Panele słoneczne - co to jest, historia powstania, z czego są zrobione, jak działają?

Zasada działania

Projekt wielu ogniw słonecznych opiera się na zasadzie, że w sensie fizycznym są one przetwornikami fotowoltaicznymi. Efekt wytwarzania energii przejawia się w miejscu węzła „p - n”.

Aby skoncentrować energię słoneczną w sobie, półprzewodniki są wykonane w postaci paneli. Z tego powodu konstrukcje te otrzymały tę samą nazwę, niezależnie od ich kształtu (elastycznego czy statycznego) - panele słoneczne.

Jaka jest zasada działania paneli słonecznych i opartych na nich systemów? Panel zawiera 2 płyty krzemieniowe o odróżnialnych od siebie właściwościach. Proces wytwarzania energii elektrycznej wygląda następująco:

1. Ekspozycja na światło słoneczne na pierwszym prowadzi do braku elektronów.
2. Po wystawieniu na drugą płytkę otrzymuje nadmiar elektronów.
3. Taśmy miedziane przewodzące prąd są połączone z płytami.
4. Listwy są podłączone do przetworników napięcia z wbudowanymi bateriami.

Podstawą są wafle silikonowe. Aby jednak wykorzystać tę konstrukcję jako zasilacz bezprzerwowy (i to nie tylko w czasie przesilenia), podłącza się do niej nie tanie baterie (z ich pomocą obiekty podłączone do sieci zużywają energię w nocy).

W przemyśle konstrukcja do pochłaniania energii słonecznej składa się z wielu laminowanych ogniw fotowoltaicznych połączonych ze sobą i umieszczonych na elastycznej lub sztywnej podstawie.

Wydajność konstrukcji jest obliczana na podstawie różnych czynników. Najważniejsze z nich to czystość zawartego krzemu i rozmieszczenie kryształów.

Proces oczyszczania krzemu jest dość skomplikowany i nie jest łatwo ułożyć kryształki w jednym kierunku. Złożoność procesów odpowiedzialnych za zwiększenie wydajności przekłada się na wysoką cenę takiego sprzętu.

Panele słoneczne to obiecujący kierunek w sektorze energetycznym, dlatego w badania nad nowymi projektami w tej dziedzinie inwestuje się miliardy dolarów. Konwersja PV wzrasta co kwartał z powodu manipulacji przewodami i elementami konstrukcyjnymi. Jednocześnie za podstawę można przyjąć nie tylko krzem.

Jak działa bateria słoneczna

Dwie warstwy krzemu o różnych właściwościach fizycznych tworzą cienką płytkę. Warstwa wewnętrzna to monokrystaliczny czysty krzem o przewodnictwie typu p, pokryty od zewnątrz warstwą „zanieczyszczonego” krzemu. Może to być na przykład zanieczyszczenie fosforem. Posiada przewodnictwo typu n. Tylna strona płyty pokryta jest solidną warstwą metalu.

W ramie fotokomórki są zamocowane w taki sposób, aby można je było wymienić, jeśli są niesprawne. Całość pokryta jest szkłem hartowanym lub tworzywem sztucznym, co zabezpiecza ją przed negatywnym wpływem czynników zewnętrznych.

Rodzaje przetworników fotowoltaicznych

W przemyśle istnieje klasyfikacja ogniw słonecznych według typu urządzenia i zastosowanej warstwy fotowoltaicznej.

Według urządzenia są one podzielone na:

• panele z elementów elastycznych, są elastyczne;
• panele wykonane z elementów sztywnych.

Podczas rozmieszczania paneli najczęściej stosuje się elastyczne cienkowarstwowe. Układane są na powierzchni, pomijając niektóre nierówne elementy, co czyni tego typu urządzenie bardziej wszechstronnym.

Ze względu na rodzaj warstwy fotowoltaicznej do późniejszej konwersji energii panele dzieli się na:

1. Krzem (monokrystaliczny, polikrystaliczny, amorficzny).
2. Tellur - kadm.
3. Polimerowe.
4. Organiczny.
5. Arsenek - gal.
6. Selenek indu - miedź - gal.

Chociaż istnieje wiele odmian, panele słoneczne z krzemu i telluru-kadmu mają lwią część w obrocie konsumenckim. Te dwa typy zostały wybrane ze względu na stosunek wydajności do ceny.

Bateria słoneczna i zasada działania

Zasada działania ogniwa słonecznego to efekt fotowoltaiczny, czyli efekt półprzewodników. Jest to zdolność przekształcania promieni słonecznych w prąd elektryczny.
Najbardziej wydajnym ze wszystkich znanych półprzewodników jest krzem. Wykonana jest z niego górna warstwa / płyta (warstwa n (-) i warstwa p ()).

Praca konstrukcji zaczyna się od tego, że światło słoneczne wpada do fotokomórek. Płytki krzemowe nagrzewają się i zaczynają być uwalniane elektrony, które są wychwytywane przez atomy dolnej płytki. Następnie elektrony są wysyłane przewodami do akumulatorów, a następnie ponownie wracają na górę.

