Фотоэлектрическая система солнечные панели

Преимущества солнечных панелей

В последнее время все более популярными становится солнечный фотоэлектрический модуль. Это устройство было создано с учетом всех современных технических достижений. Поскольку оно не содержит никаких мобильных деталей, то особого обслуживания и ремонта не требуется. Важным преимуществом солнечных панелей является абсолютная бесшумность и экологическая чистота.

Солнечный фотоэлектрический модуль

Технология изготовления

Солнечные батареи или фотоэлектрические модули изготавливаются из различных монокристаллических или поликристаллических панелей, еще совсем недавно появились аморфные солнечные модули. В качестве материала для них используется кремний. Благодаря подобной технологии изготовления данные панели имеют довольно высокий коэффициент полезного действия, который может достигать 25%. При этом стоимость таких батарей является относительно невысокой. Современные фотоэлектрические солнечные модули имеют достаточно большую длительность эксплуатации. Они могут выдерживать пиковую механическую нагрузке до 250 кг/м2. Каждая солнечная батарея является частью общей функционирующей фотоэлектрической системы.

Принцип работы

Каждая система состоит из большого количества элементов, принцип действия которых основывается на внутреннем фотоэффекте, который имеет место в полупроводниках. Его толщина находится в пределах 0,2-0,3 мм. Эти преобразователи изготовлены из кремния с различными добавками, которые используются для создания механизма с р-n-переходом. Получаемую энергию можно использовать либо напрямую в виде постоянного тока, или же заряжать с ее помощью аккумуляторные батареи для последующего применения. Кроме того, ее можно преобразовывать в обычный переменный ток со стандартным напряжением.

Виды фотоэлектрических панелей

На сегодняшний день выделяют два основных типа солнечных батарей:

• автономные устройства;
• модули, соединенные между собой электрической сетью.

Во втором случае, при избытке электроэнергии она подается в сеть и накапливается в аккумуляторе. Благодаря накопленной энергии, можно будет обеспечивать работу устройства даже при отсутствии солнечного света. Например, если взять несколько фотоэлектрических модулей суммарной мощностью на 100-150 ватт, то вместе с ними можно использовать аккумулятор на 100 ампер/час. Подобное устройство позволит обеспечить энергией не только освещение дома, но и работу различных бытовых приборов, таких как телевизор, холодильник или поливальный насос. Такие солнечные батареи помогут обеспечить снабжение целого дома в автономном режиме, используя для этого лишь излучение солнца.

Поэтому сейчас можно увидеть все более популярные мобильные домики, оснащенные системами автономного солнечного электроснабжения. Благодаря этому они могут не зависеть от стационарной электрификации. Если вы установите такие батареи на своем доме, то можно будет навсегда забыть об оплате за электроэнергию. Конечно, перед использованием этих панелей нужно тщательно рассчитать эффективность и экономичность этого метода в каждом конкретном доме.

Солнечный фотоэлектрический модуль для фасадов

Фотоэлектрические модули также используются для фасадов. Для этого фасадное стекло заменяется солнечными панелями аморфного типа, которые могут быть прозрачными и непрозрачными. Эти приборы, установленные на фасаде, смогут обеспечивать вас бесплатным электричеством не менее 20 лет подряд. Тем более что современные батареи могут генерировать энергию, как при прямом излучении солнца, так и в облачные дни. При этом подобный вариант отделки фасада не будет портить вентиляцию здания. Поэтому с точки зрения экономичности и технических факторов, использование фотоэлектрических батарей является целесообразным. Если вы закажете такие панели оптово, то тогда можно будет получить хорошую скидку. В результате, эти солнечные элементы окупятся уже через несколько лет.

Положительные качества солнечных фотоэлементов

Таким образом, панели на солнечных элементах являются экологически чистыми и максимально экономичными. Если объединить в одну сеть достаточное количество элементов, то их хватит для бесплатного обеспечения энергией любого жилого дома. При этом мощные панели отличаются более высокой стоимостью, чем обычные электростанции. Однако за счет длительного эксплуатационного периода и получения бесплатной энергии из солнечного излучения, фотоэлектрические панели быстро окупаются.

Основные преимущества солнечных панелей по сравнению с другими источниками энергии:

• длительный срок эксплуатации более 20-25 лет;
• отсутствие необходимости в регулярном обслуживании;
• экологически чистая работа;
• удобство установки даже в отдаленных труднодоступных местах;
• модульная компоновка;
• быстрая окупаемость;
• возможность интеграции с обычными электрическими сетями.

Фотоэлектрический модуль: факторы, влияющие на эффективность

Существует ряд факторов, которые напрямую влияют на эффективность фотоэлектрической панели.

