologie für:

1. Einkristallin.
2. Polykristallin.

Die ersteren haben einen höheren Wirkungsgrad, aber ihre Produktionskosten sind auch höher als die der letzteren. Äußerlich kann eine Option von einer anderen auf einem Solarpanel durch seine Form unterschieden werden.

Monokristalline PVCs haben eine homogene Struktur, sie bestehen aus Quadraten mit abgeschnittenen Ecken. Im Gegensatz dazu haben polykristalline Elemente eine streng quadratische Form.

Polykristalle werden durch allmähliches Abkühlen von geschmolzenem Silizium gebildet. Dieses Verfahren ist äußerst einfach, daher sind solche Fotozellen kostengünstig.

Ihre Produktivität bei der Stromerzeugung aus Sonnenlicht übersteigt jedoch selten 15%. Dies ist auf die "Verunreinigung" der resultierenden Siliziumwafer und ihre innere Struktur zurückzuführen. Hier ist der Wirkungsgrad des Photovoltaik-Transformators umso höher, je reiner die p-Schicht aus Silizium ist.

Die Reinheit von Einkristallen ist in dieser Hinsicht viel höher als die von polykristallinen Analoga. Sie bestehen nicht aus geschmolzenem, sondern aus einem künstlich gewachsenen festen Siliziumkristall. Der photoelektrische Umwandlungskoeffizient eines solchen PVC erreicht bereits 20-22%.

Einzelne Fotozellen werden zu einem gemeinsamen Modul auf einem Aluminiumrahmen zusammengebaut. Um sie von oben zu schützen, sind sie mit haltbarem Glas bedeckt, das die Sonnenstrahlen nicht beeinträchtigt.

Wenn die Sonnenstrahlen auf die Fotozelle fallen, werden darin Nichtgleichgewichts-Elektron-Loch-Paare erzeugt. Überschüssige Elektronen und "Löcher" werden teilweise durch den pn-Übergang von einer Halbleiterschicht zur anderen übertragen.

Infolgedessen tritt im externen Stromkreis eine Spannung auf. In diesem Fall wird beim Kontakt der p-Schicht ein positiver Pol der Stromquelle und bei der n-Schicht ein negativer Pol gebildet.

Die Potentialdifferenz (Spannung) zwischen den Kontakten der Fotozelle tritt aufgrund einer Änderung der Anzahl von "Löchern" und Elektronen von verschiedenen Seiten des pn-Übergangs infolge der Bestrahlung der n-Schicht mit Sonnenlicht auf

Die mit einer externen Last in Form einer Batterie verbundenen Fotozellen bilden damit einen geschlossenen Kreis. Infolgedessen funktioniert das Solarpanel wie eine Art Rad, entlang dessen die Proteine ​​zusammen mit Elektronen "laufen". Und der Akku wird allmählich aufgeladen.

Standard-Silizium-Photovoltaik-Wandler sind Single-Junction-Zellen. Der Elektronenfluss in sie erfolgt nur durch einen pn-Übergang mit einer in der Photonenenergie begrenzten Zone dieses Übergangs.

Das heißt, jede solche Fotozelle kann Elektrizität nur aus einem engen Spektrum von Sonnenstrahlung erzeugen. Alle andere Energie wird verschwendet. Deshalb ist die Effizienz von FEP so gering.

Um den Wirkungsgrad von Solarzellen zu erhöhen, wurden kürzlich begonnen, Siliziumhalbleiterelemente für sie zu Mehrfachverbindungen (Kaskaden) zu machen. Es gibt bereits mehrere Übergänge in neuen FEPs. Darüber hinaus ist jeder von ihnen in dieser Kaskade für sein eigenes Sonnenlichtspektrum ausgelegt.

Die Gesamteffizienz der Umwandlung von Photonen in elektrischen Strom in solchen Fotozellen nimmt letztendlich zu. Aber ihr Preis ist viel höher. Hier entweder einfache Herstellung mit geringen Kosten und geringer Effizienz oder höhere Renditen bei hohen Kosten.

