A napelzáródás hatása a napelemek áramtermelésére

Működés elve

Sok napelem megtervezése azon az elven történik, hogy fizikai értelemben fotovoltaikus átalakítók. Az áramtermelő hatás a „p - n” csomópont helyén nyilvánul meg.

A napenergia önmagukba való koncentrálásához a félvezetők panelek formájában készülnek. Emiatt ezek a struktúrák alakjuktól (rugalmas vagy statikus) függetlenül ugyanazt a nevet kapták - napelemek.

Mi az alapja a napelemeknek és az azokon alapuló rendszereknek? A panel 2 kovakőlemezt tartalmaz, amelyek egymástól megkülönböztethető tulajdonságokkal rendelkeznek. Az áramtermelés folyamata a következő:

1. Az első napfénynek kitett elektronok hiányához vezet.
2. A második lemeznek kitéve elektronfelesleget kap.
3. Az áramot vezető rézcsíkok csatlakoznak a lemezekhez.
4. A szalagok beépített akkumulátorral ellátott feszültségváltókhoz vannak csatlakoztatva.

Az alap szilícium ostya. De ahhoz, hogy ezt a szerkezetet szünetmentes áramforrásként használják (és nem csak a napforduló idején), nem olcsó akkumulátorokat csatlakoztatnak hozzá (segítségével a hálózathoz csatlakoztatott tárgyak éjszaka energiát fogyasztanak).

Az iparban a napenergia elnyelésére szolgáló szerkezet több, egymással összekapcsolt és rugalmas vagy merev tartóra helyezett laminált fotovoltaikus cellából készül.

A szerkezet hatékonyságát különféle tényezők alkalmazása alapján számítják ki. A legfontosabbak az érintett szilícium tisztasága és a kristályok elhelyezése.

A szilícium tisztítási folyamata meglehetősen bonyolult, és nem könnyű a kristályokat egyetlen irányba rendezni. A hatékonyság növeléséért felelős folyamatok összetettsége magas árat jelent az ilyen berendezések számára.

A napelemek ígéretes irányt jelentenek az energiaszektorban, ezért dollármilliárdokat fektetnek be ezen a területen új projektek kutatásába. A PV konverzió minden negyedévben növekszik a vezetők és a szerkezeti elemek manipulálása miatt. Ugyanakkor nemcsak a szilícium vehető alapul.

A napelemek története

Az emberek már régóta gondolkodnak a nap energiájának felhasználásán, de korábban a technológiai képességek nem engedték meg. A kiindulópont ebben az irányban a fotovoltaikus hatás felfedezése 1839-ben A.E. tudós által. Becquerel. Csak 1883-ban kezdtek komolyan beszélni a napenergia felhasználásáról, amikor feltalálták az első, ezen a forráson dolgozó modult. A prototípusokat Franciaországban mutatták be a világkiállításon, tükrökkel összpontosították a napsugarakat és gőzzé formálták őket.

A tudósoknak azonban még több évtized kellett ahhoz, hogy létrehozzanak olyan napelemeket, amelyek képesek a sugárenergiát elektromos energiává alakítani. Az eszközök nehézkesek és hatástalanok voltak. A 20. század 70-es éveiben sikerült elfogadható eredményeket elérni, de az eszközök annyira drágák voltak, hogy csak az űriparban használták őket. A ház első napelemei a 90-es években jelentek meg, és minden évben folyamatosan javítják azok módosítását.

A fotovoltaikus konverterek típusai

Az iparban létezik a napelemek osztályozása az eszköz típusa és az alkalmazott fotovoltaikus réteg szerint.

Eszközök szerint vannak felosztva:

• rugalmas elemekből készült panelek, ezek is rugalmasak;
• merev elemekből készült panelek.

A panelek telepítésekor leggyakrabban hajlékony vékony filmrétegeket használnak.A felületre fektetik, figyelmen kívül hagyva néhány egyenetlen elemet, ami sokoldalúbbá teszi ezt a típusú eszközt.

A későbbi energiaátalakításra szánt fotovoltaikus réteg típusa szerint a paneleket a következőkre osztják:

1. Szilícium (egykristályos, polikristályos, amorf).
2. Tellúr - kadmium.
3. Polimer.
4. Organikus.
5. Arzénid - gallium.
6. Indium-szelenid - réz - gallium.

