Η αρχή λειτουργίας της ηλιακής μπαταρίας: πώς είναι τοποθετημένο και λειτουργεί το ηλιακό πάνελ

ρολόι νερού

Αυτή η μέθοδος ελέγχου της περιστροφικής συσκευής επινοήθηκε από έναν επιχειρηματία Καναδό φοιτητή και είναι υπεύθυνη για τη στροφή μόνο ενός άξονα, του οριζόντιου.

Η αρχή λειτουργίας είναι επίσης απλή και έχει ως εξής:

1. Η ηλιακή μπαταρία τοποθετείται στην αρχική της θέση όταν οι ακτίνες του ήλιου χτυπούν κάθετα το φωτοκύτταρο.
2. Μετά από αυτό, ένα δοχείο με νερό είναι προσαρτημένο σε μία από τις πλευρές και κάποιο αντικείμενο ίδιου βάρους με το δοχείο με νερό συνδέεται στην άλλη πλευρά. Το κάτω μέρος του δοχείου πρέπει να έχει μια μικρή τρύπα.
3. Μέσω αυτού, το νερό θα ρέει σταδιακά από τη δεξαμενή, λόγω του οποίου το βάρος θα μειωθεί και το πάνελ θα γέρνει αργά προς το αντίβαρο. Θα χρειαστεί να προσδιοριστούν πειραματικά οι διαστάσεις της οπής για το δοχείο.

Αυτή η μέθοδος είναι η απλούστερη.Επιπλέον, εξοικονομεί υλικούς πόρους που θα ξοδεύονταν για την αγορά ενός κινητήρα, όπως συμβαίνει με έναν ρολόι. Επιπλέον, μπορείτε να εγκαταστήσετε μόνοι σας τον περιστροφικό μηχανισμό σε μορφή ρολογιού νερού, χωρίς καν να έχετε ιδιαίτερες γνώσεις.

Τα οφέλη των ηλιακών συλλεκτών

Η ηλιακή ενέργεια είναι ένας πολλά υποσχόμενος τομέας που αναπτύσσεται συνεχώς. Έχουν πολλά βασικά πλεονεκτήματα. Ευκολία στη χρήση, μεγάλη διάρκεια ζωής, ασφάλεια και προσιτή τιμή.

Τα θετικά στοιχεία της χρήσης αυτού του τύπου μπαταρίας:

• Ανανεώσιμες πηγές ενέργειας - αυτή η πηγή ενέργειας δεν έχει πρακτικά περιορισμούς, επιπλέον, είναι δωρεάν. Τουλάχιστον για τα επόμενα 6,5 δισεκατομμύρια χρόνια. Είναι απαραίτητο να επιλέξετε τον εξοπλισμό, να τον εγκαταστήσετε και να τον χρησιμοποιήσετε για τον προορισμό του (σε ιδιωτικό σπίτι ή οικόπεδο εξοχικής κατοικίας).
• Αφθονία - Η επιφάνεια της γης λαμβάνει κατά μέσο όρο περίπου 120.000 τεραβάτ ενέργειας, δηλαδή 20 φορές την τρέχουσα κατανάλωση ενέργειας. Οι ηλιακοί συλλέκτες για εξοχικές κατοικίες ή ιδιωτικές κατοικίες έχουν τεράστιες δυνατότητες χρήσης.
• Σταθερότητα - η ηλιακή ενέργεια είναι σταθερή, επομένως η ανθρωπότητα δεν απειλείται με υπερβολικές δαπάνες στη διαδικασία χρήσης της.
• Διαθεσιμότητα - η ηλιακή ενέργεια μπορεί να παραχθεί σε οποιαδήποτε περιοχή, αρκεί να υπάρχει φυσικό φως. Ωστόσο, τις περισσότερες φορές χρησιμοποιείται για τη θέρμανση του σπιτιού.
• Οικολογική καθαριότητα - η ηλιακή ενέργεια είναι ένας πολλά υποσχόμενος κλάδος που θα αντικαταστήσει στο μέλλον τους σταθμούς ηλεκτροπαραγωγής που λειτουργούν με μη ανανεώσιμους πόρους: αέριο, τύρφη, άνθρακα και πετρέλαιο. Ασφαλές για την υγεία ανθρώπων και κατοικίδιων ζώων.