Urządzenie z ogniwami słonecznymi:

1. Korpus panelowy - do mocowania konstrukcji.

2. Jednostki konwersji - krzemowe ogniwa słoneczne (panel słoneczny). Zamień promienie słoneczne w prąd. Połącz równolegle szeregowo. Przyczynia się to do uzyskania najwyższej mocy i napięcia w sieci.

3. Baterie - główne i zapasowe. Gromadzić prąd elektryczny. Główna bateria natychmiast zasila dom prądem, a bateria zapasowa oszczędza zasoby i włącza się, gdy napięcie spadnie.

4. Urządzenia dodatkowe - kontrolery, diody. Osoby nadzorujące monitorują poziom naładowania baterii. Diody chronią przed przegrzaniem.

Często w obliczu konieczności zainstalowania paneli słonecznych osoba pyta o wykonalność przedsięwzięcia. Ponieważ w większości przypadków odsetek dni słonecznych jest znacznie niższy od analogicznej wartości zachmurzenia.

Podobny stosunek występuje w rejonach strefy środkowej, a klimat regionów północnych charakteryzuje się jeszcze większą liczbą dni pochmurnych.

Niewystarczająca liczba słonecznych dni jest bezpośrednio związana z wydajnością urządzeń przetwarzających energię ziemskiego źródła światła. W rezultacie zmniejsza się przenikanie promieni słonecznych na powierzchnię akumulatora. Ten proces nazywa się nasłonecznieniem.

Panele słoneczne mogą znaleźć zastosowanie w systemach grzewczych jako dostawca czynnika grzewczego lub energii do zasilania urządzeń

Jego istota polega na tym, że każda płaszczyzna, niezależnie od jej przeznaczenia, pobiera określoną ilość energii słonecznej. W regionach południowych kwota ta jest naturalnie wyższa, co sprawia, że ​​instalacja paneli słonecznych jest bardziej odpowiednia.

Jednak, jak pokazuje praktyka, rynek urządzeń technologicznych z zakresu syntezy energii słonecznej stale ulepsza swoje produkty, dlatego nowoczesne ogniwa słoneczne w panelach słonecznych doskonale sprawdzają się nawet na obszarach o niskim nasłonecznieniu.

Rozkład aktywności słonecznej na przykładzie mapy Rosji. Wyższy współczynnik jest typowy dla regionów południowych ()

Panele słoneczne są uważane za bardzo wydajne i przyjazne dla środowiska źródło energii elektrycznej. W ostatnich dziesięcioleciach technologia ta zyskuje na popularności na całym świecie, motywując wiele osób do przejścia na tanią energię odnawialną. Zadaniem tego urządzenia jest zamiana energii promieni świetlnych na prąd elektryczny, który można wykorzystać do zasilania różnorodnych urządzeń domowych i przemysłowych.

Rządy wielu krajów przeznaczają kolosalne kwoty środków budżetowych, sponsorując projekty, których celem jest rozwój elektrowni słonecznych. Niektóre miasta w pełni wykorzystują energię słoneczną. W Rosji urządzenia te są często używane do dostarczania energii elektrycznej do domów wiejskich i prywatnych jako doskonała alternatywa dla scentralizowanych usług zasilania.

Jak wspomniano wcześniej, zasada działania opiera się na efekcie półprzewodnikowym. Krzem jest jednym z najbardziej wydajnych półprzewodników znanych obecnie ludzkości.

Gdy fotokomórka (górna płyta krzemowa bloku konwertera) jest podgrzewana, z atomów krzemu uwalniane są elektrony, po czym są one wychwytywane przez atomy dolnej płytki. Zgodnie z prawami fizyki elektrony mają tendencję do powrotu na swoje pierwotne położenie. W związku z tym elektrony z dolnej płyty przemieszczają się wzdłuż przewodników (przewodów łączących), oddając swoją energię na ładowanie akumulatorów i powracając do górnej płyty.

Urządzenie z panelem słonecznym jest dość proste i składa się z kilku elementów:

• Bezpośrednio fotokomórki / panel słoneczny;
• Falownik przetwarzający prąd stały na prąd przemienny;
• Kontroler poziomu naładowania baterii.

Akumulatory do paneli słonecznych należy kupować biorąc pod uwagę niezbędne funkcje. Przechowują i uwalniają energię elektryczną. Przechowywanie i zużycie odbywa się przez cały dzień, a w nocy skumulowany ładunek jest zużywany tylko. W ten sposób istnieje stały i ciągły dopływ energii.

Przeładowanie i rozładowanie baterii skraca jej żywotność. Sterowniki ładowania słonecznego automatycznie wstrzymują akumulację energii w akumulatorze po osiągnięciu maksymalnych parametrów i odłączają obciążenie urządzenia w przypadku silnego rozładowania.