Noha sokféle változat létezik, a szilícium és a tellúr-kadmium napelemek oroszlánrészt képviselnek a fogyasztói forgalomban. Ezt a két típust a hatékonyság / ár arány miatt választják.

Monokristályos konverterek

Ferde sarkú panelek. Színük mindig tiszta fekete.

Ha monokristályos konverterekről beszélünk, akkor a napelemek működésének elve röviden közepes hatékonyságúnak mondható. Az ilyen elem fényérzékeny elemeinek minden cellája egy irányba irányul.

Ez lehetővé teszi a legmagasabb eredmény elérését a hasonló rendszerek között. Az ilyen típusú akkumulátorok hatékonysága eléri a 25% -ot.

Hátránya, hogy az ilyen paneleknek mindig a nap felé kell nézniük.

Ha a nap felhők mögött rejtőzik, süllyed a láthatáron, vagy még nem volt ideje felkelni, akkor az elemek meglehetősen gyenge áramot generálnak.

A szilícium napelemek jellemzői

A kvarcpor a szilícium alapanyaga. Nagyon sok ilyen anyag van az Urálban és Szibériában, ezért a szilícium napelemek vannak és lesznek nagyobb használatban, mint más altípusok.

Monokristály

A monokristályos ostyák (mono-Si) kékesen sötét színűek, egyenletesen elosztva az egész ostyán. Az ilyen ostyákhoz a legtisztább szilíciumot használják. Minél tisztább, annál nagyobb a napkollektorok hatékonysága és a legmagasabb költsége az ilyen eszközök piacán.

Egykristályos előnyök:

1. Legmagasabb hatékonyság - 17-25%.
2. Tömörség - a polikristallal összehasonlítva kisebb terület használata a berendezések azonos teljesítményű körülmények között történő telepítéséhez.
3. Kopásállóság - az áramtermelés megszakítás nélküli működése a fő alkatrészek cseréje nélkül negyedszázadon keresztül biztosított.

Hátrányok:

1. A porra és a szennyeződésre való érzékenység - a leülepedett por nem teszi lehetővé az elemek működését a lámpatest fényével, ennek megfelelően csökkenti a hatékonyságot.
2. A magas ár megegyezik a megnövekedett megtérülési idővel.

Mivel a mono-Si tiszta időjárást és napfényt igényel, a paneleket nyílt területekre telepítik és magasra emelik. Ami a területet illeti, előnyben részesítik azokat a területeket, ahol gyakori a tiszta idő, és a napsütéses napok száma megközelíti a maximumot.

Polikristály

A polikristályos lemezek (multi-Si) a sokirányú kristályok miatt egyenetlen kék színnel rendelkeznek. A szilícium nem olyan tiszta, mint az alkalmazott mono-Si-ben, így a hatékonyság valamivel alacsonyabb, az ilyen napelemek költségeivel együtt.

Pozitív polikristály tények:

1. A hatékonyság 12–18%.
2. Kedvezőtlen időjárás esetén a hatékonyság jobb, mint a Mono-Si-nél.
3. Ennek az egységnek az ára alacsonyabb, és a megtérülési idő sokkal alacsonyabb.
4. A napra való tájékozódás nem kritikus, ezért elhelyezheti őket a különféle épületek tetején.
5. A működés időtartama - az energiafelvétel és a villamos energia tárolásának hatékonysága 20 év folyamatos üzem után 20% -ra csökken.

Hátrányok:

1. A hatékonyság 12–18% -ra csökken.
2. Igényes a helyre. A normál erőművek telepítéséhez több hely szükséges, mint egykristályos elem.

Amorf szilícium

A panelgyártási technológia jelentősen eltér az előző kettőtől. Forró gőzök vesznek részt a készítményben, és kristályok képződése nélkül esnek az aljzatra.Ugyanakkor kevesebb gyártási anyagot használnak fel, és ezt figyelembe veszik az ár meghatározásakor.

Előnyök:

1. A hatékonyság a második generációban 8-9%, a harmadikban akár 12%.
2. Nagy hatékonyság kevésbé napos időben.
3. Rugalmas modulokon használható.
4. Az akkumulátorok hatékonysága nem csökken a hőmérséklet emelkedésével, ami lehetővé teszi bármely nem szabványos alakú felületre történő felszerelésüket.

