Этот пирог отправляют в печь, где всё это спекается — склеивается. Плёнка намертво расплавляется и прилипает к стеклу, элементы полностью герметизируются внутри, прикрываясь плотно к пленкам с обеих сторон.

Солнечная батарея состоит из солнечных элементов, это фотоэлектрические модули (ФЭМ), их можно назвать ячейками. Ячейки в солнечной батарее соединяются последовательно, чтобы увеличить напряжение батареи до требуемого, так-как напряжение одной ячейки составляет всего 0,6V. А для зарядки 12-ти вольтового аккумулятора требуется как минимум 14 вольт. Но напряжение солнечного элемента зависит от освещённости, и чтобы напряжение даже в пасмурную погоду было выше 14 вольт, количество ячеек в батарее обычно равно 36. Напряжение холостого хода при этом 21.6 вольта. Бывают батареи с с другим количеством ячеек, для систем на 24 вольта изготавливаются солнечные панели на 72 ячейки, а так-же на 60 ячеек.

Один солнечный элемент выдаёт напряжение максимум 0,6 вольт, но достаточно большой ток. Например ячейка размером 156×156мм с эффективностью 17% даёт ток короткого замыкания порядка 9А. Максимальная мощность одного элемента будет при просадке напряжения до 0,47-0,50 вольт. Таким образом батарея состоящая из 36 элементов будет максимально эффективна при напряжении 17-18 вольт. При этом ток под нагрузкой будет составлять чуть более 8 Ампер, а мощность порядка 150 ватт.

Но если мы используем простой PWM контроллер зарядки АКБ, то напряжение будет равно текущему напряжению аккумулятора. А если напряжение достигнет 14 вольт, то контроллер будет отключать солнечную батарею чтобы аккумулятор не перезарядился. Это я к тому что при заряде напряжение солнечной панели не 17-18 вольт, а 13-14 вольт, а это значит что батарея выдаёт не всю свою мощность, так-как ток она даёт всего 8А, отсюда 14*8=112 ватт. Таким образом 30% энергии просто теряется.

Такую-же мощность (112 ватт) можно получить если бы в солнечной батарее было не 36 элементов, а 28 элементов. При солнце была-ба такая-же мощность что и с 36 элементов, да хоть с 72 элемента, так-как ток не может быть больше 8 ампер, а напряжение проседает до напряжения АКБ. Но тогда в пасмурную погоду не будет зарядки, так-как напряжение упадет и будет ниже напряжения АКБ. Только для стабильной зарядки ставят лишние 8 солнечных элементов в батареи. Чтобы снимать до 98% энергии с солнечной батареи ставят MPPT контроллеры, которые держат панель в точке максимальной мощности и получаемую энергию преобразуют снижая напряжение на выходе и повышая ток. Так на входе контроллера будет 18 вольт и 8А, а на выходе 14 вольт и 10 Ампер.

Выпускают солнечные батареи и на 60 элементов, напряжение холостого хода которых 36 вольт, они предназначены для АКБ на 24 вольта, или если соединить две последовательно то для систем на 48 вольт. Такие батареи получаются дешевле, но в пасмурную погоду отдача панелей ниже чем у панелей состоящих их 72 элемента, и если совсем пасмурно то зарядки не будет. Но хочу отметить что в пасмурную погоду мощность солнечных батарей падает в 15-20 раз. И например если при солнце вы получали 100 ватт*ч энергии, то при затянутом облаками небе вы получите всего порядка 5 ватт. Я думаю нет особого смысла переплачивать на 30% больше за солнечные батареи чтобы в пасмурную погоду иметь такое небольшое преимущество. Хотя лучше всего чтобы снимать 98% энергии использовать MPPT контроллер.

Многие спрашивают что лучше, монокристаллические батареи или поликристаллические?

Монокристаллические панели немного дороже так-как в их производстве ячеек используется кремний высокой очистки, до 100%, и процесс образования кристаллов происходит при 1300°. КПД монокристаллических панелей немного выше, и кристаллы в ячейках направлены строго параллельно, и однородны. От этого максимальный КПД только при прямых солнечных лучах, а при свечении под углом КПД значительно падает.

Поликристаллические ячейки производятся методом осаждения паров кремния при температуре 300°, и кристаллы усаживаются неравномерно, и направлены в разные стороны. Из-за этого ниже КПД, но они лучше работают при рассеянном свете, и высоких температурах.

Но разница совсем незначительна, и зависит от качества самих ячеек, их светочувствительности и других факторов. В итоге разница не превышает 5%, и это заметно только в пасмурную погоду. Или при очень острых углах падения солнечных лучей.