(Tesla Powerwall - bateria do paneli słonecznych 7kW - i domowa ładowarka do pojazdów elektrycznych)

Inwerter solarny on-grid jest najważniejszym elementem projektu. Przekształca energię otrzymaną z promieni słonecznych na prąd przemienny o różnej mocy. Jako przekształtnik synchroniczny łączy napięcie wyjściowe prądu elektrycznego o częstotliwości i fazie z siecią stacjonarną.

Fotokomórki można łączyć szeregowo lub równolegle. Ta ostatnia opcja zwiększa parametry mocy, napięcia i prądu oraz pozwala na pracę urządzenia nawet w przypadku utraty funkcjonalności jednego elementu. Połączone modele są wykonane przy użyciu obu schematów. Żywotność płyt wynosi około 25 lat.

Charakterystyka krzemowych ogniw słonecznych

Proszek kwarcowy jest surowcem do produkcji krzemu. Na Uralu i Syberii jest dużo tego materiału, dlatego to krzemowe panele słoneczne są i będą w większym użyciu niż inne podtypy.

Monokryształ

Wafle monokrystaliczne (mono - Si) mają niebieskawo - ciemną barwę, równomiernie rozprowadzoną na całej płytce. Do takich wafli używa się najbardziej oczyszczonego krzemu. Im jest czystszy, tym wyższa wydajność i najwyższy koszt paneli słonecznych na rynku takich urządzeń.

Zalety pojedynczego kryształu:

1. Najwyższa sprawność - 17-25%.
2. Zwartość - wykorzystanie mniejszej powierzchni w porównaniu z polikryształem do rozmieszczenia sprzętu w warunkach jednakowej mocy.
3. Odporność na zużycie - nieprzerwana praca wytwarzania energii bez wymiany głównych podzespołów zapewniona jest przez ćwierć wieku.

Niedogodności:

1. Wrażliwość na kurz i zabrudzenia - osiadły pył nie pozwala na pracę akumulatorów ze światłem z oprawy, a tym samym obniża wydajność.
2. Wysoka cena oznacza wydłużony okres zwrotu.

Ponieważ mono - Si wymagają dobrej pogody i światła słonecznego, panele są instalowane na otwartych przestrzeniach i podnoszone na wysokość. Jeśli chodzi o obszar, preferowane są obszary, w których powszechna jest dobra pogoda, a liczba dni słonecznych jest bliska maksimum.

Polikrystal

Płytki polikrystaliczne (multi-Si) mają nierównomierny niebieski kolor z powodu wielokierunkowych kryształów. Krzem nie jest tak czysty jak w zastosowanym mono-Si, więc wydajność jest nieco niższa, podobnie jak koszt takich ogniw słonecznych.

Pozytywne fakty polikrystaliczne:

1. Sprawność wynosi 12–18%.
2. Przy niesprzyjającej pogodzie wydajność jest lepsza niż Mono-Si.
3. Cena tego urządzenia jest niższa, a okres zwrotu jest znacznie niższy.
4. Orientacja na słońce nie jest krytyczna, więc można je umieszczać na dachach różnych budynków.
5. Czas eksploatacji - sprawność pochłaniania i magazynowania energii elektrycznej spada do 20% po 20 latach ciągłej pracy.

Niedogodności:

1. Sprawność spada do 12–18%.
2. Wymagający do miejsca. Normalna elektrownia wymaga więcej miejsca do rozmieszczenia niż bateria monokrystaliczna.

Krzem amorficzny

Technologia produkcji paneli znacznie różni się od dwóch poprzednich. Gotowanie obejmuje gorące opary, które opadają na podłoże bez tworzenia się kryształów. Jednocześnie zużywa się mniej materiału produkcyjnego i jest to brane pod uwagę przy ustalaniu ceny.

Korzyści:

1. Sprawność wynosi 8-9% w drugiej generacji i do 12% w trzeciej.
2. Wysoka wydajność przy mniej słonecznej pogodzie.
3. Może być stosowany na elastycznych modułach.
4. Wydajność akumulatorów nie spada wraz ze wzrostem temperatury, co pozwala na ich montaż na dowolnej powierzchni o niestandardowym kształcie.

Główną wadę można uznać za niższą wydajność (w porównaniu z innymi analogami), a zatem wymaga dużego obszaru, aby uzyskać porównywalny zwrot ze sprzętu.

Przenośna bateria słoneczna - specjalnie dla turystów

W dzisiejszych czasach każdy ma gadżety elektroniczne. Nie chodzi o to, że ktoś ma mniej, ale ktoś więcej. Wszystkie wymagają naładowania, a to wymaga ładowarek. Ale ten problem jest szczególnie dotkliwy dla tych, którzy znajdują się w miejscach, w których nie ma zasilania. Jedynymi gniazdami są panele słoneczne. Ale ich ceny pozostają wysokie, a wybór jest niewielki. Najlepszą opcją, jak się powszechnie uważa, są produkty firmy Goal Zero (choć są i produkty rosyjskie i chińskie - jak zawsze w wątpliwość).