A fő hátrány alacsonyabb hatékonyságnak tekinthető (összehasonlítva más analógokkal), ezért nagy területre van szükség ahhoz, hogy összehasonlítható hozamot érjen el a berendezésből.

Hogyan válasszuk ki a napelemeket?

Nincs határozott válasz, hogy melyik modell jobb, minden sok tényezőtől függ. A napelem kiválasztásakor ügyelnie kell a következő pontokra:

1. Pénzügy
   ... Az otthoni használatra történő túlfizetés elkerülése érdekében ajánlott egy körülbelül 12 kW teljesítményű készüléket vásárolni.
2. Erő
   ... Különböző ajánlatok vannak eladó. Itt figyelembe kell venni az elektromos készülékek számát, és 10-15% -os készletet kell tartalmaznia.
3. Hordozóüveg
   ... A fotocella panelt el kell rejteni egy edzett felület alatt, kötelező laminálással. Az üveget beillesztik a horonyba és tömítőanyaggal rögzítik.
4. Profil anyaga és vastagsága
   ... Megbízható bordákkal ellátott, megbízható tartóelemnek kell lennie.
5. Felszerelés
   ... A panelek mellett azonnal meg kell vásárolnia az összes alkatrészt a teljes értékű hálózat létrehozásához.
6. A felszerelés módja és helye
   ... Olyan helyet kell választania, ahol reggeltől délig a legnagyobb a napfény intenzitása.
7. Napelemek élettartama
   ... A mutató az anyag tömítésének minőségétől függ. Minél nagyobb, annál hosszabb ideig nem kell aggódnia a berendezések javításával és cseréjével.

Hordozható napelem

Az alternatív villamosenergia-termelési módszerek népszerűsége hordozható eszközök megjelenéséhez vezetett. A továbbfejlesztett napelem segítségével hálózaton keresztül juthatunk elektromos áramhoz. A modell kiválasztása a követelményektől függően történik:

1. A telefon akkumulátorának feltöltéséhez 2-3 ezer mAh kapacitású eszköz elegendő. Súlya 300 g.
2. A kis háztartási készülékeket vagy laptopokat legalább 2500 mA kimeneti árammal rendelkező modellek támogathatják. Úgy néz ki, mint egy összecsukható táska, amely több egymással összekapcsolt panelből áll. Súly legfeljebb 2 kg.

A nem szilícium modulok áttekintése

A drágább analógokból készült napelemek 30% -os együtthatót érnek el, és többször drágábbak lehetnek, mint a hasonló szilícium alapú rendszerek. Közülük még mindig alacsonyabb a hatékonyság, miközben képesek agresszív környezetben dolgozni. Az ilyen panelek gyártásához leggyakrabban kadmium-teluridot alkalmaznak. Más elemeket is használnak, de ritkábban.

Soroljuk fel a fő előnyöket:

1. Nagy hatékonyság, 25-35%, képes elérni, viszonylag ideális körülmények között, akár 40% -ot is.
2. A fotocellák akár 150 ° C-os hőmérsékleten is stabilak.
3. Azáltal, hogy a világítótest fényét egy kis panelre összpontosítja, a víz hőcserélője áramellátásra kerül, így gőz keletkezik, amely megfordítja a turbinát és áramot termel.

Mint korábban mondtuk, hátránya a magas ár, de egyes esetekben ezek a legjobb megoldást jelentik. Például egyenlítői országokban, ahol a modulok felülete elérheti a 80 ° C-ot.

Hogyan készítsünk egy mini naperőművet

Most Ali mellett nekem megfelel egy szolár vezérlő

Készítünk egy mini erőművet laboratóriumunk számára a klasszikus séma szerint:

A kék doboz a vezérlő. Az alatta lévő fekete doboz egy inverter, amely az akkumulátor 12 V-os DC-jét 220 V AC-ra alakítja (az otthoni konnektor feszültségévé). A diagram többi részét már ismeri.Ez az áramkör teljesen önálló és minimális karbantartást igényel.

Polimer és szerves elemek

A polimer és szerves anyagokon alapuló modulok az elmúlt 10 évben elterjedtek, filmszerkezetek formájában jönnek létre, amelyek vastagsága ritkán haladja meg az 1 mm-t. Hatékonyságuk közel 15%, költségük pedig többször alacsonyabb, mint kristályos társaiké.

