Do nedavno, ideja opskrbe vašeg doma autonomnim izvorom električne energije izgledala je kao nešto fantastično i nerealno. U današnje vrijeme takva se prilika pojavila zahvaljujući posebnim fotografskim pločama koje su razvili znanstvenici i dizajneri, na kojima se temelji princip solarne baterije. U Europi su mnogi vlasnici privatnih domova već ugradili sličnu opremu i čak prodaju višak dobivene energije. Takvi su uređaji primjenjivi u regijama u kojima ima puno sunčanih dana.

Važne informacije o tehnologiji

Ako detaljno pogledate solarnu bateriju, princip rada nije teško razumjeti. Pojedini odjeljci fotografske ploče mijenjaju vodljivost u pojedinim područjima pod utjecajem ultraljubičastog zračenja.

Kao rezultat toga, solarna se energija pretvara u električnu energiju koja se odmah može upotrijebiti za električne uređaje ili akumulirati na uklonjivim autonomnim medijima.

Da biste detaljnije razumjeli ovaj postupak, potrebno je procijeniti nekoliko važnih aspekata :

  1. Solarna baterija je poseban sustav fotonaponskih pretvarača koji čine zajedničku strukturu i povezani su određenim redoslijedom.
  2. U strukturi fotokonvertera postoje dva sloja koji se mogu razlikovati u vrsti vodljivosti.
  3. Za izradu ovih pretvarača koriste se silicijske rezine.
  4. Fosfor se dodaje i silicijumu u sloju n-tipa što uzrokuje pojavu viška elektrona s negativno nabijenim indeksom.
  5. Sloj p-tipa izrađen je od silicija i bora što dovodi do stvaranja takozvanih "rupa".
  6. U konačnici su oba sloja smještena između elektroda s različitim nabojem.

Princip rada

Mnogi ekolozi nazivaju ove uređaje izvorom energije. Činjenica je da su oni, osim same proizvodnje uređaja, ekološki prihvatljivi.

Ploča s negativnim nabojem izložena je ultraljubičastoj svjetlosti, što pridonosi progresivnom stvaranju dodatnih negativnih elektrona i takozvanim "rupama". Električno polje u pn spoju počinje odvajati pozitivno i negativno nabijene čestice.

Prvi elementi idu u gornji sloj, a drugi na donji. Rezultat je razlika potencijala ili stalni napon. Ako ukratko opišemo daljnji postupak, tada fotokonverter djeluje poput baterije. I čim na njega djeluje dodatno opterećenje, u krugu se pojavljuje električna struja, čija jačina ovisi o različitim čimbenicima, uključujući:

  1. Razina insolacije.
  2. Veličina pretvornika.
  3. Vrsta fotoćelije.
  4. Ukupni otpor električnih uređaja koji su pričvršćeni na ploču.

Prikazi ploče

Trenutno su razne vrste solarnih panela česte. Među njima:

  1. Poli- i monokristal.
  2. Amorfni.

Monokristalne ploče odlikuju niska produktivnost, ali su relativno jeftine, a samim tim i vrlo popularne . Ako je potrebno opremiti dodatni sustav napajanja za napajanje alternativnom strujom kada je glavni isključen, tada je kupnja takve opcije opravdana.

U ta dva parametra polikristali su u usrednom položaju. Takvi se paneli mogu koristiti za osiguravanje centralizirane opskrbe električnom energijom na onim mjestima gdje iz bilo kojeg razloga nema pristupa stacionarnom sustavu.

Što se tiče amorfnih panela, oni pokazuju maksimalnu produktivnost, ali to značajno povećava troškove opreme. Amorfni silicij prisutan je u uređajima ove vrste. Vrijedi napomenuti da ih je još uvijek nerealno kupiti jer je tehnologija u fazi eksperimentalne primjene.

Uloga regulatora u baterijama

Gore opisani fotonaponski pretvarači solarne energije mogu biti dostojna alternativa za centralizirane sustave opskrbe električnom energijom, pod uvjetom da više nisu opremljeni regulatorima koji reguliraju stupanj napunjenosti opreme.

