Как работят слънчевите панели

Дизайнът на слънчева батерия и принципът на нейната работа зависи от това какви материали и по каква технология е изработена. Следователно, трябва да разберете характеристиките на основните опции, за да разберете какви са техните разлики и да изберете подходящото решение за използване. Всички данни са от значение за висококачествени продукти, евтините батерии може да не отговарят на декларираните параметри, тъй като често се произвеждат с нарушения на технологиите.

Стандартен твърд дизайн на слънчеви масиви.

Терминология

Основните термини, използвани в тази област:

1. Слънчевата енергия е електричество, което се получава от слънцето при използване на панели.
2. Слънчева изолация - показва колко слънчева светлина пада върху квадратен метър от повърхност, разположена перпендикулярно на лъчите.
3. Фотоволтаичните клетки са модули, способни да преобразуват слънчевата светлина в електрическа енергия. Обикновено те произвеждат от 1 до 2 вата енергия, но има и по-продуктивни опции.
4. Фотоволтаичната система е набор от оборудване, което преобразува слънчевата светлина в електричество.
5. Слънчевите панели или панели са група от фотоволтаични клетки, групирани в голям модул и свързани последователно или последователно-паралелно. Обикновено една батерия включва от 36 до 40 сегмента.
6. Масивът е поредица от слънчеви панели, свързани за осигуряване на желаното количество ток.
7. Рамкови модули - конструкции в алуминиева рамка, издръжливи и уплътнени.
8. Безрамковите елементи са гъвкави опции, те се използват в условия на по-ниски натоварвания.
9. Киловатчас (kW) е стандартно измерване на електрическата мощност.
10. Ефективност (ефективност) - слънчеви панели. Показва колко слънчева енергия, която удря повърхността, се превръща в електричество. Обикновено индикаторът е 15-24%.
11. Деградацията е намаляване на капацитета на слънчевите панели, което възниква поради естествени причини. Измерва се като процент от първоначалните показатели.
12. Пиковите натоварвания са моменти, когато е необходимо най-голямо количество електроенергия.
13. Кристалният силиций е суровината за производството на слънчеви панели. Най-често срещаният и издръжлив вариант за днес.
14. Аморфният силиций е състав, отложен върху повърхността чрез изпаряване и покрит със защитен състав.
15. Полупроводниците са вещества, които могат да провеждат ток при определени условия. Това включва повечето от новите материали, използвани при производството на слънчеви панели.
16. Инверторът е устройство за преобразуване на постоянен ток в променлив.
17. Контролер - регулира изходното напрежение от соларните модули за правилно зареждане на батериите.

Карта на изолацията на територията на Русия.

Това са само най-често срещаните термини, има допълнителни опции. Но дори познаването на основите ще ви помогне да разберете много по-добре темата.

Категории за качество

За да се оцени качеството на слънчев панел, е необходимо преди всичко да се разбере класът на суровините, използвани за производството на фотоволтаични клетки. От това зависи ефективността и експлоатационният живот на готовите продукти. 4 основни класа:

1. Клас А - най-добрият вариант, при който няма повреди и пукнатини. Еднородността на пълнежа и гладкостта на повърхността гарантират висока производителност, която често е дори по-висока от посочената в документацията. В допълнение, тази опция има най-ниската степен на разграждане и запазва добрата производителност за дълго време.
2. Степен Б малко по-лошо като качество, може да има дефекти на повърхността. Но в същото време най-често използването дава възможност за получаване на продукти, сравними по ефективност с клас А. Показателите за разграждане са с порядък по-лоши, следователно те губят първоначалните си характеристики по-бързо.
3. Степен C - опция, при която може да има доста сериозни дефекти - от пукнатини до стружки и други повреди. На цена такива модули са много по-евтини, но тяхната ефективност не надвишава 15%. Евтино решение, което е подходящо за малки товари.
4. Степен D - по същество това са отпадъците, останали след производството на фотоволтаични клетки, които не трябва да се използват за направата на батерии. Но много не много честни производители, особено от Азия, ги използват в производството. Производителността на тази опция е изключително ниска.

По-добре е да изберете първия вариант, в екстремни случаи вторият също е подходящ.Само те могат да осигурят нормална ефективност и ще служат дълго време.

Защитното фолио на слънчевите панели също трябва да бъде с високо качество.

EVA ламиниращият материал е специален филм, който се намира от предната страна и може да се използва от грешната страна. Основната цел е да предпази работните елементи от неблагоприятни въздействия, без да пречи на слънчевата светлина. Висококачествените опции издържат около 25 години, нискокачествените - от 5 до 10. Невъзможно е да се определи сортът на око, така че е по-лесно да се изхожда от цената - за добрите опции тя няма да бъде ниска.

Във видеото, като пример, те ясно разбират как възниква електрически ток под въздействието на слънчева светлина.

Принцип на действие

Доста е трудно да се обяснят характеристиките на слънчевата батерия, но можете да разберете общите точки:

1. Когато слънчевата светлина удари фотоклетки, там започва образуването на неравновесни двойки електрон-дупка.
2. Поради излишъка от електрони, те започват да се движат към долния слой на полупроводника.
3. Напрежението се подава към външната верига. При контакта на p-слоя се появява положителен полюс, а на контакта на n-слоя - отрицателен полюс.
4. Ако към фотоклетките се свърже батерия, тогава се получава порочен кръг и постоянно движещите се електрони осигуряват постепенно зареждане на батерията.
5. Конвенционалните силициеви модули са клетки с единичен възел, които могат да генерират енергия само от определен спектър слънчева светлина. Поради това ефективността на оборудването е ниска.
6. За да решат проблема, производителите са разработили каскадни опции, те могат да вземат енергия от различни лъчи на слънчевия спектър.Това повишава ефективността, но поради високата цена на производство, цената на такива панели е много по-висока.
7. Енергията, която не се преобразува в електричество, се превръща в топлина, така че слънчевите панели се загряват до 55 градуса по време на работа, а полупроводниковите батерии до 180. Освен това, когато слънчевата батерия се нагрява, ефективността на слънчевата батерия намалява.