Правильная ориентировка на стороны света

Традиционно считается, что фотоэлектрический модуль, должен быть ориентирован посередине между юго-восточным и юго-западным направлением. Наиболее удачной можно считать ориентировку на юг, в то время как северного направления стоит избегать. Читать: Актуаторы в системе слежения солнечных батарей.

Правильный угол наклона

Лучше всего размещать панель под наклоном, чтобы получить больше света. Эксперты считают, что угол наклона должен колебаться в пределах 20-90°. За счет минимального наклона можно добиться наиболее удачной естественной очистки модуля от загрязнения. В наших широтах наиболее оптимальный угол наклона должен находиться в диапазоне от 30 до 60°. Считается, что угол расположения должен соответствовать широте региона при южном расположении. При направленности на восток и запад оптимальная широта может быть несколько другой.

Уровень затененности

Устанавливая фотоэлектрический модуль следует располагать его так, чтобы его не затеняли рядом стоящие здания или деревья. Даже небольшая тень от дерева будет способствовать существенному снижению эффективности работы устройства.

Источник

Фотоэлектрические панели солнечных батарей

Производство и состав

ФВЭ	Легирование полупроводников

Полупроводниковый материал сам по себе не производит энергию, Каждый фотоэлемент состоит из тонкого слоя материалов N-типа и другой с большей толщины материала типа п. отдельно, оба являются электрически нейтральными. Но быть вступил в союз с P-N и получения солнечного света, генерирует электрическое поле за счет кремния N-типа электроны занимают пустоты (пробелы) кремния P-типа структуры.

Концепции новых солнечных элементов

Grätzel ячейка

Nanocristalinas клетки, ознакомлены с красителями

Новый тип солнечных батарей был введен в 1991 году швейцарский профессор Майкл Grätzel и может развиться недорогой альтернативой для Силиконовой технологии. Основной материал «Grätzel ячейки» является полупроводниковый диоксида титана (TiO₂). Однако он не работает на основе p-n перехода в полупроводнике, поглощающих свет в органический краситель, таким же способом растения использовать хлорофилл для захвата энергии от солнечного света через фотосинтез.

В маленькой камере лаборатории достигли 12% КПД. Модули из первой партии ограниченного производства австралийской фирмы STA, имеют КПД около 5%.

В отличие от кристаллических ячеек его эффективность возрастает с увеличением температуры. В результате используются для небольших устройств в интерьерах и в интеграции в зданиях. В последнем случае клетки с красители предлагают новые и захватывающие возможности рисования, благодаря его гибкости с точки зрения прозрачности и ее красноватого цвета (цвета охры), которые могут трансформироваться в зелено серый цвет как пятно применяется.

Производство энергии

Освобождение электронов создает разность потенциалов, связь между клетками увеличить эту разность потенциалов. Как клетки не могут хранить энергию, эта энергия должна хранится в аккумуляторах или преобразованы для немедленного потребления.

Солнечные панели состоят из солнечных элементов в серии и параллельно для получения требуемого напряжения и тока.

Солнечные батареи в серии

Фотоэлементы подключены в серии (положительных до отрицательных) дает высокого напряжения.

В этом случае соединения двух клеток в серии, каждая из 0,42 вольт производит в общей сложности 0,84 напряжения вольт. Если мы хотим, чтобы выход 12 вольт, должен существовать по крайней мере 29 клеток.

Клетки обеспечивают относительно постоянного напряжения, если текущее потребление не превышает максимальная power point ( MPP ).

Солнечные батареи параллельно

Солнечные батареи соединены параллельно (положительный позитивный, минус к минусу) позволяют выше текущего потока.

В этом случае соединения двух клеток одновременно, каждый из 0,42 вольт производит полного напряжения 0,42 кв. Для многих клеток, Соединенных параллельно напряжение никогда не будет больше чем один.

Типы клеток:

Существует несколько типов клеток по методу изготовления и используемого материала.

• Аморфного кремния: Клетки, полученные путем осаждения из очень тонких слоев кремния на поверхности стекла или металла.
  Эффективность преобразования солнечного света в электричество колеблется от 5% и 7%;
• Монокристаллического кремния: Клетки, полученные из цилиндрических стержней из монокристаллического кремния производится в специальных печах. Клетки получаются путем разрезания баров в виде тонких квадратные вставки (0,5 0,4 мм толщиной).
  Эффективность преобразования солнечного света в электричество выше 12%;
• Кремния policristinalino: Клетки производятся из блоков кремния, полученные путем плавления чистого кремния чипов в специальные формы. После того, как в формы, кремний медленно остывает и затвердевает сам. в этом процессе, в единственном кристалле атомы не организуются. Образуют структуру поликристаллических с поверхности разделения между кристаллов.
  Эффективность преобразования солнечного света в электричество это немного ниже, чем в монокристаллического кремния;
• Nanocristalinas клетки, ознакомлены с красителями: В фазе развития и маркетинга, высокие индексы с высокой температурой и низким уровнем излучения;
• CIGS: Использование в свой состав Cu (In, Ga) Se₂ (медь, Индио, галлия, селен), имеют доходность 13%. Есть некоторые проблемы с поставками, так как 75% Indico коммерчески распределены используется в производстве ЖК- и плазменных мониторов;
• Арсенита арсенида галлия (GaAs): в настоящее время наиболее эффективная технология показ уровня 28% эффективности. Его цена является чрезвычайно высокой, используя главным образом в космической техники (солнечных коллекторов в спутники, например);
• Теллурида кадмия (CdTe): Хотя они составляют чуть более 1% рынка фотоэлектрической солнечной энергии, его использование является очень привлекательным из-за высокого уровня токсичности кадмий.