• Κατά την παραγωγή πάνελ και την εγκατάσταση ηλιακών σταθμών ηλεκτροπαραγωγής, δεν συμβαίνουν σημαντικές εκπομπές επιβλαβών ή τοξικών ουσιών στην ατμόσφαιρα.
• Ήσυχο – Η παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας είναι σχεδόν αθόρυβη και επομένως αυτός ο τύπος σταθμού παραγωγής ενέργειας είναι καλύτερος από τα αιολικά πάρκα. Η εργασία τους συνοδεύεται από ένα συνεχές βουητό, εξαιτίας του οποίου ο εξοπλισμός αποτυγχάνει γρήγορα και οι εργαζόμενοι πρέπει να κάνουν συχνά διαλείμματα για ξεκούραση.
• Οικονομικό - όταν χρησιμοποιούν ηλιακούς συλλέκτες, οι ιδιοκτήτες ακινήτων βιώνουν σημαντική μείωση στους λογαριασμούς κοινής ωφελείας για ηλεκτρική ενέργεια. Τα πάνελ έχουν μεγάλη διάρκεια ζωής - ο κατασκευαστής παρέχει εγγύηση για τα πάνελ από 20 έως 25 χρόνια. Ταυτόχρονα, η συντήρηση ολόκληρου του σταθμού ηλεκτροπαραγωγής περιορίζεται σε περιοδικό (κάθε 5-6 μήνες) καθαρισμό των επιφανειών του πίνακα από βρωμιά και σκόνη.

Η αρχή λειτουργίας της ηλιακής μπαταρίας

Ως αποτέλεσμα της ροής φορτίου στο όριο των στιβάδων p και n, σχηματίζεται μια ζώνη μη αντισταθμισμένου θετικού φορτίου στο στρώμα n και ένα αρνητικό φορτίο στο στρώμα p, δηλ. γνωστό σε όλους από το σχολικό μάθημα της φυσικής p-n-junction. Η διαφορά δυναμικού που εμφανίζεται στη μετάβαση, η διαφορά δυναμικού επαφής (δυνητικό φράγμα) εμποδίζει τη διέλευση ηλεκτρονίων από τη στιβάδα p, αλλά περνά ελεύθερα δευτερεύοντες φορείς προς την αντίθετη κατεύθυνση, γεγονός που καθιστά δυνατή τη λήψη φωτο-EMF όταν χτυπήσει το ηλιακό φως το ηλιακό κύτταρο.

Όταν εκτίθενται στο ηλιακό φως, τα απορροφημένα φωτόνια αρχίζουν να δημιουργούν ζεύγη ηλεκτρονίων-οπών που δεν βρίσκονται σε ισορροπία. Τα ηλεκτρόνια που δημιουργούνται κοντά στη μετάβαση περνούν από τη στιβάδα p στην περιοχή n.

Ομοίως, οι πλεονάζουσες οπές και το στρώμα n μπαίνουν στο στρώμα p (σχήμα α). Αποδεικνύεται ότι ένα θετικό φορτίο συσσωρεύεται στο στρώμα p και ένα αρνητικό φορτίο συσσωρεύεται στο στρώμα n, προκαλώντας τάση στο εξωτερικό κύκλωμα (Εικόνα β). Η τρέχουσα πηγή έχει δύο πόλους: θετικό - p-layer και αρνητικό - n-layer.

Αυτή είναι η βασική αρχή του τρόπου λειτουργίας των ηλιακών κυψελών. Τα ηλεκτρόνια έτσι φαίνεται να τρέχουν σε κύκλο, δηλ. Αφήστε το στρώμα p και επιστρέψτε στο στρώμα n, περνώντας από το φορτίο (συσσωρευτής).

Η φωτοηλεκτρική εκροή σε ένα στοιχείο μονής διασταύρωσης παρέχεται μόνο από εκείνα τα ηλεκτρόνια που έχουν ενέργεια μεγαλύτερη από το πλάτος ενός συγκεκριμένου κενού ζώνης. Όσοι έχουν λιγότερη ενέργεια δεν συμμετέχουν σε αυτή τη διαδικασία. Αυτός ο περιορισμός μπορεί να αρθεί με πολυστρωματικές δομές που αποτελούνται από περισσότερα από ένα SC, στα οποία bandgap διαφορετικός. Ονομάζονται cascade, multi-junction ή tandem. Η φωτοηλεκτρική τους μετατροπή είναι υψηλότερη λόγω του γεγονότος ότι τέτοια ηλιακά κύτταρα λειτουργούν με ευρύτερο ηλιακό φάσμα. Σε αυτά, τα φωτοκύτταρα εντοπίζονται καθώς μειώνεται το χάσμα ζώνης. Οι ακτίνες του ήλιου πέφτουν πρώτα στο φωτοκύτταρο με την ευρύτερη ζώνη, ενώ συμβαίνει η απορρόφηση φωτονίων με την υψηλότερη ενέργεια.