Svrha takvih elemenata je da učinkovito preraspodjelu primljene energije i zatim usmjere prema izvoru potrošnje . Također, ovi dijelovi mogu uštedjeti zalihe u bateriji.

Danas su različite vrste regulatora koje se mogu međusobno razlikovati u stupnju povećanja ukupne učinkovitosti sustava.

Uz velike, skupe ploče, u prodaji se nalazi i mnogo dostupnih uređaja koji rade na istom principu. Nedavno su popularnost stekle tzv. Solarne svjetiljke, koje se koriste za dekorativnu rasvjetu u pejzažnom dizajnu .

Slični uređaji za osvjetljenje rade po istom principu: u gornjem dijelu se nalazi fotografska ploča. Tijekom sunčanog dana, ovaj dio snima i pretvara solarnu energiju, koja se zatim pohranjuje u malu bateriju koja se nalazi u dnu svjetiljke. Uređaj troši energiju noću.

Amorfne silicijske ploče

Široko se koriste amorfni proizvodi izrađeni od silicija. Svaka ploča ima ploče izrađene od snopa, plastike ili folije, na koje se nanosi sloj silicija, koji je stvoren pomoću tehnologije prskanja čestica u vakuumskom mediju.

Učinkovitost je mnogo manja od ostalih vrsta, jer je samo 6 posto. Osim toga, slojevi silicija mogu izblijediti na suncu i nakon šest mjeseci rada gube svoju učinkovitost. Na kraju pada za 15, a ponekad i za 20 posto. Vijek trajanja takvih uređaja je ograničen na dvije godine.

Ove baterije imaju određene prednosti zbog kojih su vrlo popularne :

  1. Sustavi su u stanju raditi čak i u oblačno vrijeme.
  2. Njihova cijena na pozadini moderniziranih proizvoda je atraktivnija.

U posljednje vrijeme hibridni fotokonverteri brzo dobivaju na popularnosti . Temeljeni su na mikrokristalima koji su stavljeni na amorfni silicij. Po principu rada, ove ploče slične su polikristalnim, razlikuju se samo u većim snagama generirane struje kada su izložene difuznoj sunčevoj svjetlosti, na primjer, u oblačno vrijeme ili u zoru.

Osim toga, oni se mogu koristiti ne samo pod izravnim ultraljubičastim zračenjem, već i u infracrvenom rasponu.

Pretvornici filmskih polimera

Smatraju se dostojnom alternativom silicijskim proizvodima i zaslužuju vodeću poziciju na popisu najproduktivnijih ploča na tržištu. Već iz naziva je jasno da su takve baterije film koji se sastoji od više slojeva. Ovo je mreža aluminijskih vodiča, polimernog sloja aktivne tvari, organskog supstrata i zaštitnog filma.

Solarne ćelije povezane su zajedno i tvore filmsku solarnu bateriju rolnog tipa. U procesu proizvodnje izvodi se višeslojna primjena fotoćelije na film.

Takvi uređaji su laganiji i kompaktniji od klasičnih modela od silikona. Za izradu ne trebate koristiti skupe materijale, a sam proces proizvodnje mnogo je jeftiniji. Kao rezultat toga, rolo ploče su više potražnje zbog niske cijene.

Međutim, jednostavan princip rada značajno smanjuje pokazatelje radne učinkovitosti, pa je samo 6 posto. Od minusa je zabilježena i samo mala prevalencija, jer su modeli još uvijek u fazi eksperimenta i praktički nisu dostupni za opću upotrebu.

Među značajnim prednostima tehnologije je mogućnost promjene veličine baterije, prilagođavanje je bilo kojim parametrima . Prema stručnjacima, takvi će izumi uskoro postati vrlo popularni, pa će tvrtke moći pokrenuti proizvodnju u velikom obimu.

Raspored sustava grijanja

Trenutno inovativni sustavi grijanja na bazi solarnih pretvarača dobivaju na popularnosti. Ovo su samostalni uređaji jedinstvenog dizajna i tehničkih parametara koji se razlikuju od solarnih panela.