Előnyök:

1. Alacsony gyártási költség.
2. Rugalmas (tekercses) formátum.

Az ilyen anyagokból készült panelek hátránya a hatékonyság csökkenése nagy távolságra. De ezt a kérdést még mindig kutatják, és a gyártást folyamatosan korszerűsítik annak érdekében, hogy kiküszöböljék azokat a hátrányokat, amelyek 5-10 év múlva jelentkezhetnek az ilyen típusú akkumulátorok jelenlegi generációjában.

Hogyan lehet csatlakoztatni a napelemet?

Ezek az eszközök nem finomak, a tetőn, az erkélyen vagy a helyszínen bármilyen jól megvilágított helyre felszerelhetők. A legfontosabb az, hogy a kapcsolatot úgy vezessük le, hogy megfigyeljük a horizonttól a dőlésszöget és a helyszín tájolását. A napelemek felszerelése négy ponton igényel kiváló minőségű rögzítést. Ezt bilincsekkel vagy csavarokkal lehet megtenni. Ezt követően az összes alkatrészt sorba kapcsolják. Javasoljuk, hogy tartsa be a következő rendszert:

1. Csatlakoztassa az akkumulátort a vezérlőhöz rézkábellel.
2. Csatlakoztassa a fotocellát és a vezérlőt.
3. Végül az inverter az akkumulátorhoz van csatlakoztatva.

Hogyan lehet jól választani?

Az európai kontinensen elhelyezkedő lakástulajdonosok számára a választás meglehetősen egyszerű - ez egy polikristály vagy egy szilíciumból készült monokristály. Ugyanakkor korlátozott területekkel érdemes választani a monokristályos panelek mellett, és ilyen korlátozások hiányában - a polikristályos elemek javára. A gyártó, a berendezések műszaki paramétereinek és a kiegészítő rendszerek kiválasztásakor érdemes felvenni a kapcsolatot a vállalatokkal, amelyek mind a készletek értékesítésével, mind telepítésével foglalkoznak. Ne feledje, hogy a gyártótól függetlenül - a "csúcs" gyártók rendszereinek minősége valószínűleg nem fog különbözni, ezért ne tévesszen meg az árpolitika tanulmányozásával.

Ha úgy dönt, hogy "kulcsfontosságú" telepítést kíván rendelni egy "szolárfarmról", ne feledje, hogy maguk a panelek az ilyen szolgáltatások csomagjában csak a teljes költség 1/3-át teszik ki, és a megtérülés megközelítőleg:

1. Költségvetési, de hatékony választás az Amerisolar paneljei lesz, a polikristályos modellt AS-6P30 280W-nak hívják, mérete 1640x992 mm, és 280 W teljesítményt termel. A modul hatékonysága 17,4%. A mínuszok közül - a garancia csak 2 év. De a költsége ~ 7 ezer rubel.
2. A kínai Runda RS 280 POLY modulja hasonló kapacitású lesz, a költségek még alacsonyabbak - körülbelül 6 ezer rubel.
3. Ha korlátozott a hely, figyeljen a LEAPTON SOLAR - LP72-375M PERC szorzatára, a hatékonyság 19,1%, 1960x992 mm méretekkel pedig 375 W energiát kapunk a kimeneten. Egy ilyen akkumulátor költsége körülbelül 10 ezer rubel lesz.
4. Egy másik hatékony megoldás, kisebb méretekkel, 1686x1016 mm, az LG új terméke lesz - NeOn 340 W. A "Not he" 19,8% -os hatékonysággal büszkélkedhet, de költségekkel nem dicsekedhet, több mint fele magasabb lesz, mint az előző minta - körülbelül 16 ezer rubel ...
5. Azok számára, akik figyelmüket a prémium szegmensre szeretnék fordítani, a tajvani BenQ vállalat SunForte PM096B00 333W monokristály modult dobott piacra, amely 333 W teljesítményt produkál, 204% névleges hatásfokkal, 1559x1046 mm méretekkel. . Ez a modul lenyűgöző, csaknem 35 ezer rubel költséget kapott.

Alkatrészek

Maga az eszköz és az energiaforrás működési elve egyszerűnek nevezhető. Csak két részből áll:

• főépület;
• konverziós blokkok.

A legtöbb esetben a test műanyagból készül. Úgy néz ki, mint egy közönséges csempe, amelyhez átalakító blokkok vannak rögzítve.
Az átalakító egység egy szilícium ostya. Kétféle módon készíthető.:

• polikristályos;
• monokristályos.