Στη συνέχεια, τα φωτόνια που περνούν από το ανώτερο στρώμα πέφτουν στο επόμενο στοιχείο και ούτω καθεξής. Στον τομέα των στοιχείων καταρράκτη, η κύρια κατεύθυνση της έρευνας είναι η χρήση του αρσενιδίου του γαλλίου ως ένα ή περισσότερα συστατικά. Τέτοια στοιχεία έχουν απόδοση μετατροπής 35%. Τα στοιχεία συνδέονται σε μια μπαταρία, καθώς οι τεχνικές δυνατότητες δεν επιτρέπουν την κατασκευή ενός ξεχωριστού στοιχείου μεγάλου μεγέθους (άρα, ισχύος).

Τα ηλιακά κύτταρα μπορούν να λειτουργήσουν για μεγάλο χρονικό διάστημα.Έχουν αποδειχθεί ως σταθερή και αξιόπιστη πηγή ενέργειας, έχοντας δοκιμαστεί στο διάστημα, όπου ο κύριος κίνδυνος για αυτούς είναι η μετεωρική σκόνη και η ακτινοβολία, που οδηγούν στη διάβρωση των στοιχείων πυριτίου. Αλλά, δεδομένου ότι, στη Γη, αυτοί οι παράγοντες δεν έχουν τόσο αρνητική επίδραση σε αυτούς, μπορεί να υποτεθεί ότι η διάρκεια ζωής των στοιχείων θα είναι ακόμη μεγαλύτερη.

Τα ηλιακά πάνελ βρίσκονται ήδη στην υπηρεσία του ανθρώπου, αποτελώντας πηγή ενέργειας για διάφορες συσκευές, από κινητά τηλέφωνα μέχρι ηλεκτρικά οχήματα.

Και αυτή είναι ήδη η δεύτερη προσπάθεια του ανθρώπου να περιορίσει την απεριόριστη ηλιακή ενέργεια, αναγκάζοντάς την να λειτουργήσει για το καλό του. Η πρώτη προσπάθεια ήταν να δημιουργηθούν ηλιακοί συλλέκτες, στους οποίους παράγεται ηλεκτρισμός με θέρμανση του νερού σε σημείο βρασμού με τις συγκεντρωμένες ακτίνες του ήλιου.

Το πλεονέκτημα των ηλιακών μπαταριών είναι ότι παράγουν απευθείας ηλεκτρική ενέργεια, χάνοντας πολύ λιγότερη ενέργεια από τους ηλιακούς συλλέκτες πολλαπλών σταδίων, στους οποίους η διαδικασία απόκτησής της σχετίζεται με τη συγκέντρωση των ακτίνων του ήλιου, τη θέρμανση του νερού, την παραγωγή ατμού που περιστρέφει μια τουρμπίνα ατμού. , και μόνο μετά από αυτό η παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας από μια γεννήτρια. Οι κύριες παράμετροι των ηλιακών συλλεκτών - πρώτα απ 'όλα, η ισχύς

Τότε είναι σημαντικό πόση ενέργεια έχουν

Αυτή η παράμετρος εξαρτάται από τη χωρητικότητα των μπαταριών και τον αριθμό τους. Η τρίτη παράμετρος είναι η μέγιστη κατανάλωση ενέργειας, που σημαίνει τον αριθμό των ταυτόχρονων δυνατών συνδέσεων συσκευών. Μια άλλη σημαντική παράμετρος είναι η ονομαστική τάση, η οποία καθορίζει την επιλογή πρόσθετου εξοπλισμού: μετατροπέας, ηλιακό πάνελ, ελεγκτής, μπαταρία.

Πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα

Τα ηλιακά πάνελ, όπως και άλλες συσκευές, έχουν τα δικά τους πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα. Τα αναμφισβήτητα πλεονεκτήματα αυτών των συστημάτων περιλαμβάνουν τα ακόλουθα:

• Η δυνατότητα αυτόνομης λειτουργίας σας επιτρέπει να οργανώσετε την τροφοδοσία αντικειμένων, ηλεκτρονικών συσκευών και φωτισμού, απομακρυσμένα σε σημαντική απόσταση από σταθερά ηλεκτρικά δίκτυα.
• Σημαντική εξοικονόμηση κόστους κατά τη λειτουργία. Το φως του ήλιου που μετατρέπεται σε ηλεκτρική ενέργεια δεν κοστίζει τίποτα και δεν απαιτεί επιπλέον κόστος. Πρέπει να πληρώσετε μόνο για μετατροπείς και μπαταρίες που απαιτούν περιοδική αντικατάσταση. Και ακόμη και σε αυτή την περίπτωση, τα ηλιακά πάνελ θα αποδώσουν σε περίπου 10 χρόνια με μέση περίοδο εγγύησης 25-30 ετών. Εάν ακολουθήσετε όλους τους κανόνες λειτουργίας, οι μπαταρίες μπορούν να διαρκέσουν ακόμη περισσότερο.
• Σε σύγκριση με τους συμβατικούς σταθμούς ηλεκτροπαραγωγής που καταναλώνουν καύσιμα και μολύνουν το περιβάλλον, το σύστημα λειτουργίας ηλιακών πάνελ είναι φιλικό προς το περιβάλλον και χωρίς θόρυβο.

Ωστόσο, αυτές οι συσκευές έχουν επίσης σοβαρά μειονεκτήματα, τα οποία πρέπει να ληφθούν υπόψη εκ των προτέρων στους προκαταρκτικούς υπολογισμούς:

• Το υψηλό κόστος όχι μόνο πάνελ, αλλά και πρόσθετων εξαρτημάτων - μετατροπείς, ελεγκτές, μπαταρίες.
• Η απόσβεση διαρκεί πολύ. Τα χρήματα αποσύρονται από την κυκλοφορία για μεγάλο χρονικό διάστημα.
• Τα ηλιακά συστήματα με φωτοβολταϊκά στοιχεία απαιτούν πολύ χώρο. Αρκετά συχνά, για αυτούς τους σκοπούς, είναι απαραίτητο να χρησιμοποιηθεί όχι μόνο ολόκληρη η οροφή, αλλά και οι τοίχοι του κτιρίου, παραβιάζοντας σοβαρά τις σχεδιαστικές λύσεις. Απαιτείται επιπλέον χώρος για μπαταρίες μεγάλης χωρητικότητας, οι οποίες σε ορισμένες περιπτώσεις μπορεί να καταλάβουν ολόκληρο δωμάτιο.
• Η διαδικασία παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας συμβαίνει άνισα, ανάλογα με την ώρα της ημέρας. Αυτό το μειονέκτημα αντισταθμίζεται από επαναφορτιζόμενες μπαταρίες, οι οποίες συσσωρεύουν ηλεκτρική ενέργεια κατά τη διάρκεια της ημέρας και τη δίνουν στους καταναλωτές τη νύχτα.

Τρανζίστορ ως βάση των ελαφρών στοιχείων

Τα τρανζίστορ είναι κατάλληλα για τον σκοπό μας, αφού στο εσωτερικό τους έχουν ένα αρκετά μεγάλο στοιχείο ημιαγωγού πυριτίου, το οποίο θα χρησιμοποιηθεί για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας. Είναι καλύτερο να επιλέξετε τρανζίστορ όπως KT ή P.

Ξεκινάμε δουλειά. Πρώτα απ 'όλα, κόψαμε το μεταλλικό κάλυμμα από τον απαιτούμενο αριθμό εξαρτημάτων ραδιοφώνου. Αυτό είναι πιο εύκολο να το κάνετε εάν σφίξετε το τρανζίστορ σε μια μέγγενη και το κόψετε προσεκτικά με ένα σιδηροπρίονο. Μέσα θα δείτε ένα πιάτο. Αυτό είναι το κύριο μέρος της μελλοντικής μας συσκευής. Θα μας χρησιμεύσει ως φωτοκύτταρο.

Το εξάρτημα θα έχει τρεις επαφές: βάση, πομπό και συλλέκτη. Κατά τη συναρμολόγηση, επιλέξτε τη διασταύρωση συλλέκτη λόγω της υψηλότερης διαφοράς δυναμικού.

Η συναρμολόγηση «Do-it-yourself» γίνεται καλύτερα σε επίπεδη επιφάνεια από οποιοδήποτε διηλεκτρικό υλικό.