Kolektor se koristi kao glavni radni element za sustave grijanja, koji prima sunčevu svjetlost i automatski ga pretvara u kinetički elektricitet . Površina takvog dijela varira od 30 do 70 četvornih metara. Za popravljanje kolektora, trebate koristiti dodatnu opremu, a za povezivanje ploča međusobno se koriste metalni kontakti.

Sljedeća komponenta solarnog sustava grijanja je kotao za skladištenje . Omogućuje učinkovitu transformaciju kinetičke energije u toplinu i uzrokuje zagrijavanje tekućine, do 300 litara. U nekim se slučajevima koriste dodatni kotlovi na suho gorivo za održavanje optimalne temperature vode.

Posljednja jedinica takvog sustava su elementi poda i zida, gdje grijana voda cirkulira kroz bakrene cijevi. Zbog niske početne temperature akumulatora i ravnomjernog prijenosa topline, prostorija se zagrijava dovoljno brzo.

Da biste razumjeli kako sustavi grijanja u kući rade na solarnim pločama, morate detaljnije razmotriti načelo njihovog djelovanja.

Izvjesna razlika nastaje između pokazatelja temperature kolektora i elementa za pohranu. Sredstvo za hlađenje, u čijoj se ulozi koristi voda sa antifrizom, brzo cirkulira kroz sustav, uslijed čega nastaje kinetička energija.

Nakon što tekućina prođe kroz pojedine slojeve sustava, primljena energija postaje toplina, koja zagrijava sobu. Zbog ovih karakteristika kuća uvijek održava optimalni raspon temperature bez obzira na doba dana ili godine. Usput, tržište takvih sustava neprestano se širi, tako da će oni u skoroj budućnosti biti dostupni svakoj prosječnoj obitelji.

Kako rade solarni sustavi

Međutim, snaga jedne fotoćelije nije dovoljna da zadovolji većinu potreba kućanstva, jer ni pri dnevnom svjetlu nije u stanju proizvesti potrebnu količinu električne energije. Stoga se za povećanje izlazne snage koristi nekoliko fotokonvertera, koji se međusobno kombiniraju u paralelnom krugu. Rezultat je redovito povećanje konstantnog napona. Zauzvrat, trenutna snaga povećava se uzastopno.

Produktivnost solarnih panela ovisi o nekoliko čimbenika :

  1. Od temperature zraka i same ploče.
  2. Iz izbora pravog otpora opterećenja.
  3. Iz kuta upada ultraljubičastih zraka.
  4. Iz prisutnosti ili odsutnosti antirefleksnih prevlaka.
  5. Od snage svjetlosnog zračenja.

Važno je razumjeti da što je niža temperatura okolnog zraka, to će bolje funkcionirati fotoćelija i solarna baterija u cjelini. Sve je ovdje objašnjeno jednostavnim principom. Ali što se tiče izračuna opterećenja, u ovom slučaju situacija izgleda složenije. Ti se pokazatelji odabiru uzimajući u obzir izdanu struju, ali njezina vrijednost može varirati ovisno o vremenskim uvjetima.

Ručno praćenje promjena parametara baterije i njihovo stalno prilagođavanje je problematično . Umjesto toga, preporučljivo je sustav opremiti automatskim kontrolerom, koji će automatski mijenjati parametre solarne ploče, nastojeći postići maksimalnu produktivnost i optimalne konfiguracije.

Znanost je dokazala da je idealan kut upada ultraljubičastih zraka na heliobatteriju izravan. Ali ako se opazi odstupanje unutar radijusa od 30 stupnjeva, ne očekuju se ozbiljni gubici, jer se učinkovitost smanjuje samo za 5-10 posto. Ako se kut nastavi mijenjati, učinkovitost solarne ćelije značajno će pasti.

Sada znate kako djeluju različite vrste solarnih panela, koji se iz luksuznog predmeta brzo pretvaraju u nužni dio modernog života.

solarni paneli

Kategorija:

Tehnologije