Источник

Словарь терминов по солнечной энергетике

СБ — солнечная батарея;

СМ — солнечный модуль;

АКБ — аккумуляторная батарея;

ВАХ — вольтамперная характеристика, графически выраженная зависимость тока от напряжения фотоэлемента/солнечного модуля;

ВИЭ — возобновляемый источник энергии;

ФЭС — фотоэлектрическая станция;

КПД — коэффициент полезного действия;

ФЭП — фотоэлектрический преобразователь;

СЭС — солнечная электростанция;

Напряжение холостого хода(Uxx) -это напряжение между выводами фотоэлемента или солнечного модуля, когда нет нагрузки;

Номинальное напряжение солнечной батареи (Uн) — существует стандартный ряд напряжений аккумуляторных батарей(6В, 12В, 24В, 48В, 60В и т.д.). Номинальное напряжение для солнечных модулей берется из этого же ряда. Исключение составляют модули с нестандартным напряжением, кторые используются с контроллерами МРРТ или сетевыми инверторами;

Напряжение максимальной мощности (Up) — иначе рабочее напряжение. При этом напряжении мощность, снимаемая с фотоэлемента или солнечного модуля достигает максимума;

Ток короткого замыкания(Iкз) — ток, который может развить солнечный элемент или модуль, если замкнуть его выводы накоротко;

Рабочий ток(Ip) — иначе ток максимальной мощности. Протекает через фотоэлемент при напряжении максимальной мощности;

Паспортная мощность солнечной батареи(Wр) — для унификации солнечные модули и элементы паспортизируются в определенных условиях(STC-Standart Test Condition),освещенность 1000Вт/м2,температура 25°С, спектр АМ1.5;

Инсоляция — освещенность поверхности, измеряемая в кВтч/м²

Fill-фактор — коэффициент заполнения идеальной ВАХ;

Пикочасы — условное время в течении которого можно принять освещенность равной 1000Вт/м²;

Монокристаллический кремний — кремний, который получают методом Чохральского, внешне это цилиндрические слитки;

Аморфный кремний — получают напылением на подложку техникой испарения, а затем и защищается покрытием, иначе называется тонкопленочным;

Поликристаллический кремний — кремний, который получают при помощи метода направленной кристаллизации, внешне выглядит как прямоугольные блоки;

Мультикремний — синоним поликристаллического кремния;

Блокирующий диод — диод предотвращающий разряд АКБ через СБ при отсутствии достаточной освещенности для работы СБ(входит в состав контроллера заряда АКБ);

Баррирующий диод — обычный полупроводниковый диод. Защищает солнечный модуль в составе мощной солнечной батареи при частичном затенении;

Средняя точка — вывод из средней части схемы солнечного модуля. К ней подкючаются баррирующие диоды;

Линейка фотоэлементов — спаянные в одну полоску фотоэлементы;

Токосъемная дорожка — самый широкий элемент токосъемной сетки, объединяет более тонкие токосъемные дорожки и предназначен для напаивания монтажной шинки(плоского проводника);

Токосъемная сетка — нанесенная на поверхность фотоэлемента токопроводящая сетка, предназначенная для наиболее полного съема генерируемой фотоэлементом энергии;

Инвертор — важный компонент солнечной энергоустановки, который преобразует постоянное напряжение АКБ переменное;

Контроллер заряда АКБ — прибор для контроля за уровнем заряда АКБ, предотвращает перезаряд и переразряд АКБ, сохраняет срок службы АКБ;

Солнечный модуль — солнечным модулем называется несколько объединённых в один блок солнечных элементов (фотоэлементов);

Солнечная батарея — это совокупность параллельно, последовательно или последовательно-параллельно скоммутированных солнечных модулей;

Солнечный элемент — основной компонент для создания солнечных модулей, преобразует энергию фотонов в электрическую энергию; Монтажная шина — плоский медный луженый проводник , используемый для спаивания фотоэлементов;

Псевдоквадрат — фактически восьмигранник, наиболее распространенная форма фотоэлементов;

Каркасный солнечный модуль — это солнечный модуль помещенный в алюминиевый или из иного материала каркас для придания герметичности и большей жесткости;

Бескаркасный солнечный модуль — это модуль без алюминиевого каркаса. Лицевая сторона защищена ПЭТ пленкой, тыльная сторона подложкой из стеклотекстолита или той же пленки ПЭТ, предназначен для эксплуатации в условиях более щадящих чем их каркасные собратья;

Соединительная коробка — иначе называется еще клеммная котобка(junction box). Под её крышкой находятся выводы солнечного модуля, крепится с обратной стороны модуля;

Сальник — служит для кабельного вывода из клеммной коробки и предохраняет внутреннюю часть клеммной коробки солнечного модуля от проникновения влаги;

ПЭТ — полиэтилентерефталатная пленка для защиты тыльной стороны солнечного модуля;