Αυτά τα τρανζίστορ που πρόκειται να χρησιμοποιήσετε κατά τη δημιουργία ηλιακών συλλεκτών θα πρέπει να ελέγχονται πριν από την εργασία. Για τους σκοπούς αυτούς, παίρνουμε ένα απλό πολύμετρο. Είναι απαραίτητο να αλλάξετε τη συσκευή στην τρέχουσα λειτουργία μέτρησης, να την ενεργοποιήσετε μεταξύ της βάσης και του συλλέκτη ή του πομπού του τρανζίστορ. Αφαιρούμε τον δείκτη - συνήθως η συσκευή δείχνει μικρό ρεύμα - κλάσματα του milliamp, λιγότερο συχνά λίγο περισσότερο από 1 mA.Στη συνέχεια, μεταφέρουμε τη συσκευή στη λειτουργία μέτρησης τάσης (όριο 1-3 V) και παίρνουμε την τιμή της τάσης εξόδου (θα είναι περίπου μερικά δέκατα του βολτ). Είναι επιθυμητό να ομαδοποιούνται τρανζίστορ με κοντινές τιμές τάσεων εξόδου.

Βάση

Οι ηλιακοί συλλέκτες είναι τοποθετημένοι σε ειδική κατασκευή, η σύνδεση με την οποία καθορίζει την ικανότητα των φωτοκυττάρων να αντέχουν σε οποιεσδήποτε αντίξοες καιρικές συνθήκες, όπως δυνατό άνεμο, βροχή ή χιόνι, και συμβάλλει επίσης στον σχηματισμό της σωστής γωνίας κλίσης.

Αυτό το σχέδιο διατίθεται προς πώληση στις ακόλουθες εκδόσεις:

• κεκλιμένα - τέτοια συστήματα είναι βέλτιστα για εγκατάσταση σε κεκλιμένη στέγη.
• οριζόντια - αυτό το σχέδιο είναι προσαρτημένο σε επίπεδες στέγες.
• ελεύθερης τοποθέτησης - μπαταρίες αυτού του τύπου μπορούν να τοποθετηθούν σε στέγες διαφόρων τύπων και μεγεθών.

Η πραγματική διαδικασία εγκατάστασης μπαταριών πραγματοποιείται σύμφωνα με το ακόλουθο σχήμα:

για τη στερέωση του πλαισίου του πάνελ απαιτούνται μεταλλικά τετράγωνα διαστάσεων 50x50 mm και επιπλέον τετράγωνα 25x25 mm που χρησιμοποιούνται για διαχωριστικά δοκάρια

Η παρουσία αυτών των τμημάτων καθιστά δυνατή την επίτευξη της απαιτούμενης αντοχής και αξιόπιστης σταθερότητας της δομής στήριξης και επίσης δίνει τον απαιτούμενο βαθμό κλίσης.
πρέπει να συναρμολογήσετε το πλαίσιο, γι 'αυτό χρειάζεστε μπουλόνια μεγέθους 6 και 8 m.
η δομή στερεώνεται κάτω από την οροφή με καρφιά 12 mm.
σχηματίζονται μικρές τρύπες στα προετοιμασμένα τετράγωνα, τα πάνελ στερεώνονται σε αυτά και πρέπει να χρησιμοποιούνται βίδες για ισχυρότερη πρόσφυση.
κατά τις εργασίες εγκατάστασης, πρέπει να δοθεί ιδιαίτερη προσοχή στο πλαίσιο - δεν πρέπει να υπάρχουν παραμορφώσεις σε αυτό.Διαφορετικά, μπορεί να προκληθεί υπέρταση του συστήματος, η οποία θα οδηγήσει σε ράγισμα του γυαλιού.

Η εγκατάσταση ηλιακών πηγών θερμότητας και φωτός στο χαγιάτι ή στο μπαλκόνι πραγματοποιείται σύμφωνα με ένα παρόμοιο σχέδιο. Η μόνη εξαίρεση είναι ότι το πλαίσιο είναι τοποθετημένο σε κεκλιμένο επίπεδο. Τοποθετείται μεταξύ του κύριου φέροντος τοίχου του κτιρίου και του άκρου του κτιρίου, πάντα στην ηλιόλουστη πλευρά. Η αυτοσυναρμολόγηση και η εγκατάσταση ηλιακών συλλεκτών όλων των τύπων δεν απαιτεί εμπειρία στις κατασκευαστικές εργασίες, ωστόσο, θα απαιτούνται ακόμα ορισμένες δεξιότητες εγκατάστασης. Εάν θέλετε, μπορείτε να κάνετε την εγκατάσταση με ασφάλεια μόνοι σας, ωστόσο, πριν από αυτό θα ήταν ωραίο να διαβάσετε ειδική βιβλιογραφία σχετικά με τα χαρακτηριστικά της εγκατάστασης pales και να μελετήσετε τα κύρια μαθήματα που είναι διαθέσιμα στο Διαδίκτυο και, φυσικά, να αποθηκεύσετε τα απαραίτητα εργαλεία.