Okazało się jednak, że nie wszystko jest złe, co jest produkowane w Chinach czy Korei. Szczególnie zadowolony z baterii słonecznej firmy YOLK z Chicago, która rozpoczęła produkcję kompaktowego papieru słonecznego Solar Paper - najcieńszego i najlżejszego. Jego waga to tylko 120 gramów. Ale są też inne zalety - modułowa konstrukcja pozwala na zwiększenie mocy. Panel słoneczny jest jak plastikowe pudełko, podobne rozmiarem do iPada, tylko o połowę cieńsze. Na jego przedniej stronie znajduje się panel słoneczny. Na obudowie znajduje się gniazdo na laptopa i porty USB do podłączenia innych paneli słonecznych, a także latarka. W tym cudownym pudełku znajdują się baterie i tablica kontrolna. Urządzenie można ładować z gniazdka, a jednocześnie może to być telefon i dwa laptopy. Oczywiście urządzenie jest również ładowane ze słońca. Gdy tylko padnie na niego światło, zapala się wskaźnik. W warunkach polowych panel słoneczny jest po prostu niezastąpiony: z powodzeniem ładuje wszystkie niezbędne urządzenia - szybsze telefony, laptopy.

Przenośne panele słoneczne mają niewielkie rozmiary: występują nawet w postaci breloczków do kluczy, które można przyczepić do wszystkiego. Zostały opracowane tak, aby można było je zabrać na wyprawę na ryby, na wędrówkę itp. Muszą mieć latarkę, aby w nocy można było oświetlić drogę, namiot itp., Mocowania ułatwiające umieszczenie ich na plecakach , kajaki, namioty ... Bardzo ważne jest, aby takie urządzenie miało wbudowaną baterię, która umożliwia ładowanie urządzeń w nocy.

Przegląd modułów innych niż silikonowe

Panele słoneczne wykonane z droższych analogów osiągają współczynnik 30%; mogą być kilkakrotnie droższe niż podobne systemy oparte na krzemie. Niektóre z nich nadal charakteryzują się niższą wydajnością, mając jednocześnie możliwość pracy w agresywnym środowisku.Do produkcji takich paneli najczęściej stosuje się tellurek kadmu. Inne elementy są również używane, ale rzadziej.

Wymieńmy główne zalety:

1. Wysoka sprawność od 25 do 35% z możliwością osiągnięcia w relatywnie idealnych warunkach nawet 40%.
2. Fotokomórki są stabilne nawet w temperaturach do 150 ° C.
3. Koncentrując światło z oprawy na małym panelu, zasilany jest wodny wymiennik ciepła, w wyniku czego powstaje para, która obraca turbinę i wytwarza energię elektryczną.

Jak powiedzieliśmy wcześniej, wadą jest wysoka cena, ale w niektórych przypadkach są one najlepszym rozwiązaniem. Na przykład w krajach równikowych, gdzie powierzchnia modułów może osiągnąć 80 ° C.

Instrukcja montażu ogniw słonecznych

Panele słoneczne. O tym, jak je zbierać pisaliśmy w tym artykule (otworzy się w nowym oknie). Możesz kupić gotowy panel słoneczny do swojego domu, ale aby zaoszczędzić pieniądze, możesz kupić polikrystaliczne ogniwa słoneczne i samodzielnie zmontować panele słoneczne do domu.

Falownik. Panele słoneczne generują prąd stały, zbliżony do 12 lub 24 V (w zależności od podłączenia), falownik przetwarza go na prąd przemienny 220 V i 50 Hz, z którego można zasilać wszystkie urządzenia gospodarstwa domowego.

Bateria. Nawet ich system. Energia słoneczna nie jest stale wytwarzana. W godzinach szczytu może być nadmiernie zasilany, a wraz z nadejściem zmierzchu jego produkcja całkowicie się zatrzymuje. Baterie magazynują energię elektryczną w ciągu dnia i uwalniają ją wieczorem / w nocy. Jak wybrać baterię do elektrowni słonecznej jest napisane w tym artykule (otwiera się w nowym oknie).

Ważne jest, aby wiedzieć. Nie zaleca się używania do tych celów zwykłych akumulatorów samochodowych - stają się bezużyteczne po 2-3 latach eksploatacji (są zaprojektowane na taki okres użytkowania)

Kontroler. Zapewnia pełne naładowanie akumulatora oraz chroni go przed przeładowaniem i wygotowaniem. O tym, który kontroler wybrać, pisaliśmy w tym artykule (otworzy się w nowym oknie).

Panele słoneczne stają się coraz tańsze i wydajniejsze. Obecnie są one używane do ładowania baterii w lampach ulicznych, smartfonach, samochodach elektrycznych, domach prywatnych i na satelitach w kosmosie. Zaczęli nawet budować pełnoprawne elektrownie słoneczne (SPP) o dużych ilościach generacji.

Bateria słoneczna składa się z wielu ogniw fotowoltaicznych (konwerterów fotoelektrycznych FEP), które zamieniają energię fotonów ze słońca na energię elektryczną

Każda bateria słoneczna jest zaprojektowana jako blok określonej liczby modułów, które łączą fotokomórki półprzewodnikowe połączone szeregowo. Aby zrozumieć zasady działania takiej baterii, konieczne jest zrozumienie działania tego końcowego ogniwa w urządzeniu z panelem słonecznym, stworzonym na bazie półprzewodników.

