Çfarë është gjuhësia dhe si e konsideron fjalën. Çfarë është gjuhësia? Gjuhësia si shkencë më vete

A është e shtrenjtë ngrohja e shtëpisë me gaz? Apo i fikni vazhdimisht dritat në shtëpinë tuaj? Apo ndoshta jeni lodhur duke paguar më shumë për energjinë elektrike? Do t'ju ndihmojë instalimi i një paneli diellor, i cili do t'ju sigurojë jo vetëm energji elektrike, por edhe ngrohje. Në këtë artikull do të shqyrtojmë parimin e funksionimit të një baterie diellore dhe ndryshimet e saj nga një kolektor diellor.

Cili është thelbi i mënyrës se si funksionon një bateri diellore?

Një bateri diellore, e njohur edhe si fotobateri, është një pllakë fotografike që ndryshon nën ndikimin e rrezet e diellit përçueshmëri në seksionet e tij individuale.

Kjo lejon që energjia e këtyre tranzicioneve të shndërrohet në energji elektrike, e cila ose përdoret menjëherë ose akumulohet.
Për të kuptuar parimin e funksionimit të një baterie diellore, duhet të dini disa pika:

Pra, si funksionon një panel diellor?

Bie mbi një panel të ngarkuar negativisht rrezet e diellit. Ai thërret edukimi aktiv ngarkesa negative shtesë dhe "vrima". Nën ndikim fushe elektrike, e cila është e pranishme në p-n kryqëzim, ndodh ndarja e grimcave të ngarkuara pozitivisht dhe negativisht. Të parët shkojnë në shtresa e sipërme, dhe e dyta në atë të poshtme. Kështu, shfaqet një ndryshim potencial, me fjalë të tjera, një tension konstant (U). Bazuar në këtë, mund të shihet se një fotokonvertues funksionon në parimin e një baterie. Dhe kur një ngarkesë është e lidhur me të, një rrymë lind në qark. Fuqia aktuale do të varet nga parametra të tillë si:

Ekzistojnë disa lloje të qelizave diellore: poli- dhe monokristaline, si dhe amorfe.
Ato monokristaline janë më pak produktive, por në të njëjtën kohë më të lira. Në këtë drejtim, përdorimi i tyre justifikohet si një burim shtesë energjie në rast të një dështimi të centralizuar të furnizimit me energji elektrike.
Polikristalet zënë pozicione të ndërmjetme në këto dy parametra, dhe për këtë arsye mund të përdoren në zona të largëta pa një furnizim të centralizuar me energji elektrike.

Qelizat diellore amorfe janë shumë efikase, por edhe shumë kosto e larte. Ato bazohen në silikon amorf.

Këto zhvillime nuk kanë arritur ende nivelin industrial dhe janë në fazën eksperimentale.

Pse keni nevojë për një kontrollues në një bateri diellore?

Bateritë diellore, parimi i funksionimit të të cilave u përshkrua më lart, nuk mund të zëvendësonin në mënyrë efektive sistemet qendrore të furnizimit me energji elektrike nëse nuk do të ishin të pajisura me kontrollues të aftë për të monitoruar shkallën e ngarkimit të baterisë diellore.

Kontrollorët ju lejojnë të rishpërndani energjinë e marrë nga panelet diellore, duke e drejtuar atë, nëse është e nevojshme, drejtpërdrejt në burimin e konsumit ose duke e ruajtur në bateri.
Ekzistojnë disa lloje të kontrolluesve të paneleve diellore, të cilat ndryshojnë në shkallën në të cilën ata rrisin efikasitetin e përgjithshëm të sistemit të paneleve diellore.

Për të filluar përdorimin burime alternative energji, nuk është aspak e nevojshme të blini një bateri të shtrenjtë diellore. Ka shembuj më të arritshëm të përdorimit energji diellore për të marrë elektrike. Bëhet fjalë për rreth dritave të kopshtit diellor aktualisht të njohura.

Elektrik dore të tillë ju lejojnë të ndriçoni parcelën e kopshtit tuaj kohë e errët ditë pa shpenzuar energji shtesë.

Parimi i funksionimit të fenerëve të tillë është se me anë të një fitoplate të montuar në të pjesa e sipërme elektrik dore, energjia diellore kapet dhe konvertohet, e cila grumbullohet në një bateri të vogël të vendosur në bazën e elektrik dore. Konsumi i energjisë së akumuluar ndodh në errësirë.

