Sådan fungerer solpaneler

Designet af et solbatteri og princippet om dets drift afhænger af hvilke materialer og hvilken teknologi det er lavet af. Derfor skal du forstå funktionerne i de vigtigste muligheder for at forstå, hvad deres forskelle er og vælge den passende løsning til brug. Alle data er relevante for produkter af høj kvalitet, billige batterier opfylder muligvis ikke de deklarerede parametre, da de ofte er fremstillet med overtrædelser af teknologien.

Standard stift solpaneldesign.

Terminologi

De vigtigste udtryk, der bruges på dette område:

1. Solenergi er elektricitet, der hentes fra solen, når man bruger paneler.
2. Solinsolation - viser hvor meget sollys der falder på en kvadratmeter af en overflade placeret vinkelret på strålerne.
3. Fotovoltaiske celler er moduler, der er i stand til at omdanne sollys til elektrisk energi. Normalt producerer de fra 1 til 2 watt energi, men der er også mere produktive muligheder.
4. Et solcelleanlæg er et sæt udstyr, der omdanner sollys til elektricitet.
5. Solpaneler eller paneler er en gruppe af fotovoltaiske celler grupperet i et stort modul og forbundet i en serie eller serie-parallel måde. Typisk indeholder et batteri fra 36 til 40 segmenter.
6. Et array er en serie af solpaneler forbundet til at give den ønskede mængde strøm.
7. Rammemoduler - strukturer i en aluminiumsramme, holdbare og forseglede.
8. Rammeløse elementer er fleksible muligheder, de bruges under forhold med lavere belastninger.
9. Kilowatt-time (kW) er en standardmåling af elektrisk effekt.
10. Effektivitet (effektivitet) - solpaneler. Viser hvor meget solenergi, der rammer overfladen, omdannes til elektricitet. Normalt er indikatoren 15-24%.
11. Nedbrydning er et fald i kapaciteten af ​​solpaneler, der opstår på grund af naturlige årsager. Det måles som en procentdel af de oprindelige indikatorer.
12. Spidsbelastninger er tidspunkter, hvor den største mængde elektricitet er nødvendig.
13. Krystallinsk silicium er råmaterialet til fremstilling af solpaneler. Den mest almindelige og holdbare mulighed for i dag.
14. Amorft silicium er en sammensætning aflejret på overfladen ved fordampning og dækket med en beskyttende sammensætning.
15. Halvledere er stoffer, der kan lede strøm under visse forhold. Dette omfatter de fleste af de nye materialer, der bruges til fremstilling af solpaneler.
16. En inverter er en enhed til at konvertere jævnstrøm til vekselstrøm.
17. Controller - regulerer udgangsspændingen fra solcellemodulerne for at oplade batterierne korrekt.

Kort over insolation på det russiske område.

Dette er kun de mest almindelige udtryk, der er yderligere muligheder. Men selv at kende det grundlæggende vil hjælpe dig med at forstå emnet meget bedre.

Kvalitetskategorier

For at vurdere kvaliteten af ​​et solpanel er det først og fremmest nødvendigt at finde ud af klassen af ​​råmaterialer, der bruges til produktion af solcelleceller. Effektiviteten og levetiden for færdige produkter afhænger af dette. 4 hovedklasser:

1. Klasse A - den bedste mulighed, hvor der ikke er nogen skader og revner. Fyldningens ensartethed og overfladens glathed garanterer høj ydeevne, som ofte er endnu højere end angivet i dokumentationen. Derudover har denne mulighed den laveste nedbrydningshastighed og bevarer god ydeevne i lang tid.
2. Klasse B lidt dårligere i kvalitet, der kan være fejl på overfladen. Men samtidig gør brugen det oftest muligt at opnå produkter, der er sammenlignelige i effektivitet med klasse A. Nedbrydningsindikatorerne er en størrelsesorden værre, derfor mister de deres oprindelige egenskaber hurtigere.
3. Grad C - en mulighed, hvor der kan være ret alvorlige defekter - fra revner til spåner og andre skader. Til en pris er sådanne moduler meget billigere, men deres effektivitet overstiger ikke 15%. En billig løsning, der er velegnet til små belastninger.
4. Grad D - i det væsentlige er dette det affald, der er tilbage efter fremstillingen af ​​solcelleceller, som ikke bør bruges til at fremstille batterier. Men mange ikke særlig ærlige producenter, især fra Asien, bruger dem i produktionen. Ydeevnen af ​​denne mulighed er ekstremt lav.

