Posibilitățile de trecere la surse alternative de energie au fost luate în considerare și parțial implementate de companiile interesate care reprezintă industria energetică de câteva decenii. Costurile ridicate ale introducerii de noi sisteme de alimentare cu energie nu au permis încă multor domenii ale acestei industrii să se dezvolte cu succes, dar există și excepții, care includ generatoarele de energie solară.
În diferite variante, astfel de surse de alimentare sunt folosite în domenii specializate, iar în ultimii ani și-au găsit locul în sursa privată de alimentare. Formatul optim pentru implementarea tehnică a unei baterii solare este un panou pe celule fotoelectronice, care nu ocupă mult spațiu, dar în același timp alimentează consumatorul cu energie de o anumită cantitate.
Prezentare generală asupra tehnologiei
O varietate de fenomene naturale pot fi folosite ca sursă de energie - de la vânt la fluxul de apă. Desigur, șiEnergia Soarelui, ca sursă naturală de lumină și căldură, nu poate decât să fie considerată o resursă de conversie în electricitate obișnuită. Apropo, iluminarea energetică într-o zi senină poate atinge 1020 W/m2, iar acesta este un potențial tangibil care poate găsi aplicații practice. Rămâne doar implementarea tehnologică a procesului de conversie și livrare a energiei. Pentru asta sunt folosite panourile solare.
Modulele de acest tip îndeplinesc în mod cuprinzător sarcinile de obținere, stabilizare și acumulare a luminii solare. În etapele următoare, sarcinile de transformare, acumulare și distribuire a acestuia între consumatori sunt rezolvate. Până în prezent, principalele sarcini ale energiei solare nu sunt atât în organizarea tehnică și structurală a proceselor de mai sus, cât în optimizarea tehnologiei pentru a crește performanța produselor sale.
Design panou
Într-un sens general, un astfel de dispozitiv este un receptor și un acumulator de energie solară. Cu toate acestea, întreținerea sa folosește un întreg grup de componente, inclusiv baterii, convertoare electrice, siguranțe, regulatoare de putere, mecanici pentru a controla poziția panoului etc.
Dar, în fiecare caz, sistemul de panouri solare se bazează pe funcția unui element principal - un modul care primește direct energia solară. În cea mai comună versiune, acestea sunt napolitane mono- sau policristaline de siliciu, care în context seamănă cu o prăjitură cu mai multe straturi. Acesta este așa-numitulcelule fotovoltaice care asigură poziționarea precisă a atomilor, care, la rândul lor, sunt implicați în procesele de conversie a energiei.
Clasificarea panourilor solare în funcție de tipul de celule solare
Pe măsură ce tehnologiile de fabricare a plăcilor de recepție a energiei solare au evoluat, specialiștii au experimentat materiale pentru fabricarea acestora, determinând soluțiile optime. Până în prezent, bateriile de acest tip sunt produse din următoarele elemente:
- Napolitane multicristaline de silicon. Structura materialului este formată dintr-un grup de rețele de siliciu monocristal, ceea ce face posibilă compensarea pierderilor de energie la marginile structurii, așa cum este cazul panourilor monocristaline. Ca rezultat, eficiența ajunge la 15% cu o durată de viață a dispozitivului de până la 25 de ani.
- Panouri pe siliciu policristalin. O altă alternativă la panourile solare monocristaline simple. O baterie pe această bază este mai puțin productivă, dar costă mult mai puțin și oferă mai multe oportunități pentru proiectarea diferitelor forme de construcție și orientarea acesteia.
- Panouri din silicon amorf. Este, de asemenea, o opțiune de putere redusă, dar este și cea mai accesibilă. Pentru consumatorii cu nevoi energetice reduse, o soluție perfect acceptabilă.
- Dispozitive cu telurura de cadmiu. Acest material este utilizat pe scară largă în dezvoltarea celulelor fotovoltaice de film, a cărui grosime a stratului semiconductor este de sute de micrometri. Telurura de cadmiu are performanțe medii de generare a energiei, dar procesul de generare în sineelectricitatea în acest caz va fi mai ieftină decât panourile standard din silicon.
- Baterie bazate pe semiconductor CIGS. În acest caz, se utilizează o combinație de mai multe materiale - galiu, seleniu, indiu și cupru. De asemenea, folosește un factor de formă de film, dar cu performanțe mai mari decât omologii cu telurura de cadmiu.
Cum funcționează dispozitivul
După primirea energiei solare, cursul ulterior al funcționării sistemului poate avea loc conform diferitelor scheme, în funcție de soluția de proiectare. Există în principal două moduri de a folosi echipamentul:
- Electricitatea generată este stocată în acumulatorul conectat și consumată în paralel de consumatori.
- În drumul de la panou la acumulator este instalat un invertor care reglează consumul de energie. O schemă similară este utilizată în cazurile în care panoul-bateria solară acționează ca o sursă de energie auxiliară care acoperă doar o parte din nevoile de energie electrică ale consumatorului.
In ambele cazuri trebuie organizat un circuit electric cu posibilitatea introducerii fotocelulelor solare. Configurația conexiunii poate fi fie în serie, fie în paralel. Tensiunea medie de intrare poate fi de 180-354 V în raport cu sistemele casnice. În acest caz, sarcina este de 5 A.