Die Solarbatterie kann sowohl im Sommer als auch im Winter arbeiten (sie benötigt Licht, keine Wärme). Je weniger Bewölkung und je heller die Sonne scheint, desto mehr Strom erzeugt das Solarpanel

Infolgedessen erzeugt dasselbe Modell einer Solarbatterie in der Wärme weniger Strom als in der Kälte. Fotozellen zeigen maximale Effizienz an einem klaren Wintertag. Hier gibt es zwei Faktoren - viel Sonne und natürliche Abkühlung.

Wenn außerdem Schnee auf das Panel fällt, wird weiterhin Strom erzeugt. Darüber hinaus haben die Schneeflocken nicht einmal Zeit, sich darauf hinzulegen und schmelzen vor der Hitze erhitzter Fotozellen.

Paneele der Klasse "flach" sollten in der Sommersaison installiert werden, wenn der Sonneneinstrahlungsgrad höher ist. Dies ist die beste Option für das Verhältnis von Preis und erhaltener Energie, was bedeutet, dass der Kauf solcher Solarkollektoren alle ausgegebenen Mittel vollständig rechtfertigt.

Auf die eine oder andere Weise ermöglicht das Energiepotential der Geräte den Einsatz in Warmwasserversorgungs- und Heizungssystemen.

Der Energieumwandlungsprozess ist äußerst empfindlich gegenüber extremen Temperaturen. Dies sollte bei der Installation berücksichtigt werden.Der erste Schritt besteht darin, sicherzustellen, dass die Wohnung sorgfältig isoliert ist, da sonst unvorhergesehene Fehler im Betrieb des Systems auftreten können.

Das Heizsystem mit Sonnenkollektoren ist ein geschlossener Kreislauf, durch den ein Kühlmittel zirkuliert

Für jede Region gibt es eine optimale Installationsoption für die Ausrüstung. Die Berechnung basiert auf dem Grad der gleichen Sonneneinstrahlung. Gemäß den Nutzungsregeln muss der Kollektor so positioniert werden, dass der Einfallswinkel des Sonnenlichts auf seine Oberfläche 90 ° beträgt.

Nur in diesem Fall wird die Effizienz des Systems maximiert. Sie können bei der Installation von Paneelen absolute Genauigkeit erzielen, indem Sie den Breitengrad des Bereichs messen.

Ein wichtiger Faktor wird die Richtung sein, in der die Paneele positioniert sind. Aufgrund der Tatsache, dass die höchste Leistung hauptsächlich mitten am Tag erreicht wird, lohnt es sich, die Paneele nach Süden auszurichten. Während des Installationsvorgangs sind einige Abweichungen in Ost- oder Westrichtung zulässig, jedoch nicht zu stark.

Darüber hinaus nimmt die Effizienz häufig ab, wenn Schatten von Bäumen auf die Kollektorplatte treffen. Im Winter wird empfohlen, den Neigungswinkel der Solarmodule zu vergrößern, um die Systemleistung zu verbessern.

Der Wirkungsgrad von Kollektoren hängt hauptsächlich vom Winkel der Platte in Bezug auf die horizontale Oberfläche ab. Für eine optimale Lichtabsorption wird empfohlen, die Neigung um 45 ° zu halten.

Der optimale Neigungswinkel des Solarmoduls hängt von der Jahreszeit ab. Es ist gut, wenn das Gerät mit einem Gerät zur Winkelkorrektur ausgestattet ist.

Der Azimut muss bei 0 ° (direkt nach Süden) gehalten werden. Einige Abweichungen von 30-40 ° sind zur besseren Sonneneinstrahlung zulässig. Um die Steifigkeit zu erhöhen, gibt es eine spezielle. Aluminiumstrukturen.

Dies ist vor allem typisch für die Installation von Kollektoren auf einem geneigten Dach. Sie verhindern wetterbedingte Änderungen der eingestellten Parameter, und die schnelle Installationsgeschwindigkeit mit Befestigungshaken und -profilen spart Zeit.

In der ersten Phase werden alle Heizkomponenten installiert: Kessel, Kompressoren, Wärmeleiter usw. Der Einfachheit halber wird empfohlen, die Systemelemente an einem leicht zugänglichen Ort zu platzieren. Beachten Sie bei der Installation des Ausgleichsbehälters, dass sich zwischen ihm und den Verteilern keine Hindernisse befinden.