Istnieje ogromna liczba opcji FEP z różnych pierwiastków chemicznych. Jednak większość z nich to rozwój na wczesnym etapie. Jak dotąd na skalę przemysłową produkowane są tylko panele słoneczne na bazie krzemu.

Sugerujemy zapoznanie się ze składem próchnicy drewna

Półprzewodniki krzemowe są wykorzystywane do produkcji ogniw słonecznych ze względu na ich niski koszt, nie mogą pochwalić się szczególnie wysoką wydajnością

Kiedy fotony uderzają w PVC między tymi warstwami półprzewodników, z powodu niejednorodności kryształu, powstaje foto-emf bramkowy, w wyniku którego powstaje różnica potencjałów i prąd elektronowy.

Płytki krzemowe fotokomórek różnią się technologią wykonania dla:

1. Monokrystaliczny.
2. Polikrystaliczny.

Te pierwsze mają wyższą wydajność, ale ich koszt produkcji jest również wyższy niż tych drugich. Zewnętrznie jedną opcję od drugiej na panelu słonecznym można odróżnić po jej kształcie.

PVC monokrystaliczne mają jednorodną strukturę, są wykonane w formie kwadratów ze ściętymi narożnikami. Natomiast elementy polikrystaliczne mają ściśle kwadratowy kształt.

Polikryształy powstają w wyniku stopniowego chłodzenia stopionego krzemu. Ta metoda jest niezwykle prosta, dlatego takie fotokomórki są niedrogie.

Ale ich wydajność w zakresie wytwarzania energii elektrycznej ze światła słonecznego rzadko przekracza 15%. Wynika to z „nieczystości” powstałych płytek krzemowych i ich wewnętrznej struktury. Tutaj im czystsza warstwa p krzemu, tym wyższa sprawność transformatora fotowoltaicznego z niej.

Czystość monokryształów pod tym względem jest znacznie wyższa niż analogów polikrystalicznych. Są wykonane nie ze stopionego, ale ze sztucznie wyhodowanego stałego kryształu krzemu. Współczynnik konwersji fotoelektrycznej takiego PVC sięga już 20-22%.

Poszczególne fotokomórki montowane są we wspólnym module na ramie aluminiowej, a dla ochrony od góry przykryte są wytrzymałym szkłem, które nie zakłóca promieni słonecznych.

Kiedy promienie słoneczne padają na fotokomórkę, generowane są w niej nierównowagowe pary elektron-dziura. Nadmiar elektronów i „dziur” jest częściowo przenoszony przez złącze p-n z jednej warstwy półprzewodnika do drugiej.

W rezultacie pojawia się napięcie w obwodzie zewnętrznym. W tym przypadku biegun dodatni źródła prądu powstaje na styku warstwy p, a biegun ujemny na warstwie n.

Różnica potencjałów (napięcie) między stykami fotokomórki pojawia się w wyniku zmiany liczby "dziur" i elektronów z różnych stron złącza p-n w wyniku naświetlenia warstwy n światłem słonecznym

Fotokomórki podłączone do zewnętrznego obciążenia w postaci baterii tworzą z nim zamknięte koło. W rezultacie panel słoneczny działa jak rodzaj koła, po którym białka „biegną” razem z elektronami. Akumulator stopniowo się ładuje.

Standardowe krzemowe konwertery fotowoltaiczne to ogniwa z pojedynczym złączem. Przepływ elektronów do nich następuje tylko przez jedno złącze p-n z ograniczoną strefą energii fotonów tego przejścia.

Oznacza to, że każda taka fotokomórka jest w stanie wytwarzać energię elektryczną tylko z wąskiego spektrum promieniowania słonecznego. Cała inna energia jest marnowana. Dlatego skuteczność FEP jest tak niska.

Aby zwiększyć wydajność ogniw słonecznych, ostatnio zaczęto wykonywać dla nich krzemowe elementy półprzewodnikowe wielozłączowe (kaskadowe). Istnieje już kilka zmian w nowych FEP. Co więcej, każdy z nich w tej kaskadzie jest zaprojektowany dla własnego spektrum światła słonecznego.

Całkowita wydajność konwersji fotonów na prąd elektryczny w takich fotokomórkach ostatecznie wzrasta. Ale ich cena jest znacznie wyższa. Tutaj albo łatwość produkcji przy niskich kosztach i niskiej wydajności, albo większe zyski w połączeniu z wysokimi kosztami.

Bateria słoneczna może pracować zarówno latem, jak i zimą (potrzebuje światła, a nie ciepła) - im mniejsze zachmurzenie i im jaśniej świeci słońce, tym bardziej panel słoneczny będzie generował prąd elektryczny

W rezultacie ten sam model baterii słonecznej generuje mniej prądu w cieple niż w zimnie. Fotokomórki wykazują maksymalną wydajność w pogodny zimowy dzień. Są tu dwa czynniki - dużo słońca i naturalne chłodzenie.