Çdo sekond sasi e madhe Energjia diellore arrin në sipërfaqen e planetit tonë, duke i dhënë jetë të gjitha gjallesave. Një sfidë e denjë për mendjet kërkuese është një zgjidhje që do ta bënte atë t'u shërbente nevojave të njerëzve. Dhe ata që kanë shpikur dizajnin e një baterie diellore të aftë për të kthyer dritën e diellit në energji elektrike, tashmë po përpiqen ta sjellin këtë në jetë.

Kuptoni se si funksionon bateri diellore, është më e lehtë të përdoret shembulli i një dizajni të bazuar në silikon monokristalor.

Dy shtresa silikoni me veti fizike të ndryshme formojnë një vaferë të hollë. Shtresa e brendshme - monokristaline silikon i pastër me përçueshmëri të tipit p, e cila është e veshur nga jashtë me një shtresë silikoni "të kontaminuar". Kjo mund të jetë, për shembull, një përzierje e fosforit. Ka përçueshmëri të tipit n. Pjesa e pasme e pllakës është e mbuluar me një shtresë metalike të vazhdueshme.

Fotocelat janë të fiksuara në kornizë në mënyrë të tillë që të mund të zëvendësohen nëse dështojnë. E gjithë struktura është e mbuluar me xham të kalitur ose plastikë, e cila e mbron atë nga ndikim negativ faktorët e jashtëm.

Parimi i funksionimit të një baterie diellore

Si rezultat i rrjedhës së ngarkesave në kufirin e shtresave p- dhe n, në shtresën n formohet një zonë me ngarkesë pozitive të pakompensuar, dhe në shtresën p - ngarkesë negative, d.m.th. i njohur për të gjithë nga kursi shkollor fizikë p-n kryqëzim. Diferenca potenciale që lind në kryqëzim, diferenca e potencialit të kontaktit (pengesa potenciale), pengon kalimin e elektroneve nga shtresa p, por i lejon ata të kalojnë lirshëm media të vogla në drejtim të kundërt, gjë që bën të mundur marrjen e një foto-emf kur rrezet e diellit godasin qelizën fotovoltaike.

Kur rrezatohen nga rrezet e diellit, fotonet e absorbuara fillojnë të gjenerojnë joekuilibër çiftet elektron-vrima. Elektronet e krijuara pranë tranzicionit lëvizin nga shtresa p në rajonin n.

Në mënyrë të ngjashme, vrimat e tepërta nga shtresa n hyjnë në shtresën p (Figura a). Rezulton se shtresa p grumbullohet ngarkesë pozitive, dhe në shtresën n është negative, duke shkaktuar tension në qarkun e jashtëm (Figura b). Burimi aktual ka dy pole: pozitiv - p-shtresa dhe negativ - n-shtresa.

Ky është parimi bazë i funksionimit të qelizave diellore. Kështu, elektronet duket se po vrapojnë në rrathë, d.m.th. lëreni shtresën p dhe kthehuni në shtresën n, duke kaluar ngarkesën (baterinë).

Dalja fotoelektrike në një element me një kryqëzim sigurohet vetëm nga ato elektrone që kanë një energji më të madhe se gjerësia e një hendeku të caktuar brezi. Ata që kanë më pak energji nuk marrin pjesë në këtë proces. Ky kufizim mund të hiqet nga struktura shumështresore që përbëhen nga më shumë se një qelizë diellore, me boshllëqe të ndryshme brezash. Ata quhen kaskadë, shumë kryqëzime ose tandem. Konvertimi i tyre fotovoltaik është më i lartë për faktin se qelizat e tilla diellore funksionojnë me një spektër më të gjerë diellor. Në to, fotocelat janë rregulluar ndërsa hendeku i brezit zvogëlohet. Rrezet e diellit godasin fillimisht fotocelën me zonën më të gjerë dhe fotonet me energjinë më të madhe absorbohen.