Τα πλεονεκτήματα της εργασίας με τα χέρια σας είναι προφανή - αυτό εξοικονομεί πολλά χρήματα για τις υπηρεσίες ειδικών, καθώς και τεράστια εμπειρία που μπορεί να χρειαστείτε στο μέλλον. Ταυτόχρονα, εάν οι προσωπικές ικανότητες δεν είναι αρκετές, τότε μπορείτε όχι μόνο να χάσετε χρόνο, αλλά και να προκαλέσετε το σπάσιμο των πάνελ ή τη χαμηλή απόδοση τους.

Ιδιαιτερότητες

Σήμερα, οι μπαταρίες που βασίζονται σε φωτοβολταϊκούς πολυκρυστάλλους είναι οι πιο ευρέως χρησιμοποιούμενες. Τέτοια μοντέλα διακρίνονται από τον βέλτιστο συνδυασμό κόστους και ποσότητας ενέργειας που απελευθερώνεται, χαρακτηρίζονται από πλούσιο μπλε χρώμα και κρυσταλλική δομή των κύριων στοιχείων. Είναι πολύ εύκολο να εγκατασταθούν, επειδή ακόμη και ένας πλοίαρχος χωρίς μεγάλη εργασιακή εμπειρία μπορεί να αντιμετωπίσει την εγκατάστασή τους στο ιδιωτικό του σπίτι και στο εξοχικό του. Τα μονοκρυσταλλικά φωτοβολταϊκά πάνελ είναι τα δεύτερα πιο δημοφιλή.

Τα ηλιακά κύτταρα, τα οποία κατασκευάζονται με άμορφο πυρίτιο, χαρακτηρίζονται από μάλλον χαμηλή απόδοση. Ωστόσο, οι τιμές τους είναι κάπως χαμηλότερες από το κόστος των αναλόγων, επομένως το μοντέλο είναι σε ζήτηση μεταξύ των ιδιοκτητών εξοχικών κατοικιών. Αυτή τη στιγμή, τέτοια προϊόντα αντιπροσωπεύουν το 85% της αγοράς. Δεν μπορούν να καυχηθούν για τροποποιήσεις υψηλής ισχύος και τελλουρίου καδμίου· η παραγωγή τους βασίζεται σε μια τεχνική φιλμ υψηλής τεχνολογίας: αρκετές εκατοντάδες μικρόμετρα μιας ουσίας εφαρμόζονται σε ένα λεπτό στρώμα σε μια ανθεκτική επιφάνεια. Αξίζει να σημειωθεί ότι σε πολύ χαμηλό επίπεδο απόδοσης του προϊόντος, η ισχύς του είναι αρκετά υψηλή.

Μια άλλη επιλογή για μπαταρίες ηλιακής ενέργειας είναι οι ποικιλίες ημιαγωγών CIGS. Όπως και η προηγούμενη έκδοση, παράγονται με τεχνολογία φιλμ, ωστόσο, η απόδοσή τους είναι πολύ υψηλότερη. Ξεχωριστά, αξίζει να σταθούμε στον μηχανισμό λειτουργίας των ηλιακών πηγών θερμότητας και φωτός. Το κύριο πράγμα είναι να συνειδητοποιήσουμε ξεκάθαρα ότι η συνολική ποσότητα ενέργειας που παράγεται δεν μπορεί με κανένα τρόπο να εξαρτάται από τον βαθμό απόδοσης της ίδιας της συσκευής, καθώς συνήθως όλοι οι τύποι τέτοιων συσκευών παρέχουν περίπου την ίδια ισχύ. Η κύρια διαφορά είναι ότι τα πάνελ που έχουν μέγιστη απόδοση απαιτούν λιγότερο χώρο για την τοποθέτησή τους.