Det er bedre at vælge den første mulighed, i ekstreme tilfælde er den anden også velegnet.Kun de kan give normal effektivitet og vil tjene i lang tid.

Beskyttelsesfilmen på solpaneler skal også være af høj kvalitet.

EVA lamineringsmateriale er en speciel film, der er placeret på forsiden og kan bruges på den forkerte side. Hovedformålet er at beskytte arbejdselementer mod negative virkninger uden at forstyrre sollys. Højkvalitetsmuligheder varer omkring 25 år, lavkvalitetsmuligheder - fra 5 til 10. Det er umuligt at bestemme sorten med øjet, så det er lettere at gå ud fra prisen - for gode muligheder vil det ikke være lavt.

I videoen forstår de ved eksempel tydeligt, hvordan en elektrisk strøm opstår under påvirkning af sollys.

Funktionsprincip

Det er ret svært at forklare solbatteriets funktioner, men du kan forstå de generelle punkter:

1. Når sollys rammer fotoceller, begynder dannelsen af ​​ikke-ligevægtige elektron-hul-par der.
2. På grund af overskuddet af elektroner begynder de at bevæge sig til det nederste lag af halvlederen.
3. Spænding påføres det eksterne kredsløb. En positiv pol vises ved kontakten af ​​p-laget, og en negativ pol vises ved kontakten af ​​n-laget.
4. Hvis et batteri er forbundet til fotocellerne, så opnås en ond cirkel, og konstant bevægende elektroner sørger for en gradvis opladning af batteriet.
5. Konventionelle siliciummoduler er enkeltforbindelsesceller, der kun kan generere strøm fra et bestemt spektrum af sollys. Det er på grund af dette, at udstyrets effektivitet er lav.
6. For at løse problemet har producenterne udviklet kaskade muligheder, de kan tage energi fra forskellige stråler af solspektret.Dette øger effektiviteten, men på grund af de høje produktionsomkostninger er prisen på sådanne paneler meget højere.
7. Den energi, der ikke omdannes til elektricitet, bliver til varme, så solpaneler varmer op til 55 grader under drift, og halvlederbatterier op til 180. Desuden falder solbatteriets effektivitet i takt med, at solbatteriet varmes op.

Den enkleste ordning af solbatteriet.

I øvrigt! Solpaneler er mest effektive på klare vinterdage, hvor der er lys nok og den lave temperatur køler overfladen.

Hvad er de lavet af

For at studere enheden til et solbatteri skal du forstå de vigtigste sorter, da produktionsteknologien har betydelige forskelle afhængigt af de anvendte råmaterialer:

1. Batterier CdTe. Cadmiumtellurid bruges til fremstilling af filmmoduler. Et lag på flere hundrede mikrometer er nok til at få en effektivitet i størrelsesordenen 11% eller lidt højere. Dette er et ærligt talt lavt tal, men i form af 1 watt strøm er prisen på elektricitet mindst 30% billigere end traditionelle siliciummuligheder. På trods af at denne sort er meget tyndere og lettere.
2. CIGS type. Forkortelsen betyder, at sammensætningen omfatter kobber, indium, gallium og selen. Det viser sig en halvleder, som også påføres i et lille lag, men i modsætning til den første mulighed er effektiviteten her en størrelsesorden højere og beløber sig til 15%.
3. GaAs og InP typer skelner muligheden for at påføre et tyndt lag på 5-6 mikron, mens effektiviteten vil være omkring 20%. Dette er et nyt ord inden for teknologier til at udvinde elektricitet fra sollys.På grund af de høje driftstemperaturer kan batterier blive meget varme uden tab af ydeevne. Men på grund af det faktum, at der bruges sjældne jordarters materialer i produktionen, er omkostningerne ved denne type høje.
4. Quantum Dot Batterier (QDSC). De bruger kvanteprikker som et absorberende materiale til at konvertere solenergi i stedet for traditionelle bulkmaterialer. På grund af funktionerne ved båndgab-tuning er det muligt at lave multi-junction-moduler, der absorberer solenergi mere effektivt.
5. Amorft silicium påføres ved fordampning og har en heterogen struktur. Den har ikke høj effektivitet, men en homogen overflade absorberer selv spredt lys meget godt.
6. Polykrystallinsk varianter fremstilles ved at smelte silicium og afkøle det under visse betingelser for at producere ensrettede krystaller. En af de mest almindelige løsninger på grund af de lave produktionsomkostninger og gode effektivitetsindikatorer.
7. Monokrystallinsk elementer består af faste krystaller skåret i tynde plader og doteret med fosfor. Den mest holdbare løsning med lave nedbrydningshastigheder og en levetid på mindst 30 år, men oftest 10-15 år længere.

Batterier lavet af cadmiumtellurid er et af de mest rentable med hensyn til omkostninger pr. kilowatt elektricitet.

I øvrigt! Effektiviteten af ​​en eller anden mulighed afhænger af produktionsteknologien, så den skal afklares.

Læs også

Typer og metoder til installation af solpaneler

 

Fordele og ulemper ved solpaneler

Hver type har sine egne karakteristika, der bør overvejes, når du vælger for at afgøre, hvilken type der er bedst egnet:

1. Monokrystallinske paneler har den højeste effektivitet, og på grund af dette spares området til placering af moduler. De holder i mindst 25 år og mister langsomt magten. Samtidig er overfladen meget følsom over for snavs, den skal vaskes ofte. Og prisen er den højeste af alle siliciumbaserede muligheder.
2. Polykrystallinske muligheder absorberer ikke solens stråler så effektivt, men fungerer bedre i diffust lys. Med hensyn til pris-kvalitetsforhold er de mere rentable, men de fylder mere på grund af lavere effektivitet.
3. Amorfe siliciumbatterier kan placeres hvor som helst, også på bygningers vægge, da de absorberer spredt lys godt. Med en lav virkningsgrad har de en lav pris, så de kan bruges som en økonomisk mulighed. Samtidig tjener de i lang tid og er ikke så bange for overfladeforurening.
4. De sjældne jordarters muligheder har lignende fordele og ulemper, så du kan overveje dem sammen. Med hensyn til effektivitet er de overlegne i forhold til klassiske paneler, de kan påføres filmen, hvilket er praktisk. De har et større temperaturområde, så opvarmning påvirker ikke arbejdseffektiviteten. Men på grund af den høje pris og sjældenhed af metaller er sådanne muligheder ikke meget brugt.

Den vægmonterede mulighed forenkler installationsarbejdet.

Hvor bruges de

Alle de overvejede muligheder kan installeres i den private sektor for at modtage elektricitet fra solen og spare på energiressourcer eller endda opnå fuldstændig autonomi. Med hensyn til brug skal du overveje et par enkle anbefalinger:

1. Monokrystallinske og polykrystallinske muligheder er bedst placeret på taget eller på jorden, efter at have bygget rammen i den ønskede vinkel.Det er ønskeligt, at hældningsvinklen reguleres, så man kan tilpasse sig solen.
2. Filmmoduler kan placeres hvor som helst, både på vægge og på hustage. De fungerer godt, selvom strålerne ikke rammer overfladen i en ret vinkel, hvilket er meget vigtigt.
3. I industriel skala foretrækkes filmbatterier også som billigere og nemmere at installere.

Filmmuligheder er nemmere at installere med store mængder arbejde.

Der findes flere varianter af solceller, men omkring 90% af markedet er optaget af traditionelle siliciummodeller på grund af deres lave pris og gode ydeevne. Du kan vælge en af ​​halvlederløsningerne, men så skal du bruge halvanden til to gange flere penge.