Implementarea sistemului de management
Dezvoltarea activă a bateriilor solare a avut loc în perioada introducerii pe scară largă a microcontrolerelor de control în complexeProcese de producție. În acest moment, astfel de dispozitive sunt folosite și pentru automatizarea diferitelor operațiuni în sfera casnică - este suficient să rețineți sistemele de alarmă și mecanica de control al ușilor de garaj.
În ceea ce privește panourile solare, se folosesc controlere cu senzori capacitivi, care permit nu numai monitorizarea parametrilor de funcționare a componentelor funcționale, dar și controlul procesului de încărcare a bateriilor panourilor solare. Controlerele de la nivel de bază monitorizează întrerupătoarele, varistoarele și siguranțele, dar pot participa și la procesele de modificare a parametrilor consumatorilor finali de alimentare cu curent continuu.
Sfaturi despre utilizarea panourilor
La achiziționarea unei baterii solare, este indicat să se efectueze un audit cuprinzător al tuturor componentelor acesteia, în special al fotocelulelor, deoarece cea mai mică deteriorare sau defect de fabrică poate afecta radical performanța întregului sistem. De asemenea, în timpul procesului de instalare, trebuie acordată atenție maximă, deoarece structura este fragilă și poate fi deteriorată fără protecție specială.
Montarea unei baterii solare tip panou se realizează pe o bază special pregătită cu un fier de lipit de joasă tensiune. Este important ca partea din față, în orice caz, să nu fie ascunsă de copaci și alte obiecte în alte. Pentru control este prevăzut un dulap special cu automatizare și blocuri funcționale. De la acesta până la acoperișul unde este instalat panoul, ar trebui așezat un traseu izolat de alimentare cu energie de comunicare.
Cum se preparăPanou solar DIY?
Cea mai potrivită schemă de casă este realizată dintr-un cadru din lemn și elemente din plexiglas. Ca bază a panoului poate fi folosit un PAL, ale cărui margini sub formă de laturi sunt formate cu o bară de 1-3 cm grosime. Fragmente de plexiglas de dimensiuni mici sunt așezate pe suprafață și fixate pe lipici conform principiul fagurelor. Apoi structura poate fi închisă cu sticlă solidă, fixând-o strâns de-a lungul contururilor laturilor.
Ar trebui instalat și panoul solar. Cu propriile mâini, acest lucru se face pe o bază metalică de susținere cu capacitatea de a se roti. Pentru aceasta, puteți pregăti o bază de cadru cu un mecanism de antrenare pentru întoarcerea în intervalul dorit. În acest caz, trebuie luată în considerare și sarcina de pe acoperișul. Este de dorit ca baza de susținere a panoului să fie conectată direct prin acoperiș la sistemul de căpriori. În etapa finală, este necesar să conectați panoul prin conductori cu o baterie de puterea necesară și, dacă este necesar, să introduceți un invertor în rețeaua de alimentare pentru a converti tensiunea de intrare.
Beneficiile panourilor solare
Tehnologiile de generare a energiei electrice bazate pe principiile conversiei energiei solare oferă multe beneficii utilizatorului final, în ciuda unui număr de dificultăți operaționale. În special, cel mai simplu panou solar monocristal de 100 W poate încărca gratuit un acumulator de 12 V. Dar chiar și astfel de elemente devin treptat un lucru din trecut și sunt înlocuite de puternice.generatoare capabile să deservească sistemul electric al locuinței, necesitând doar costuri de întreținere. În același timp, putem vorbi despre curățenia de mediu a sursei de energie și autonomie.
Perspective pentru dezvoltarea tehnologiei
Un pas fundamental important în dezvoltarea sistemului de energie solară a fost apariția surselor alternative de energie cu tensiuni de până la 220 V. Până acum, astfel de sisteme sunt încă în stadiul de proiectare conceptuală, dar în viitor, subiectul la optimizarea proceselor de obținere a energiei inițiale vor intra pe segmentul producției de masă.
Principalele dificultăți cu care se confruntă proiectanții sunt acumularea uniformă a potențialului energetic și reducerea factorilor de dependență a generatorilor de condițiile externe. De exemplu, eficiența scăzută a panourilor solare pentru o casă la nivelul de 15-20% se datorează în mare măsură factorilor de vreme rea condiționată, când aprovizionarea cu energie este minimizată.
Concluzie
Dacă este prea devreme să vorbim despre alimentarea integrată cu energie a unei case private cu energie solară, atunci acoperirea nevoilor individuale de încărcare a dispozitivelor de putere redusă sau menținerea eficienței dispozitivelor de iluminat prin astfel de mijloace este destul de realistă. Mai mult, producătorii ruși sunt implicați activ în dezvoltarea acestei zone, oferindu-și produsele de o calitate acceptabilă.
Unele companii asamblează panouri solare din panouri chinezești cu costuri reduse la nivelul de 3-5 mii de ruble, dar apar complet și propriile lor dezvoltări. Liderilor pieței interne în acest sensNișa poate fi atribuită companiei „Quantum”, Hevel Solar și „Solnechny Veter”. Facilitățile acestor întreprinderi produc nu numai sisteme de putere redusă, ci și soluții eficiente pentru operarea industrială.