Die Temperatur im Tank wird mit einem Temperatursensor gemessen. Es sollte am Boden des Tanks angebracht werden.

Der nächste Schritt wird die Organisation des Lüftungssystems sein. Bei der Installation des Stromkreises muss ein Luftauslass geschaffen werden, der den Ausgleichsbehälter verlässt. Die beste Lösung wäre, die Kommunikation auf das Dach zu bringen. Dies trägt zur Regulierung von Druckabfällen im Heizsystem bei.

Sonnenkollektoren sind Teil des Heizungssystems, zu dem auch Kessel, Kreiselpumpen, Rohrleitungen usw. gehören müssen.

Polymer- und organische Batterien

Module auf Basis von Polymeren und organischen Materialien haben sich in den letzten 10 Jahren verbreitet. Sie entstehen in Form von Filmstrukturen, deren Dicke selten 1 mm überschreitet. Ihr Wirkungsgrad liegt nahe bei 15% und ihre Kosten sind um ein Vielfaches niedriger als die ihrer kristallinen Gegenstücke.

Leistungen:

1. Niedrige Produktionskosten.
2. Flexibles (Rollen-) Format.

Der Nachteil von Paneelen aus diesen Materialien ist die Abnahme des Wirkungsgrades über große Entfernungen. Dieses Problem wird jedoch noch erforscht und die Produktion wird ständig modernisiert, um die Nachteile zu beseitigen, die bei der bestehenden Generation dieses Batterietyps in 5 bis 10 Jahren auftreten können.

Körper und Glas

Sonnenkollektoren für zu Hause haben ein Aluminiumgehäuse. Dieses Metall korrodiert nicht, hat bei ausreichender Festigkeit eine geringe Masse. Ein normaler Körper sollte aus einem Profil zusammengesetzt werden, in dem mindestens zwei Versteifungen vorhanden sind. Außerdem muss das Glas in eine spezielle Nut eingesetzt und nicht von oben fixiert werden. Dies sind alles Anzeichen für normale Qualität.

Das Gehäuse darf nicht geblendet werden

Achten Sie auch bei der Auswahl eines Solarmoduls auf Glas. In normalen Batterien ist es eher strukturiert als glatt. Bei Berührung - rau, wenn Sie Ihre Nägel laufen lassen, können Sie ein Rascheln hören. Darüber hinaus muss es eine hochwertige Beschichtung aufweisen, die die Blendung minimiert. Dies bedeutet, dass sich nichts darin widerspiegeln sollte. Wenn die Reflexionen der umgebenden Objekte zumindest aus einem beliebigen Winkel sichtbar sind, ist es besser, ein anderes Panel zu finden.

Wie treffe ich die richtige Wahl?

Für Hausbesitzer auf dem europäischen Kontinent ist die Wahl recht einfach - es handelt sich um einen Polykristall oder einen Einkristall aus Silizium. Gleichzeitig lohnt es sich bei begrenzten Flächen, sich für monokristalline Paneele und ohne solche Einschränkungen für polykristalline Batterien zu entscheiden. Bei der Auswahl eines Herstellers, technischer Parameter von Geräten und zusätzlicher Systeme sollten Unternehmen kontaktiert werden, die sowohl mit dem Verkauf als auch mit der Installation von Kits befasst sind. Beachten Sie, dass sich die Qualität der Systeme der "Top" -Hersteller unabhängig vom Hersteller wahrscheinlich nicht unterscheidet. Lassen Sie sich also nicht von der Preispolitik täuschen.