ЭВА — этилвинилацетатная пленка для герметизации фотоэлементов при помощи ламинатора;

Текстурированное стекло — текстура наносимая на поверхность стекла путем «замораживания» направленного контролируемого взрыва, позволяет снижать потери на отражение от поверхности стекла;

Стрингер — робот для автоматизированной спайки солнечных элементов;

Ламинатор — агрегат для герметизации схемы из фотоэлементов методом вакуумного ламинирования;

Адгезив — состав, наносимый на стекло и ПЭТ пленку для лучшего сцепления материалов;

Осветитель — прибор для имитации излучения солнечного спектра для тестирования фотоэлементов и солнечных модулей;

© 2001-2015 «SOLBAT-Солнечные батареи», Все права защишены. Копирование запрещено.

Источник

Характеристики солнечных батарей

Солнечные батареи, которые также называют солнечными панелями или солнечными модулями, строятся из отдельных фотоэлектрических преобразователей (так называемых солнечных элементов), которые соединяются друг с другом в последовательные и параллельные цепи, в совокупности работающие как единый источник тока.

Собственно одна панель может рассматриваться как источник тока. Несколько солнечных панелей образуют автономную солнечную электростанцию, которая может быть малой (если речь идет например о частном доме) или большой (если речь идет о промышленной солнечной электростанции) мощности. Размер солнечной станции зависит от ее назначения и от нужд ее потребителя.

Одна солнечная панель обычно содержит количество элементов кратно 12, а именно: 12, 24, 36, 48, 60 или 72 солнечных элемента. Номинальная мощность одной такой панели обычно лежит в диапазоне от 30 до 350 ватт. Соответственно размер и вес панели тем больше, чем больше ее номинальная мощность.

На сегодняшний день реальный КПД солнечных батарей, доступных широкому потребителю, лежит в пределах от 17 до 23%. Есть отдельные экземпляры, декларирующие КПД до 24%, но это скорее исключения и преувеличения. Лаборатории по всему миру стремятся разработать солнечные элементы, КПД которых хотя бы приблизился к 30% — это было бы очень хорошим результатом для источника энергии данного типа, если смотреть на вещи реально.

Солнечные батареи на базе кремния, как альтернативный источник электрической энергии, проверены временем, они отличаются надежностью и безопасностью, компактностью и относительной доступностью. Срок их нормальной эксплуатации доходит до 30 лет и даже превышает. Хотя, справедливости ради стоит отметить, что кремниевые фотоэлектрические элементы со временем деградируют, это выражается в снижении получаемой при полном освещении мощности примерно на 10% от первоначального номинала за каждые 10 лет активной эксплуатации.

То есть если в 2019 году приобреталась новая солнечная панель на 300 Вт, то к 2039 году она будет способна выработать максимум 240 Вт. По этой причине следует вычислять установленную мощность системы с определенным запасом по току. Что касается тонкопленочных элементов, то они временем не проверены, но специалисты утверждают, что скорость деградации в первые же годы у них многократно выше чем у монокристаллических и поликристаллических кремниевых элементов.

При нормальной эксплуатации ни замена элементов, ни какое бы то ни было иное специальное обслуживание монокристаллическим и поликристаллическим солнечным панелям не требуется. Они просты в установке, не содержат движущихся частей, их поверхность обращенная к солнцу всегда имеет защитное механически прочное покрытие.

Вольт-амперная характеристика солнечных батарей снимается в лабораторных условиях при производстве и приводится в спецификации. Стандартный тест проводится при радиации 1000 Вт/кв.м при температуре окружающего воздуха 25°С, как на широте 45°.

Здесь можно видеть крайние точки ВАХ, в которых снимаемая с батареи мощность обращается в ноль. Напряжение холостого хода — Voc — это максимально доступное напряжение на выходе батареи при разомкнутой цепи нагрузки. Ток при коротко замкнутой цепи нагрузки — Isc – это, соответственно, ток при нулевом выходном напряжении.

Практически батарея всегда работает в неком оптимальном режиме где-то посередине между этими двумя точками. В оптимальной точке MPP — максимальная мощность нагрузки. Номинальное напряжение для точки максимальной мощности обозначается Vp, а номинальный ток для данной точки — Ip. В этой точке определяется и КПД солнечной панели.

В принципе солнечная батарея способна работать в любой точке ВАХ, однако для получения максимальной эффективности полезно использовать точку наивысшей мощности, поэтому солнечные панели никогда не питают нагрузку напрямую. Для достижения лучшей эффективности, между солнечной батареей и аккумуляторами (инвертором) следует подключить контроллер заряда с технологией MPPT, который всегда будет работать в точке максимума доступной мощности при любой текущей интенсивности солнечного освещения.

Источник