A polikristályos módszer olcsóbb, és az egykristályos módszert tartják a leghatékonyabbnak.

Minden további alkatrész (például vezérlők és inverterek), modulok és mikrokapcsolások csak az energiaforrás hatékonyságának és működésének növelése érdekében vannak csatlakoztatva. A napelem akkumulátor nélkülük is működhet.

Tartsd észben: A forrás működésének megkezdéséhez az összes konverziós egységet helyesen és pontosan kell összekapcsolni.

Ez a cikk segíthet a napelemek teljesítményének kiszámításában:

Kétféle kapcsolat létezik.:

• következetes;
• párhuzamos.

Az egyetlen különbség az, hogy párhuzamos kapcsolaton áramnövekedés lép fel, soros kapcsolaton pedig növekszik a feszültség.
Ha egyszerre két paraméter maximális működésére van szükség, akkor a párhuzamos-soros rendszert használjuk.

De szem előtt kell tartani, hogy a nagy terhelések miatt egyes érintkezők kiéghetnek. Diódákat használnak ennek megakadályozására.

Egy dióda képes megvédeni a fotocella egynegyedét. Ha nincsenek a készülékben, akkor nagy a valószínűsége annak, hogy az első eső vagy hurrikán után a teljes energiaforrás leáll.

Fontos szempont: sem a felhalmozódás, sem a jelenlegi erősség egyáltalán nem felel meg a modern háztartási készülékek lehetséges paramétereinek, ezért szükséges az áram újraelosztása és felhalmozása.
Ehhez ajánlott legalább két elem csatlakoztatása. Az egyik halmozott lesz, a második pedig tartalék vagy tartalék.
Mondjunk példát a további elemek működésére. Ha jó és napos az idő, a töltés gyorsan megy, és kis idő elteltével felesleges energia jelenik meg.

Ezért ezt az egész folyamatot egy speciális reosztát vezérli, amely egy adott pillanatban képes az összes felesleges villamos energiát további tartalékokba átvinni.

Ebben a cikkben megismerkedhet a napelemek tulajdonosainak véleményével:

Miért olyan fontos a hatékonyság?

A hatékonyság nagy jelentőséget kap, ha kiszámítja azt a területet, amelyet felhasználhat egy napelemes rendszerhez. Az Amerisolar AS-6P30 280W (1,63 négyzetméter) és az LG NeOn 340 W (1,71 négyzetméter) leírt modulok összehasonlítható méreteivel a kimenet négyzetméterenkénti teljesítményének különbsége 15,6% lesz. Ez egyrészt nem tűnhet túl hatékonynak, ha figyelembe vesszük az árkülönbség több mint kétszeresét, de korlátozott hely vagy agresszívebb környezet esetén ez a választás ennek a jól ismert gyártónak a javára terelődhet.

A megnövekedett hatékonyság nemcsak a gyártástechnológia hatékonyságát hangsúlyozza, hanem a gyártás során használt minőségi anyagokat is. Ez befolyásolhatja az eszközök élettartamát, a panelek ellenállását az úgynevezett lebomlásnak. Ne feledkezzen meg a gyártó garanciális kötelezettségeiről sem. Képviseleti irodáival és garanciális szolgáltatásaival a világ szinte minden sarkában az LG hűségesebb hozzáállással büszkélkedhet az ügyfelekkel és kötelezettségei teljesítésével.

Napelemek értékelése

A PV modulok iránti növekvő kereslet hatalmas számú új gyártó megjelenéséhez vezetett a piacon. Egy hétköznapi embernek nehéz a megfelelő választás egy adott modell mellett. Felajánljuk, hogy megismerkedjen a legjobb napelemek minősítésével:

1. Trina Solar;
2. Jinko Solar;
3. Kanadai Solar;
4. Szeráfim;
5. JA Solar;
6. Panasonic;
7. SunTech;
8. LONGi Solar;
9. ABi-Solar;
10. Feltámadt Nap.

Függetlenül attól, hogy az orosz gyártmányú napelemek még nem kerültek be a legjobbak listájába, nagy mennyiségben gyártják őket, és fokozatosan hódítják otthon a piacot. Minden vevő egyedileg dönti el, melyik vállalatot választja. Lehet hazai vagy külföldi gyártó, mindez az anyagi helyzeten és a felmerülő követelményeken múlik.