Më pas, fotonet e transmetuara nga shtresa e sipërme arrijnë në elementin tjetër, e kështu me radhë. Në fushën e elementeve të kaskadës, drejtimi kryesor i kërkimit është përdorimi i arsenidit të galiumit si një komponent ose disa. Elementë të tillë kanë një efikasitet konvertimi prej 35%. Elementet janë të lidhur në një bateri, pasi është e nevojshme të bëhet një element i veçantë madhësia e madhe(dhe për rrjedhojë fuqia) nuk lejohet nga aftësitë teknike.

Qelizat diellore mund të funksionojnë kohe e gjate. Ata e kanë dëshmuar veten si një burim i qëndrueshëm dhe i besueshëm energjie, pasi janë testuar në hapësirë, ku rreziku kryesor për ta është pluhuri dhe rrezatimi i meteorit, të cilët çojnë në erozionin e elementeve të silikonit. Por, meqenëse në Tokë këta faktorë nuk kanë një efekt kaq negativ mbi ta, mund të supozohet se jeta e shërbimit të elementeve do të jetë edhe më e gjatë.

Panelet diellore janë tashmë në shërbim të njeriut, duke shërbyer si burim energjie për pajisje të ndryshme, duke filluar nga Telefonat celular dhe duke përfunduar me automjetet elektrike.

Dhe kjo është tashmë përpjekja e dytë e njeriut për të shfrytëzuar energjinë e pakufishme diellore, duke e detyruar atë të punojë për përfitimin e tij. Përpjekja e parë ishte krijimi i kolektorëve diellorë, në të cilët energjia elektrike gjenerohej nga ngrohja e ujit deri në pikën e vlimit me rrezet e përqendruara të diellit.

Avantazhi i paneleve diellore është se ato prodhojnë drejtpërdrejt energji elektrike, duke humbur energji shumë më pak se kolektorët diellorë me shumë faza, në të cilët procesi i marrjes së tij shoqërohet me përqendrimin e rrezeve të diellit, ngrohjen e ujit, lëshimin e avullit që rrotullon një turbinë me avull. , dhe vetëm pas kësaj gjenerimi i energjisë elektrike nga një gjenerator. Parametrat kryesorë të paneleve diellore janë, para së gjithash, fuqia. Atëherë është e rëndësishme se sa energji kanë.

Ky parametër varet nga kapaciteti i baterive dhe numri i tyre. Parametri i tretë është konsumi maksimal i energjisë, që nënkupton numrin e lidhjeve të mundshme njëkohësisht të pajisjeve. Nje me shume parametra të rëndësishëmështë tensioni nominal nga i cili varet zgjedhja pajisje shtesë: inverter, Panel diellor, kontrollues, bateri.

Llojet e paneleve diellore

Të gjithë panelet diellore në shikim të parë duken të njëjtë - elementë të mbuluar me xham të errët me shirita metalikë që përcjellin rrymë, të vendosur në një kornizë alumini.

Por, panelet diellore klasifikohen sipas fuqisë së energjisë elektrike që prodhojnë, e cila varet nga dizajni dhe zona e panelit (ato mund të jenë pllaka miniaturë me fuqi deri në dhjetë vat dhe "fletë" të gjera me fuqi prej dyqind ose më shumë vat).

Për më tepër, ato ndryshojnë në llojin e fotocelave që i formojnë: fotokimike, amorfe, organike, si dhe ato të krijuara në bazë të gjysmëpërçuesve të silikonit, koeficienti i konvertimit fotoelektrik të të cilëve është disa herë më i lartë. Rrjedhimisht, fuqia është më e madhe (veçanërisht gjatë motit me diell). Një konkurrent i kësaj të fundit mund të jetë një bateri diellore e bazuar në arsenidin e galiumit. Kjo do të thotë, ekzistojnë pesë lloje të paneleve diellore në treg sot.

Ato ndryshojnë në materialet e përdorura për prodhimin e tyre:

1. Panele nga qeliza fotovoltaike polikristaline, me ngjyrën karakteristike blu të panelit diellor, struktura kristalore dhe efikasitet të barabartë me 12-14%.

Panele polikristaline

2. Panelet e bëra nga elementë monokristaline janë më të shtrenjta, por edhe më efikase (efikasiteti - deri në 16%).

3. Panele diellore prej silici amorf, të cilët kanë efikasitetin më të ulët - 6-8%, por ato gjenerojnë energjinë më të lirë.