Co więcej, jeśli śnieg spadnie na panel, nadal będzie wytwarzał energię elektryczną. Co więcej, płatki śniegu nie będą miały nawet czasu, aby się na nim położyć, topiąc się od ciepła rozgrzanych fotokomórek.

Płyty należące do klasy „płaskich” zaleca się montować w okresie letnim, kiedy nasłonecznienie jest większe. Będzie to najlepsza opcja ze względu na stosunek ceny do otrzymanej energii, co oznacza, że ​​zakup takich kolektorów słonecznych w pełni uzasadni wszystkie wydane środki.

Tak czy inaczej, potencjał energetyczny sprzętu pozwala na wykorzystanie go w systemach zaopatrzenia w ciepłą wodę i ogrzewania.

Proces konwersji energii jest niezwykle wrażliwy na ekstremalne temperatury. Należy to wziąć pod uwagę podczas instalacji.Pierwszym krokiem jest upewnienie się, że mieszkanie jest starannie zaizolowane, w przeciwnym razie mogą wystąpić nieprzewidziane awarie w działaniu systemu.

System grzewczy z panelami słonecznymi jest zamkniętą pętlą, w której krąży chłodziwo

Dla każdego regionu istnieje optymalna opcja instalacji sprzętu. Obliczenie opiera się na stopniu tego samego nasłonecznienia. Zgodnie z zasadami użytkowania kolektor należy ustawić tak, aby kąt padania promieni słonecznych na jego powierzchnię wynosił 90 °.

Tylko w takim przypadku wydajność systemu zostanie zmaksymalizowana. Podczas montażu paneli można osiągnąć absolutną dokładność, mierząc szerokość geograficzną obszaru.

Ważnym czynnikiem będzie kierunek ułożenia paneli. Ze względu na to, że najwyższy poziom mocy osiągany jest głównie w środku dnia, warto skierować panele w kierunku południowym. Dopuszczalne są pewne odchylenia podczas instalacji, w kierunku wschodnim lub zachodnim, ale nie za duże.

Ponadto często występuje spadek wydajności, gdy cienie drzew uderzają w panel kolektora. Zimą zaleca się zwiększenie kąta nachylenia paneli słonecznych, co poprawi poziom wydajności systemu.

Sprawność kolektorów zależy przede wszystkim od kąta nachylenia panelu w stosunku do poziomej powierzchni. Aby uzyskać optymalną absorpcję światła, zaleca się utrzymywanie nachylenia około 45 °.

Optymalny kąt nachylenia panelu słonecznego zależy od pory roku. Dobrze, jeśli urządzenie jest wyposażone w urządzenie do korekcji kąta.

Azymut należy utrzymywać na poziomie 0 ° (bezpośrednio na południe). Dopuszczalne są pewne odchylenia 30-40 ° dla lepszego nasłonecznienia. Aby zwiększyć sztywność, istnieje specjalny. konstrukcje aluminiowe.

Jest to przede wszystkim typowe dla montażu kolektorów na pochyłym dachu. Zapobiegną zmianom ustawionych parametrów pod wpływem warunków atmosferycznych, a duża szybkość montażu dzięki zastosowaniu haczyków mocujących i profili pozwoli zaoszczędzić czas.

W pierwszym etapie instalowane są wszystkie elementy grzewcze: kotły, kompresory, przewodniki ciepła itp. Dla wygody zaleca się umieszczenie elementów systemu w łatwo dostępnym miejscu. Podczas instalowania zbiornika wyrównawczego należy wziąć pod uwagę, że między nim a kolektorami nie ma przeszkód.

Temperatura wewnątrz zbiornika mierzona jest za pomocą czujnika temperatury. Powinien być przymocowany do dna zbiornika.

Następnym krokiem będzie organizacja systemu wentylacji. Podczas instalowania obwodu konieczne jest utworzenie wylotu powietrza opuszczającego zbiornik wyrównawczy. Najlepszym rozwiązaniem byłoby przeniesienie komunikacji na dach. Przyczyni się to do regulacji spadków ciśnienia wewnątrz instalacji grzewczej.

Panele słoneczne są częścią systemu grzewczego, który musi obejmować również kotły, pompy odśrodkowe, rurociągi itp.

Baterie polimerowe i organiczne

Moduły oparte na polimerach i materiałach organicznych stały się powszechne w ciągu ostatnich 10 lat, powstają w postaci struktur foliowych, których grubość rzadko przekracza 1 mm. Ich wydajność sięga blisko 15%, a ich koszt jest kilkakrotnie niższy niż ich krystalicznych odpowiedników.

Korzyści:

1. Niski koszt produkcji.
2. Elastyczny (rolkowy) format.

Wadą paneli wykonanych z tych materiałów jest spadek wydajności na dużej odległości. Jednak kwestia ta jest wciąż badana, a produkcja jest stale unowocześniana, aby wyeliminować wady, które mogą pojawić się w istniejącej generacji tego typu baterii za 5-10 lat.