Wenn Sie sich für die Bestellung einer schlüsselfertigen Installation eines "Solarparks" entscheiden, denken Sie daran, dass die Module selbst im Paket solcher Dienstleistungen nur 1/3 der Gesamtkosten ausmachen und die Amortisation ungefähr:

1. Eine preisgünstige, aber effektive Wahl sind Panels von Amerisolar. Das polykristalline Modell heißt AS-6P30 280W, hat eine Größe von 1640 x 992 mm und eine Leistung von 280 W. Der Modulwirkungsgrad beträgt 17,4%. Von den Minuspunkten beträgt die Garantie nur 2 Jahre. Aber die Kosten betragen 7 Tausend Rubel.
2. Das RS 280 POLY-Modul der chinesischen Runda wird eine ähnliche Kapazität haben, die Kosten sind sogar noch niedriger - etwa 6 Tausend Rubel.
3. Wenn der Platz begrenzt ist, sollten Sie auf das Produkt LEAPTON SOLAR - LP72-375M PERC achten, der Wirkungsgrad beträgt 19,1%, und bei Abmessungen von 1960 x 992 mm erhalten wir 375 W Energie am Ausgang. Die Kosten für eine solche Batterie werden etwa 10 Tausend Rubel betragen.
4. Eine weitere effektive Option mit kleineren Abmessungen (1686 x 1016 mm) ist ein neues Produkt von LG - NeOn 340 W. "Not he" weist einen Wirkungsgrad von 19,8% auf, kann jedoch keine Kosten vorweisen, es wird mehr als die Hälfte höher sein als das vorherige Probe - ungefähr 16 Tausend Rubel ...
5. Für diejenigen, die ihre Aufmerksamkeit auf das Premium-Segment richten möchten, hat das taiwanesische Unternehmen BenQ das Monokristallmodul SunForte PM096B00 333W auf den Markt gebracht, das am Ausgang eine Leistung von 333 W mit einem Nennwirkungsgrad von 20,4% und Abmessungen von 1559 x 1046 mm erzeugt . Dieses Modul erhielt beeindruckende Kosten von fast 35.000 Rubel.

Video. So berechnen Sie die erforderliche Menge an Sonnenkollektoren für Ihr Zuhause

Das Video zeigt deutlich das Verfahren zur Berechnung der Fläche von Sonnenkollektoren für ein Privathaus. Nützlich für diejenigen, die bereits in der Planungsphase alle Kosten für den Bau eines autonomen Solarstromversorgungssystems berücksichtigen möchten.

Wir wählen eine Batterie für ein Solarkraftwerk Power Bank mit einer Solarbatterie - Berechnung des Analphabetismus Ist es rentabel, einen Satz Sonnenkollektoren für Sommerhäuser Windmühle für ein Privathaus zu kaufen - ein Spielzeug oder eine echte Alternative

Eine gute 12-Volt-Solarzelle sollte 36 Zellen haben, und eine 24-Volt-Batterie sollte 72 Fotozellen haben. Diese Menge ist optimal. Mit weniger Fotozellen erhalten Sie nie den angegebenen Strom. Und das ist die beste Option.

Kaufen Sie keine doppelten Sonnenkollektoren - 72 bzw. 144 Zellen. Erstens sind sie sehr groß, was für den Transport unpraktisch ist. Zweitens sind sie bei ungewöhnlich niedrigen Temperaturen, die wir regelmäßig haben, die ersten, die versagen. Tatsache ist, dass die Größe des Laminierfilms während des Frosts stark abnimmt.

4V Solarpanel hat 7 Elemente

Zweiter Faktor. Große Paneele sollten eine größere Dicke des Gehäuses und des Glases aufweisen. Immerhin nehmen Wind- und Schneelasten zu. Dies ist jedoch nicht immer der Fall, da der Preis erheblich steigt.Wenn Sie ein Doppelpanel sehen und der Preis dafür niedriger ist als die beiden "normalen", suchen Sie besser nach etwas anderem.

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Noch einmal: Die beste Wahl ist ein 12-Volt-Solarpanel für Ihr Zuhause, das aus 36 Solarzellen besteht. Dies ist die beste Option, die sich in der Praxis bewährt hat.

Warum ist Effizienz so wichtig?