4. Panele të bëra nga teluridi i kadmiumit, të krijuara duke përdorur teknologjitë e filmit (efikasiteti - 11%).

Paneli i bazuar në telurid kadmiumi

5. Së fundi, panele diellore të bazuara në gjysmëpërçues CIGS, të përbërë nga selen, indium, bakër, galium. Teknologjitë e prodhimit të tyre janë gjithashtu filmike, por efikasiteti arrin në pesëmbëdhjetë për qind.

Përveç kësaj, panelet diellore mund të jenë fleksibël dhe të lëvizshëm.

Shumë të përshtatshëm janë panelet fleksibël që mund të rrotullohen lehtësisht, si letra e zakonshme. Megjithëse kostoja e tyre është më e lartë se homologët e tyre në gjendje të ngurtë, ato kanë zënë vendin e tyre në treg. Ato janë kryesisht të kërkuara në mesin e turistëve dhe udhëtarëve, të cilët, në mungesë të elektrifikimit, duhet të karikojnë pajisje celulare. Prodhuesi kryesor i baterive fleksibël të mundësuar nga energjia diellore është Sun Charger, i cili, meqë ra fjala, së fundmi përditësoi linjën e tij me modelet 34 W dhe 9 W.

Modeli i parë është i përshtatshëm për fuqizimin e tabletave, telefonat celularë, video kamera, kamera dixhitale, GPS, bateri xhel 6 dhe 12 volt, d.m.th. mund të plotësojë nevojat e disa njerëzve gjatë një ecjeje.

SunCharger SC-9/14 - bateri e palosur

Ajo është në formë të hapur

Karakteristikat e baterisë: dizajn kompakt i palosshëm, që funksionon në intervalin e temperaturës nga -50 në +70 gradë, peshon vetëm 420 gram, i pajisur me veshje antireflektuese, LED të integruar, vrima për fiksim. Foleja e daljes është e rrumbullakët (5,5 mm / 2,1 mm).

Karakteristikat elektrike: tensioni i daljes së funksionimit 13,5 V (standarde 12 V), pa ngarkesë - 19 V; rryma e daljes së funksionimit - 0,65 A; dimensionet kur paloset dhe shpaloset - 20.5x15x3 cm dhe 50x41.5x0.4 cm; Fuqia dalëse - 8,6 W.

Modeli i dytë SunCharger SC-34/18 është deri tani më i fuqishmi në linjën e paneleve diellore fleksibël. Është zhvilluar posaçërisht për disqet universale (laptopë), të cilët kanë një hyrje karikimi prej, si rregull, 17-19 volt. Fuqia maksimale - 18 V. Ai lidhet drejtpërdrejt me disqet, duke siguruar përputhje të përsosur. Është e qartë se është gjithashtu i përshtatshëm për disqet më pak "grykëse", duke përfshirë bateritë me acid plumbi me dymbëdhjetë volt të përdorura në makina.

Vargu diellor prodhon 18 V në pikën e tij maksimale të fuqisë dhe lidhet drejtpërdrejt me këto pajisje ruajtëse. Kështu, ajo është "përsosur" në një linjë me ta.

Natyrisht, kjo bateri është gjithashtu e përshtatshme për të karikuar konsumatorët më pak të pangopur. Siç e dini, nuk ka kurrë fuqi të mjaftueshme. Gjithashtu karikon në heshtje bateritë e plumbit 12 V, duke përfshirë bateritë e makinave (pas disa orësh karikimi, tashmë mund ta ndizni makinën). Trashësia e saj është 4 cm (d.m.th. është bërë pak më e madhe), por bateria doli të jetë edhe pak më kompakte se bateritë konvencionale 12 V.

Kjo u arrit për shkak të pëlhurës më të hollë të përdorur në prodhimin e saj dhe fotocelave të laminuara të një zone më të madhe.

E njëjta bateri u hap

Përveç veçorive karakteristike të modelit të mëparshëm, këtu, përveç lidhësit të rrumbullakët, ka edhe një "nënë" dhe "baba" në dalje.

Karakteristikat elektrike: fuqia dalëse, siç është e qartë nga shenjat, 34 W; Rryma e daljes së funksionimit - 1,9 A; dimensionet 40x18x4 cm (të palosur) dhe 40x18x4 cm (të hapura). Tensioni i daljes - 18 V dhe 26 V (pa ngarkesë). Pesha, natyrisht, është shumë më tepër - 1.7 kg.