Korpus i szkło

Panele słoneczne do domu mają aluminiową obudowę. Ten metal nie koroduje, przy wystarczającej wytrzymałości ma niewielką masę. Zwykłe nadwozie powinno być zmontowane z profilu, w którym znajdują się co najmniej dwa usztywnienia. Ponadto szkło należy włożyć w specjalny rowek, a nie mocować od góry. To wszystko są oznaki normalnej jakości.

Obudowa nie powinna oślepiać

Nawet wybierając panel słoneczny, zwróć uwagę na szkło. W zwykłych bateriach ma raczej teksturę niż gładkość. W dotyku - szorstki, jeśli wbiegniesz po paznokciach, usłyszysz szelest. Ponadto musi mieć wysokiej jakości powłokę, która minimalizuje odblaski. Oznacza to, że nic nie powinno być w tym odzwierciedlone. Jeśli odbicia otaczających obiektów są widoczne przynajmniej z dowolnego kąta, lepiej jest znaleźć inny panel.

Jak dokonać właściwego wyboru?

Dla właścicieli domów położonych na kontynencie europejskim wybór jest dość prosty - jest to polikrystal lub monokryształ wykonany z krzemu. Jednocześnie przy ograniczonych powierzchniach warto dokonać wyboru na korzyść paneli monokrystalicznych, aw przypadku braku takich ograniczeń - na baterie polikrystaliczne. Wybierając producenta, parametry techniczne urządzeń i dodatkowe systemy, warto skontaktować się z firmami zajmującymi się zarówno sprzedażą, jak i montażem zestawów. Należy pamiętać, że niezależnie od producenta, jakość systemów pochodzących od „topowych” producentów raczej nie będzie się różnić, dlatego nie dajcie się zwieść studiowaniu polityki cenowej.

Decydując się na wykonanie pod klucz instalacji „farmy fotowoltaicznej” pamiętaj, że same panele w pakiecie takich usług zajmą tylko 1/3 całkowitego kosztu, a zwrot będzie bliski około:

1. Budżetowym, ale skutecznym wyborem będą panele firmy Amerisolar, model polikrystaliczny nazywa się AS-6P30 280W, ma rozmiar 1640x992 mm i wytwarza odpowiednio 280 W mocy. Sprawność modułu wynosi 17,4%. Z minusów - gwarancja to tylko 2 lata. Ale koszt to 7 tysięcy rubli.
2. Moduł RS 280 POLY z chińskiej Rundy będzie miał podobną pojemność, koszt jest jeszcze niższy - około 6 tysięcy rubli.
3. Jeśli przestrzeń jest ograniczona, należy zwrócić uwagę na produkt LEAPTON SOLAR - LP72-375M PERC, sprawność wynosi 19,1%, a przy wymiarach 1960x992 mm na wyjściu otrzymujemy 375 W energii. Koszt takiej baterii wyniesie około 10 tysięcy rubli.
4. Kolejną skuteczną opcją o mniejszych wymiarach, 1686x1016 mm, będzie nowy produkt firmy LG - NeOn 340 W. „Nie on” może pochwalić się wydajnością na poziomie 19,8%, ale nie może pochwalić się kosztem, będzie on o ponad połowę wyższy od poprzedniego próbka - około 16 tysięcy rubli ...
5. Dla tych, którzy chcą zwrócić uwagę na segment premium, tajwańska firma BenQ wprowadziła na rynek moduł monokrystaliczny SunForte PM096B00 333W o mocy 333 W na wyjściu, o sprawności nominalnej 20,4% o wymiarach 1559x1046 mm. . Ten moduł otrzymał imponujący koszt prawie 35 tysięcy rubli.

Wideo. Jak obliczyć wymaganą liczbę paneli słonecznych w domu

Film wyraźnie pokazuje procedurę obliczania powierzchni paneli słonecznych dla prywatnego domu. Przydatny dla tych, którzy już na etapie planowania chcą uwzględnić wszystkie koszty budowy autonomicznego systemu zasilania energią słoneczną.

Dobieramy baterię do elektrowni słonecznej Power Bank z baterią słoneczną - kalkulacja na analfabetyzm Czy opłaca się kupić zestaw paneli słonecznych do domków letniskowych Wiatrak do prywatnego domu - zabawka czy prawdziwa alternatywa

Dobre 12-woltowe ogniwo słoneczne powinno mieć 36 ogniw, a bateria 24-woltowa powinna mieć 72 fotokomórki. Ta ilość jest optymalna. Mając mniej fotokomórek, nigdy nie uzyskasz określonego prądu. I to jest najlepsza opcja.

Nie kupuj podwójnych paneli słonecznych - odpowiednio 72 i 144 ogniw. Po pierwsze są bardzo duże, co jest niewygodne w transporcie. Po drugie, w nienormalnie niskich temperaturach, które mamy okresowo, jako pierwsze zawodzą. Faktem jest, że folia do laminowania znacznie zmniejsza się podczas mrozu.