Τα ηλιακά πάνελ έχουν τα ακόλουθα πλεονεκτήματα:

• φιλικότητα προς το περιβάλλον της εγκατάστασης.
• μακρά περίοδο χρήσης, κατά την οποία τα λειτουργικά χαρακτηριστικά των πάνελ παραμένουν σταθερά υψηλά.
• Οι τεχνολογίες σπάνια καταστρέφονται, επομένως δεν χρειάζονται σέρβις και συντήρηση, καθώς και ακριβές επισκευές.
• η χρήση μπαταριών που βασίζονται στην ηλιακή ενέργεια σάς επιτρέπει να μειώσετε το κόστος της ηλεκτρικής ενέργειας και του φυσικού αερίου στο σπίτι.
• Τα ηλιακά πάνελ είναι εξαιρετικά εύχρηστα.

Ωστόσο, δεν ήταν επίσης χωρίς μειονεκτήματα, μεταξύ των πιο σημαντικών είναι τα ακόλουθα:

• πάνελ υψηλής σκηνής?
• την ανάγκη εγκατάστασης μιας ποικιλίας πρόσθετου εξοπλισμού για τον αποτελεσματικό συγχρονισμό της ενέργειας που λαμβάνεται από την μπαταρία και της ενέργειας που λαμβάνεται από παραδοσιακές πηγές·
• τα πάνελ δεν μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε επαφή με τέτοιες συσκευές που απαιτούν υψηλή ισχύ.

9. Χαρακτηριστικά ηλιακών κυψελών με κβαντικές κουκκίδες

Ο τελευταίος πολλά υποσχόμενος τύπος μπαταριών του εγγύς μέλλον βασίζεται στις ιδιότητες των φυσικών κβαντικών κουκκίδων - μικροσκοπικά εγκλείσματα ημιαγωγών σε ένα συγκεκριμένο υλικό. Γεωμετρικά, αυτές οι «κουκκίδες» έχουν μέγεθος μερικά νανόμετρα και κατανέμονται στο υλικό έτσι ώστε να καλύπτουν την απορρόφηση της ακτινοβολίας από ολόκληρο το ηλιακό φάσμα - IR, ορατό φως και UV.

Ένα τεράστιο πλεονέκτημα τέτοιων πάνελ είναι η δυνατότητα εργασίας ακόμη και τη νύχτα, παράγοντας περίπου το 40% της μέγιστης ημερήσιας ισχύος.

Φυσικά και τεχνικά χαρακτηριστικά, πιστοποίηση και επισήμανση

Ανεξάρτητα από το από τι κατασκευάζονται τα ηλιακά πάνελ, καθένα από αυτά έχει μια σειρά από τα ακόλουθα σημαντικά χαρακτηριστικά:

• μηχανικός – γεωμετρικές παράμετροι, συνολικό βάρος, τύπος πλαισίου, προστατευτικό γυαλί, αριθμός κυψελών, τύπος και πλάτος συνδετήρων.
• ηλεκτρικό ή βολτ-αμπέρ - ισχύς, τάση ανοιχτού κυκλώματος, ισχύς ρεύματος στο μέγιστο φορτίο, απόδοση του πίνακα στο σύνολό του και ειδικότερα μεμονωμένα στοιχεία.
• θερμοκρασία - αλλαγή στην απόδοση με αύξηση της θερμοκρασίας κατά μια ορισμένη μονάδα μεγέθους (συνήθως - 1 βαθμός).
• ποιότητα – διάρκεια ζωής, ρυθμός υποβάθμισης κυττάρων, παρουσία στις λίστες αξιολόγησης του Bloomberg.
• λειτουργικός - την ανάγκη και την ευκολία φροντίδας, ευκολία εγκατάστασης / αποσυναρμολόγησης.

Τα βιομηχανικά ηλιακά πάνελ, ανεξάρτητα από τα υλικά που κατασκευάζονται, πρέπει να είναι πιστοποιημένα. Οι ελάχιστες απαιτήσεις είναι τα πιστοποιητικά ποιότητας ISO, CE, TUV (διεθνές) ή/και η Τελωνειακή Ένωση (όταν πωλούνται εντός αυτού).

Οι διεθνείς κανόνες επισήμανσης είναι επίσης υποχρεωτικοί. Για παράδειγμα, συντομογραφία CHN-350M-72 περιέχει τις ακόλουθες πληροφορίες:

• CHN - αναγνωριστικό του κατασκευαστή (στην περίπτωση αυτή, η κινεζική ChinaLand).
• 350 – Ισχύς πίνακα σε watt.
• Μ – ονομασία μονοκρυσταλλικού πυριτίου.
• 72 είναι ο αριθμός των φωτοβολταϊκών στοιχείων στη μονάδα.