Bateri diellore portative - veçanërisht për turistët

Të gjithë këto ditë kanë pajisje elektronike. Nuk ka rëndësi që disa kanë më pak e disa kanë më shumë. Të gjithë ata duhet të karikohen, dhe për këtë na duhen karikues. Por kjo çështje është veçanërisht e mprehtë për ata që e gjejnë veten në vende ku nuk ka furnizim me energji elektrike. E vetmja rrugëdalje janë panelet diellore. Por çmimet e tyre mbeten të larta, dhe zgjedhja mbetet e vogël. Opsioni më i mirë, siç besohet përgjithësisht, janë produktet e kompanisë Goal Zero (megjithëse ka produkte ruse dhe kineze - të cilat, si gjithmonë, ngrenë dyshime).

Por doli që jo gjithçka që prodhohet në Kinë ose Kore është e keqe. Kompania e baterive diellore YOLK nga Çikago ishte veçanërisht e kënaqur me baterinë diellore, e cila filloi prodhimin e baterisë diellore kompakte Solar Paper - më e holla dhe më e lehta. Pesha e saj është vetëm 120 gram. Por ka avantazhe të tjera - një dizajn modular që ju lejon të rritni fuqinë. Bateria diellore është e ngjashme me kuti plastike, i ngjashëm në madhësi me një iPad, vetëm dy herë më i hollë. Në anën e përparme ka një panel diellor. Ka një dalje për një laptop dhe porte USB në kasë për lidhjen e paneleve të tjera diellore, si dhe një elektrik dore. Brenda kësaj kutie të mrekullueshme janë bateritë dhe një tabelë kontrolli. Mund ta karikoni pajisjen nga një prizë dhe mund të jetë një telefon dhe dy laptopë në të njëjtën kohë. Sigurisht, pajisja ngarkohet edhe nga dielli. Sapo drita e godet, treguesi ndizet. Në kushtet e kampingut, paneli diellor është thjesht i pazëvendësueshëm: ngarkon me sukses të gjitha pajisjet e nevojshme - telefonat më shpejt, laptopët.

Panelet diellore portative janë me madhësi kompakte: Ato janë të disponueshme edhe në formën e çelësave, të cilët mund të ngjiten në çdo gjë. Ato janë zhvilluar në mënyrë që t'i çoni në peshkim, shëtitje, etj. Ata kanë patjetër një elektrik dore që natën të mund të ndriçoni rrugën, çadrën, etj., montime që e bëjnë të lehtë vendosjen e tyre në çanta shpine, kajake, tenda. Është shumë e rëndësishme që një pajisje e tillë të ketë një bateri të integruar që ju lejon të karikoni pajisjet gjatë natës.

Shkencëtarët po punojnë për të rritur koeficientin veprim i dobishëm, por deri më tani panelet diellore të bëra nga elementë monokristaline janë udhëheqës në këtë tregues. Të përbërë nga disa shtresa, panelet monokristaline janë krijuar në mënyrë që njëra prej shtresave të thithë energjinë e gjelbër, tjetra - të kuqe, dhe e treta - blu. Por, kostoja e paneleve të tilla është shumë e lartë.

Një bateri diellore, siç e dini, përbëhet nga disa pjesë të nevojshme. Baza e tij, si motori i një makine ose zemra e një personi, është një panel diellor - një kuti drejtkëndore transparente me katrorë të errët të silikonit të prerë hollë brenda. Siliconi i përdorur në prodhim, ose më mirë oksidi i tij (një përbërës me oksigjen), është elementi kryesor në prodhimin e qelizave diellore.

Teknologjitë në bazë të prodhimit të paneleve diellore janë duke u përmirësuar vazhdimisht dhe përbëhen nga disa faza.