Panel słoneczny 4V posiada 7 elementów

Drugi czynnik. Duże panele powinny mieć większą grubość obudowy i szkła. W końcu rosną obciążenia wiatrem i śniegiem. Ale nie zawsze tak się dzieje, ponieważ cena znacznie wzrasta.Jeśli widzisz panel podwójny, a cena za niego jest niższa niż za dwa „zwykłe”, lepiej poszukaj czegoś innego.

Sugerujemy zapoznanie się z Opisem brzozy dla dzieci. Opis liścia brzozy

Jeszcze raz: najlepszym wyborem jest 12-woltowy panel słoneczny do Twojego domu, składający się z 36 ogniw słonecznych. To najlepsza opcja, sprawdzona w praktyce.

Dlaczego efektywność jest tak ważna?

Wydajność zyskuje ogromne znaczenie przy obliczaniu powierzchni, którą można wykorzystać dla systemu paneli słonecznych. Przy porównywalnych rozmiarach opisanych modułów Amerisolar AS-6P30 280W (1,63 mkw.) I NeOn 340 W od LG (1,71 mkw.) Różnica mocy na metr kwadratowy na wyjściu wyniesie 15,6%. Z jednej strony może się to wydawać mało efektywne, biorąc pod uwagę ponad dwukrotną różnicę w cenie, ale w przypadku ograniczonej przestrzeni lub bardziej agresywnego otoczenia może to zmienić Twój wybór na korzyść tego znanego producenta.

Zwiększona wydajność podkreśla nie tylko efektywność technologii wytwarzania, ale także jakość materiałów użytych do produkcji. Może to wpłynąć na żywotność urządzeń, odporność paneli na tzw. Degradację. Nie zapomnij także o zobowiązaniach gwarancyjnych producenta. Dzięki przedstawicielstwom i usługom gwarancyjnym w prawie wszystkich zakątkach świata, LG będzie mogło pochwalić się bardziej lojalnym podejściem do klientów i wywiązywaniem się ze swoich zobowiązań.

Specyfikacje: na co zwrócić uwagę

Certyfikowane panele słoneczne zawsze wskazują prąd i napięcie robocze, a także napięcie w obwodzie otwartym i prąd zwarcia. Należy pamiętać, że wszystkie parametry są zwykle wskazywane dla temperatury 25 ° C. W słoneczny dzień na dachu akumulator nagrzewa się do temperatur znacznie przekraczających tę wartość. To wyjaśnia wyższe napięcie robocze.

Przykład właściwości technicznych paneli słonecznych do domu

Zwróć także uwagę na napięcie w obwodzie otwartym. W zwykłych akumulatorach jest to około 22 V. I wszystko byłoby w porządku, ale jeśli wykonasz prace na sprzęcie bez odłączania paneli słonecznych, napięcie w obwodzie otwartym spowoduje uszkodzenie falownika lub innego podłączonego sprzętu, który nie jest przeznaczony do takiego urządzenia. Napięcie.

Z czego wykonane są panele słoneczne?

Konstrukcja to układ połączonych ze sobą elementów, w konstrukcji którego wykorzystuje się zasadę efektu fotoelektrycznego. W zależności od producenta i rodzaju instalacji, gotowe zestawy paneli słonecznych do domu prywatnego zawierają następujące elementy:

1. Materiał półprzewodnikowy umieszczony pod szkłem hartowanym. Składa się z dwóch warstw materiałów o różnej przewodności. Niektóre mają nadmiar elektronów, podczas gdy inne mają niedobór. Są oddzielone cienką warstwą elementu, aby zapobiec mieszaniu.
2. Zasilacz.
3. Bateria przechowująca i przechowująca energię.
4. Kontroler ładowania panelu słonecznego.
5. Falownik-konwerter.
6. Regulator napięcia.
7. Przewody łączące.

Jak działa panel słoneczny?

Wcześniej ogniwa słoneczne były używane tylko w kosmosie jako główne źródło energii dla satelitów. Obecnie panele słoneczne coraz częściej wchodzą w skład naszego życia, ale niewiele osób wie, jak one działają. Warto dowiedzieć się, jak zachodzi zamiana promieni na energię elektryczną. Bez skomplikowanych szczegółów technologicznych zasada działania panelu słonecznego do domu jest opisana w następujący sposób:

1. Istnieją ogniwa fotowoltaiczne, składające się z materiału półprzewodnikowego, zapakowane we wspólną ramkę.
2. Kiedy promienie uderzają w ich powierzchnię, nagrzewają się, częściowo pochłaniając energię, uwalniając w ten sposób elektrony.
3. Za pomocą pola elektrycznego wolne elektrony poruszają się w określonym kierunku, tworząc prąd.
4. Porusza się wzdłuż miedzianych żyłek pokrywających baterię i podróżuje bezpośrednio do miejsca przeznaczenia.Może to być urządzenie elektroniczne lub bateria przechowująca prąd.