Спектральная чувствительность

В то время как кристаллический солнечных элементов особенно чувствительны к солнечной радиации длинн развевает, тонкопленочных элементов лучше использовать видимый свет. Аморфного кремния клетки могут эффективно поглощают коротковолновое излучение. В отличие от этого CdTe и СНГ материалы наиболее подходят для средней длины волн.

Фотоэлектрические модули

Солнечная батарея состоит из отдельных клеток, Соединенных последовательно. Этот тип подключения позволяет добавлять напряженности. Номинальное напряжение модуля равна произведению числа клеток, которые составляют напряжение каждой ячейки (около 0,42 до 0.6 вольт). Как правило, производят модулей, состоящий из 30, 32, 33 и 36 клеток в серии. Стремится придать жесткость модуль в его структуре, электрическая изоляция и устойчивость к воздействию климатических факторов. Таким образом ячейки в диапазоне инкапсулированы в пластиковые резины (Etilvinilacelato), который также является роль электрического изолятора, закаленного стекла с содержанием низкой железа в лицо к солнцу и многослойные пластиковые пластинки (полиэстер) на задней поверхности. В некоторых случаях стекло заменяется на пластинки из прозрачной пластмассы. Модуль имеет рамку из алюминия или полиуретана и коробки ссылки, которые являются положительные и отрицательные клеммы серии клеток. Окно терминала подключите кабели, подключение модуля к фотоэлектрические панели.

Фотоэлектрические панели

Фотоэлектрические панели солнечных батарей или Солнечный коллектор п состоит из нескольких модулей, Соединенных параллельно и серии.

Солнечные панели приложения

• Использование панелей/малой мощности низкого напряжения 3-12 небольших аморфного кремния сегментов, с общей площадью в несколько квадратных сантиметров. Выходного напряжения-1,5-6 V с потенцией несколько милливатт. Использование: часы, калькуляторы, GPS, небольших электрических устройств;
• Небольшие панели от 1 до 10 Вт с 3 до 12 v. Использование: Радио, игры, водяные насосы;
• Большие панели от 10 до 60 Вт, с напряжением 6 или 12 v. Utilizaçãoprincipal производится главным образом в крупных водяных насосов, для удовлетворения потребности электроэнергии для караванов (свет и охлаждение) и дома использовать направленные на отдельные устройства (садовые светильники для примера).

Эффективность фотоэлектрических систем

Эффективность Фотоэлектрической системы зависит от:

• Эффективность различных компонентов системы;
• Взаимосвязи и координации между ними;
• Тип зарядов, которые система направлена на кормить.

Доход или убыток

Группа выход зависит от:

• Тип ячейки;
• Солнечной радиации;
• Температура;
• Грязь из панели.

Номинальная стоимость дохода предоставляется изготовителем. Если он не включен непосредственно может быть выведен из пиковой мощности и площади панели. Пиковая мощность-это мощность (MPP), группа может взимать плату в условиях стандартного испытания.

HP группа выход (%)
PP-группа пик мощности (кВт пик)
Группа площадь (м2)

Потери инвертора зависит от величины и характеристики нагрузки, что кормление.
Для оценки общей эффективности системы считаются два компонента:

Источники дохода энергии считает, что система работает с 100% производительности, будучи независимым от нагрузки. Другими словами для данной системы, лучшее исполнение является тот, который соответствует только генераторы дохода не рассматривает любого оборудования, которое дополняет систему, будучи игнорируются потери в Аккумуляторы, Зарядные устройства, инверторы и т.д. Так что будет выход энергии источников энергии:

ПФ является выходная мощность источника питания (кВт/год)
S является солнечной энергии (кВтч/м2/год)

ESS = PR * Es * hp *

ЕСС является питание на нагрузку (кВтч/год)
PR является индекс производительности

Глобальном уровне предполагается, что к 2100 году более чем на 60% энергии, используемой человеком имеет свое происхождение в солнечной энергии .

Источник