• Në fazën e parë, përgatiten lëndët e para: Rëra kuarci pastrohet duke e kalcinuar me koks. Si rezultat, ai çlirohet nga oksigjeni, duke u kthyer në copa silikoni të pastër, disi të kujton qymyrin. Pastaj, prej tij rriten kristalet - baza e paneleve diellore, duke thjeshtuar strukturën e silikonit. Për ta bërë këtë, silikoni i pastër ulet në një kavanoz dhe nxehet në të temperaturë të lartë, duke shtuar një farë në lavën e shkrirë. Ju mund ta krahasoni atë me një mostër të një kristali të ardhshëm, rreth të cilit rritet silikoni i një strukture të renditur, shtresë pas shtrese. Pas disa orësh rritjeje, përftohet një kristal monosilicon (ose silic polikristalor, procesi i prodhimit të të cilit është më i shtrenjtë, gjë që ndikon në çmimin e paneleve diellore të bëra prej tij), që i ngjan një akulli të madh. Pastaj pjesa e punës cilindrike shndërrohet në një paralelipiped. Pas kësaj, pjesa e punës pritet në pllaka me trashësi 100-200 mikron (trashësia e tre qimeve të njeriut), ato testohen, renditen dhe dërgohen në fazën tjetër përpunimit.
• Në fazën e dytë pjatë ngjitur në seksione, nga të cilat formohen blloqe në xhami për të eliminuar mundësinë e ndikimit mekanik në qelizat diellore të përfunduara. Seksionet zakonisht përbëhen nga 9-10 qeliza diellore, blloqe - nga 4-6 seksione.
• Faza e tretë Ai përfshin petëzimin e pllakave të bashkuara në blloqe me film etilen vinyl acetate, dhe më pas një shtresë mbrojtëse, e cila kryhet duke përdorur një kompjuter që monitoron presionin, vakumin dhe temperaturën.
• Faza e katërt është përfundimtare. Gjatë këtij procesi, vendoset kutia e lidhjes dhe korniza e aluminit. Testimi kryhet përsëri, gjatë të cilit matet tensioni i qarkut të hapur, rryma e qarkut të shkurtër, tensioni dhe rryma e pikës maksimale të kapacitetit.

Liderët midis ndërmarrjeve që prodhojnë panele diellore janë vendet e mëposhtme: Kina (kompanitë Trina Solar, Yingli, Suntech), Japonia (Sharp Solar) dhe SHBA (First Solar), të cilat jo vetëm i prodhojnë ato, por marrin pjesë edhe në projektimin e stacioneve diellore dhe ndërtimin e tyre. Termocentrali më i fuqishëm diellor në botë, Agua Caliente në Arizona, është vepër e kësaj kompanie. Ndërtimi i termocentralit më të madh diellor “Perovo” në Ukrainë u krye nga një kompani austriake (Activ Solar).

Sa kushton një bateri diellore?

Shitja e paneleve diellore është një biznes fitimprurës dhe premtues. Vëllimi i shitjeve rritet çdo vit. Vendin e parë në shitje e zënë prodhuesit kinezë, produktet e të cilëve janë me kosto të ulët. Kjo situatë ka sjellë falimentimin e markave të mëdha gjermane, të cilat kushtojnë dy herë më shumë se panelet diellore kineze.

Kostoja e paneleve diellore varet nga prodhuesi dhe fuqia, dhe ka një gamë të madhe - nga 1800 UAH deri në 9000 UAH (për Ukrainën), nga 5 mijë rubla në 30 mijë (Për Rusinë). Kostoja e këtyre baterive SunCharger SC-9/14 dhe SunCharger SC-34/18 është gjithashtu e lartë (duhet të paguani për karakteristika të shkëlqyera). Shuma është në përputhje me rrethanat 6100 dhe 20700 rubla. Por, në krahasim me baterinë fleksibël AcmePower 32 W, çmimi për të cilin është 27 mijë rubla, kjo bateri është shumë më e lirë.

Ata që duan të kursejnë para mund të blejnë bateri diellore të palosshme kristalore me një çmim që është 2.5 herë më pak.

konkluzionet

Idetë fantastike po bëhen gradualisht realitet. Le të kujtojmë, për shembull, një mikrollogaritëse të bazuar në fotocela, e cila dikur dukej si një kuriozitet që të lejonte të mos e ndërronit baterinë për vite me radhë. Shpikje vitet e fundit– një celular me panel diellor të integruar, makina dhe avionë që lëvizin falë të njëjtës energji diellore. Në të ardhmen, panelet diellore me siguri do të bëhen burimi kryesor i energjisë, duke "kuruar" më në fund të gjitha pajisjet nga "varësia nga priza" dhe duke i dhënë njerëzimit energji të lirë.