Τι μπορείτε να φτιάξετε ηλιακούς συλλέκτες με τα χέρια σας στο σπίτι

Αυτό απαιτεί τα εξής:

Προσχεδιασμένο σχέδιο και υπολογισμοί.
Ορισμένος αριθμός προκατασκευασμένων ηλιακών κυψελών - είναι τα φθηνότερα για αγορά στο διαδίκτυο, για παράδειγμα, στον ιστότοπο Aliexpress ή σε άλλα ηλεκτρονικά καταστήματα

Δώστε προσοχή στο γεγονός ότι όλα τα στοιχεία έχουν τα ίδια ηλεκτρικά χαρακτηριστικά. Σπιτικό πλαίσιο από ξύλο και κόντρα πλακέ - οι κανόνες για τη συναρμολόγησή του μπορούν να προβληθούν σε πολλά βίντεο στο διαδίκτυο

Πλεξιγκλάς ή πλεξιγκλάς για προστατευτική επίστρωση επιφανειών.
Βαφή και θερμοανθεκτική κόλλα για την επεξεργασία ξύλινων επιφανειών.
Λωρίδες επαφής και καλώδια για τη σύνδεση κυψελών. Διαγράμματα διαφόρων μεθόδων σύνδεσης μπορούν επίσης να μελετηθούν στο Διαδίκτυο.
Κολλητήρι και κολλητήρι. Οι εργασίες συγκόλλησης πρέπει να εκτελούνται πολύ προσεκτικά, ώστε να μην χαλάσει το μελλοντικό προϊόν.
Κόλλα σιλικόνης και βίδες αυτοεπιπεδώματος για στερέωση της προκατασκευασμένης μπαταρίας στο πλαίσιο.

Μια μικρή μπαταρία θα απαιτήσει περίπου 30-50 $ επένδυση, ενώ μια εργοστασιακή έκδοση της ίδιας χωρητικότητας θα κοστίσει μόνο 10-20% περισσότερο.

Φυσικά, ένας τέτοιος οικιακός σχεδιασμός δεν θα διαρκέσει 25 χρόνια, δεν θα έχει την ισχύ ενός πλήρους ηλιακού σταθμού παραγωγής ενέργειας και δεν θα μπορεί να καυχηθεί για σημαντική απόδοση. Ωστόσο, το κόστος του θα είναι όσο το δυνατόν ελάχιστο.

Συσκευή ηλιακής μπαταρίας

Για να μπορέσει η ηλιακή μπαταρία να μετατρέψει το φως του ήλιου σε ρεύμα, είναι απαραίτητα τα ακόλουθα στοιχεία:

1. Ένα φωτοβολταϊκό στρώμα που παίζει το ρόλο του ημιαγωγού. Αντιπροσωπεύεται από δύο στρώματα υλικών διαφορετικής αγωγιμότητας. Εδώ, τα ηλεκτρόνια μπορούν να μετακινηθούν από την περιοχή p (+) στην περιοχή n (-). Αυτό ονομάζεται διασταύρωση p-n.
2. Ένα στοιχείο τοποθετείται ανάμεσα σε δύο στρώματα ημιαγωγών, το οποίο είναι ουσιαστικά ένα εμπόδιο στη μετάβαση των ηλεκτρονίων.
3. Πηγή δύναμης. Είναι απαραίτητο να συνδεθεί με ένα στοιχείο που εμποδίζει τη μεταφορά ηλεκτρονίων. Μετασχηματίζει την κίνηση των φορτισμένων ηλεκτρονίων, δηλ. δημιουργεί ηλεκτρικό ρεύμα. Μπαταρία συσσωρευτή. Συσσωρεύει και αποθηκεύει ενέργεια.
4. ελεγκτής φόρτισης. Η κύρια λειτουργία του είναι να συνδέει και να αποσυνδέει την ηλιακή μπαταρία με βάση το επίπεδο φόρτισης. Οι πιο εξελιγμένες συσκευές μπορούν να ελέγχουν το μέγιστο επίπεδο ισχύος.
5. Μετατροπέας DC σε AC (inverter).
6. Σταθεροποιητής τάσης.Παρέχει προστασία για το ηλιακό σύστημα μπαταρίας από υπερτάσεις ρεύματος.