Bei der Berechnung der Fläche, die Sie für ein Solar-Array-System verwenden können, gewinnt die Effizienz an Bedeutung. Bei vergleichbaren Größen der beschriebenen Module von Amerisolar AS-6P30 280W (1,63 Quadratmeter) und NeOn 340 W von LG (1,71 Quadratmeter) beträgt der Leistungsunterschied pro Quadratmeter am Ausgang 15,6%. Einerseits mag dies angesichts des mehr als doppelten Preisunterschieds nicht sehr effektiv erscheinen, aber bei begrenztem Platzangebot oder einer aggressiveren Umgebung kann sich Ihre Wahl zugunsten dieses bekannten Herstellers verschieben.

Die gesteigerte Effizienz unterstreicht nicht nur die Effizienz der Fertigungstechnologie, sondern auch die bei der Herstellung verwendeten Qualitätsmaterialien. Dies kann die Lebensdauer der Geräte, den Widerstand der Paneele gegen den sogenannten Abbau beeinträchtigen. Vergessen Sie auch nicht die Gewährleistungsverpflichtungen des Herstellers. Mit Repräsentanzen und Garantieleistungen in fast allen Teilen der Welt kann sich LG eines loyaleren Kundenansatzes und der Erfüllung seiner Verpflichtungen rühmen.

Technische Daten: worauf zu achten ist

Die zertifizierten Solarmodule zeigen immer den Betriebsstrom und die Betriebsspannung sowie die Leerlaufspannung und den Kurzschlussstrom an. Es ist zu beachten, dass normalerweise alle Parameter für eine Temperatur von 25 ° C angegeben sind. An einem sonnigen Tag auf dem Dach erwärmt sich die Batterie auf Temperaturen, die weit über dieser Zahl liegen. Dies erklärt die höhere Betriebsspannung.

Ein Beispiel für die technischen Eigenschaften von Sonnenkollektoren für ein Haus

Achten Sie auch auf die Leerlaufspannung. In normalen Batterien sind es ungefähr 22 V. Und alles wäre in Ordnung, aber wenn Sie Arbeiten an den Geräten ausführen, ohne die Solarmodule zu trennen, beschädigt die Leerlaufspannung den Wechselrichter oder andere angeschlossene Geräte, die nicht für eine solche ausgelegt sind Stromspannung.

Woraus bestehen Sonnenkollektoren?

Die Struktur ist ein System miteinander verbundener Elemente, in deren Struktur das Prinzip des photoelektrischen Effekts angewendet wird. Vorgefertigte Solarpanel-Kits für ein Privathaus enthalten je nach Hersteller und Art der Installation folgende Komponenten:

1. Halbleitermaterial unter gehärtetem Glas. Es besteht aus zwei Materialschichten mit unterschiedlicher Leitfähigkeit. Einige haben einen Überschuss an Elektronen, während der andere einen Mangel hat. Sie sind durch eine dünne Schicht des Elements getrennt, um dem Mischen zu widerstehen.
2. Energieversorgung.
3. Eine Batterie, die Energie speichert und speichert.
4. Solarpanel Laderegler.
5. Wechselrichter-Wandler.
6. Spannungsregler.
7. Kabel anschließen.

Wie funktioniert ein Solarpanel?

Bisher wurden Solarzellen nur im Weltraum als Hauptenergiequelle für Satelliten eingesetzt. Derzeit sind Sonnenkollektoren zunehmend in unserem Leben enthalten, aber nur wenige Menschen wissen, wie sie funktionieren. Es lohnt sich herauszufinden, wie die Umwandlung von Strahlen in Elektrizität erfolgt. Ohne komplizierte technologische Details wird das Prinzip eines Solarpanels für ein Haus wie folgt beschrieben:

1. Es gibt Photovoltaikzellen, die aus Halbleitermaterial bestehen und in einem gemeinsamen Rahmen verpackt sind.
2. Wenn Strahlen auf ihre Oberfläche treffen, erwärmen sie sich, absorbieren teilweise Energie und setzen so Elektronen im Inneren frei.
3. Mit Hilfe eines elektrischen Feldes bewegen sich freie Elektronen in eine bestimmte Richtung, die einen Strom bildet.
4. Es bewegt sich entlang der Kupferstränge, die die Batterie bedecken, und direkt zum Ziel.Es kann sich um ein elektronisches Gerät oder eine Batterie handeln, die Strom speichert.