Shndërrimi efektiv i rrezeve të lira të diellit në energji që mund të përdoret për energjinë e banesave dhe objekteve të tjera - ëndërr e dashur shumë apologjetë të energjisë së gjelbër.

Por parimi i funksionimit të baterisë diellore dhe efikasiteti i saj janë të tillë që efikasitet të lartë Nuk ka sisteme të tilla për të folur ende. Do të ishte mirë të kishit tuajën burim shtesë elektricitet. A nuk është ajo? Për më tepër, edhe sot në Rusi, me ndihmën e paneleve diellore, një numër i konsiderueshëm i familjeve private furnizohen me sukses me energji elektrike “falas”. Ende nuk dini ku të filloni?

Më poshtë do t'ju tregojmë për dizajnin dhe parimet e funksionimit të një paneli diellor; Dhe videot e postuara në artikull do t'ju ndihmojnë të montoni një panel diellor nga fotocelat me duart tuaja.

në temën " energji diellore“Ka shumë nuanca dhe konfuzion. Shpesh është e vështirë për fillestarët të kuptojnë të gjitha termat e panjohura në fillim. Por pa këtë, është e paarsyeshme të angazhohesh në energjinë diellore, duke blerë pajisje për gjenerimin e rrymës "diellore".

Pa e ditur, ju jo vetëm që mund të zgjidhni panelin e gabuar, por edhe thjesht ta digjni atë kur e lidhni ose të nxirrni shumë pak energji prej tij.

Kthimi maksimal nga një panel diellor mund të merret vetëm duke ditur se si funksionon, nga çfarë përbërësish dhe asamblesh përbëhet dhe si është i lidhur saktë.

Së pari, duhet të kuptoni llojet ekzistuese të pajisjeve për energjinë diellore. Panelet diellore dhe kolektorët diellorë janë dy themelorë pajisje të ndryshme. Të dyja konvertojnë energjinë e rrezeve të diellit.

Sidoqoftë, në rastin e parë, konsumatori merr energji elektrike në dalje, dhe në të dytën, energji termike në formën e një ftohës të nxehtë.

Nuanca e dytë është koncepti i termit "bateri diellore". Në mënyrë tipike, fjala "bateri" i referohet një lloj pajisjeje ruajtjeje elektrike. Ose një radiator banal ngrohjeje vjen në mendje. Megjithatë, në rastin e baterive diellore situata është rrënjësisht e ndryshme. Ata nuk grumbullojnë asgjë në vetvete.

Paneli diellor gjeneron një rrymë elektrike konstante. Për ta kthyer atë në variabël (që përdoret në jetën e përditshme), një inverter duhet të jetë i pranishëm në qark

Panelet diellore janë projektuar ekskluzivisht për gjenerim rryme elektrike. Ai, nga ana tjetër, grumbullohet për të furnizuar shtëpinë me energji elektrike gjatë natës, kur dielli shkon poshtë horizontit, tashmë në bateritë e pranishme shtesë në qarkun e furnizimit me energji të objektit.

Bateria këtu është menduar në kontekstin e një grupi të caktuar përbërësish të ngjashëm të mbledhur në një tërësi të vetme. Në fakt, është vetëm një panel i disa fotocelave identike.

Struktura e brendshme e një baterie diellore

Gradualisht, panelet diellore po bëhen më të lira dhe më efikase. Tani ato përdoren për të rimbushur bateritë në llambat e rrugëve, telefonat inteligjentë, makinat elektrike, shtëpitë private dhe satelitët në hapësirë. Ata madje filluan të ndërtojnë të drejta të plota termocentralet diellore(SES) me vëllime të mëdha gjenerimi.

Një bateri diellore përbëhet nga shumë fotocela (konvertues fotoelektrikë) që shndërrojnë energjinë e fotoneve nga dielli në energji elektrike.

Çdo bateri diellore është projektuar si një bllok i një numri të caktuar modulesh, të cilat kombinojnë fotocelat gjysmëpërçuese të lidhura në seri. Për të kuptuar parimet e funksionimit të një baterie të tillë, është e nevojshme të kuptohet funksionimi i kësaj lidhjeje përfundimtare në pajisjen e panelit diellor, të krijuar në bazë të gjysmëpërçuesve.