Най-простата схема на слънчевата батерия.

Между другото! Слънчевите панели са най-ефективни в ясни зимни дни, когато има достатъчно светлина и ниската температура охлажда повърхността.

От какво са направени

За да проучите устройството на слънчева батерия, трябва да разберете основните разновидности, тъй като производствената технология има значителни разлики в зависимост от използваните суровини:

1. Батерии CdTe. Кадмиевият телурид се използва при производството на филмови модули. Слой от няколкостотин микрометра е достатъчен, за да се получи ефективност от порядъка на 11% или малко по-висока. Това е откровено ниска цифра, но по отношение на 1 ват мощност, цената на електроенергията е поне 30% по-евтина от традиционните силициеви опции. Въпреки факта, че този сорт е много по-тънък и по-лек.
2. Тип CIGS. Съкращението означава, че съставът включва мед, индий, галий и селен. Оказва се полупроводник, който също се нанася в малък слой, но за разлика от първия вариант, ефективността тук е с порядък по-висока и възлиза на 15%.
3. Типове GaAs и InP отличава възможността за нанасяне на тънък слой от 5-6 микрона, докато ефективността ще бъде около 20%. Това е нова дума в технологиите за извличане на електроенергия от слънчева светлина.Поради високите работни температури батериите могат да се нагорещят много без загуба на производителност. Но поради факта, че в производството се използват редкоземни материали, цената на този тип е висока.
4. Батерии с квантови точки (QDSC). Те използват квантовите точки като абсорбиращ материал за преобразуване на слънчева енергия вместо традиционните насипни материали. Благодарение на характеристиките на настройката на ширината на лентата е възможно да се направят модули с множество връзки, които абсорбират слънчевата енергия по-ефективно.
5. Аморфен силиций прилага се чрез изпаряване и има хетерогенна структура. Той няма висока ефективност, но хомогенната повърхност абсорбира много добре дори разсеяната светлина.
6. Поликристална варианти се правят чрез топене на силиций и охлаждането му при определени условия за получаване на еднопосочни кристали. Едно от най-разпространените решения поради ниската себестойност на производството и добрите показатели за ефективност.
7. Монокристална елементите се състоят от твърди кристали, нарязани на тънки пластини и легирани с фосфор. Най-издръжливото решение с ниска степен на разграждане и експлоатационен живот от най-малко 30 години, но най-често 10-15 години по-дълъг.

Батериите от кадмиев телурид са едни от най-изгодните по отношение на цената на киловат електроенергия.

Между другото! Ефективността на един или друг вариант зависи от технологията на производство, така че трябва да бъде изяснена.

Прочетете също

Видове и методи за инсталиране на слънчеви панели

 

Плюсове и минуси на слънчевите панели

Всеки тип има свои собствени характеристики, които трябва да се вземат предвид при избора, за да се реши кой тип е най-подходящ:

1. Монокристалните панели имат най-висока ефективност и поради това се спестява площта за поставяне на модули. Те издържат поне 25 години и бавно губят мощност. В същото време повърхността е много чувствителна към замърсяване, трябва да се мие често. И цената е най-високата от всички опции на базата на силиций.
2. Поликристалните опции не абсорбират слънчевите лъчи толкова ефективно, но работят по-добре при разсеяна светлина. По отношение на съотношението цена-качество те са по-изгодни, но заемат повече място поради по-ниската ефективност.
3. Аморфните силициеви батерии могат да се поставят навсякъде, включително по стените на сгради, тъй като поглъщат добре разсеяната светлина. С ниска ефективност, те имат ниска цена, така че могат да се използват като икономичен вариант. В същото време те служат дълго време и не се страхуват толкова от повърхностно замърсяване.
4. Редкоземните опции имат сходни предимства и недостатъци, така че можете да ги разгледате заедно. По отношение на ефективността те превъзхождат класическите панели, могат да се нанасят върху филма, което е удобно. Те имат по-голям температурен диапазон, така че отоплението не влияе на ефективността на работа. Но поради високата цена и рядкост на металите, такива опции не се използват широко.

Опцията за монтиране на стена опростява монтажните работи.

Къде се използват

Всички разглеждани опции могат да бъдат инсталирани в частния сектор, за да получавате електричество от слънцето и да спестите енергийни ресурси или дори да постигнете пълна автономия. Що се отнася до употребата, трябва да вземете предвид няколко прости препоръки:

1. Монокристалните и поликристалните опции са най-добре поставени на покрива или на земята, като предварително сте изградили рамката под желания ъгъл.Желателно е ъгълът на наклон да е регулиран, за да можете да се адаптирате към слънцето.
2. Филмовите модули могат да се поставят навсякъде, както на стени, така и върху покриви. Те работят добре, дори ако лъчите не удрят повърхността под прав ъгъл, което е много важно.
3. В индустриален мащаб филмовите батерии също са предпочитани като по-евтини и по-лесни за инсталиране.

Опциите за филм са по-лесни за инсталиране с големи количества работа.

Има няколко разновидности на слънчеви клетки, но около 90% от пазара е зает от традиционните силициеви модели поради ниската им цена и добрата им производителност. Можете да изберете едно от полупроводниковите решения, но тогава ще трябва да похарчите един и половина до два пъти повече пари.