Llojet e kristaleve të fotocelës

Opsionet FEP nga të ndryshme elementet kimike ka një numër të madh. Megjithatë, shumica e tyre janë zhvillime të bazuara në fazat fillestare. Deri më tani, vetëm panelet e bëra nga qelizat fotovoltaike me bazë silikoni prodhohen aktualisht në shkallë industriale.

Gjysmëpërçuesit e silikonit përdoren në prodhimin e qelizave diellore për shkak të kostos së tyre të ulët, ato nuk mund të mburren me efikasitet veçanërisht të lartë

Një qelizë diellore konvencionale në një panel diellor është një vafer e hollë e bërë nga dy shtresa silikoni, secila prej të cilave ka të sajën. vetitë fizike. Ky është një kryqëzim klasik gjysmëpërçues p-n me çifte elektron-vrima.

Kur fotonet godasin qelizën fotovoltaike midis këtyre shtresave gjysmëpërçuese, për shkak të johomogjenitetit të kristalit, formohet një foto-EMF i portës, duke rezultuar në një ndryshim potencial dhe një rrymë elektronike.

Vaferat e silikonit të qelizave diellore ndryshojnë në teknologjinë e prodhimit në:

1. Monokristale.
2. Polikristaline.

Të parët kanë një efikasitet më të lartë, por kostot e prodhimit të tyre janë gjithashtu më të larta se ato të të dytave. Nga jashtë, një opsion mund të dallohet nga një tjetër në një panel diellor nga forma e tij.

Për qelizat diellore monokristaline strukturë homogjene, behen ne forme katroresh me cepa te prere. Në të kundërt, elementët polikristaline kanë një formë rreptësisht katrore.

Polikristalet fitohen nga ftohja graduale e silikonit të shkrirë. Kjo metodë është jashtëzakonisht e thjeshtë, prandaj fotocelat e tilla janë të lira.

Por produktiviteti i tyre për sa i përket gjenerimit të energjisë elektrike nga rrezet diellore rrallëherë kalon 15%. Kjo është për shkak të "papastërtisë" së vaferave të silikonit që rezultojnë dhe strukturës së tyre të brendshme. Këtu, sa më e pastër të jetë shtresa p-silikon, aq më i lartë është efikasiteti i qelizës diellore prej saj.

Pastërtia e kristaleve të vetme në këtë drejtim është shumë më e lartë se ajo e analogëve polikristaline. Ato janë bërë jo nga shkrirja, por nga kristali i ngurtë i silikonit i rritur artificialisht. Koeficienti i konvertimit fotoelektrik të qelizave të tilla diellore tashmë arrin 20-22%.

Fotocelat individuale montohen në një modul të përbashkët në një kornizë alumini dhe për t'i mbrojtur ato nga lart ato janë të mbuluara me xham të qëndrueshëm, i cili në asnjë mënyrë nuk ndërhyn me rrezet e diellit.

Shtresa e sipërme e pllakës së fotocelës përballë diellit është bërë nga i njëjti silikon, por me shtimin e fosforit. Është ky i fundit që do të jetë burimi i elektroneve të tepërta në sistemin e kryqëzimit pn.

Parimi i funksionimit të paneleve diellore

Kur rrezet e diellit bien mbi një fotocelë, në të krijohen çifte elektron-vrima jo ekuilibër. Elektronet dhe vrimat e tepërta transferohen pjesërisht përmes kryqëzimit pn nga një shtresë e gjysmëpërçuesit në tjetrën.

Si rezultat, tensioni shfaqet në qarkun e jashtëm. Në këtë rast, një pol pozitiv i burimit aktual formohet në kontaktin e shtresës p, dhe një pol negativ në shtresën n.

Diferenca potenciale (tensioni) midis kontakteve të fotocelës shfaqet për shkak të një ndryshimi në numrin e "vrimave" dhe elektroneve me anët e ndryshme bashkim p-n si rezultat i rrezatimit të shtresës n me rreze diellore

Fotocelat e lidhura me një ngarkesë të jashtme në formën e një baterie formohen me të rrethi vicioz. Si rezultat, paneli diellor funksionon si një lloj rrote përgjatë së cilës elektronet "vrapojnë" së bashku midis proteinave. Dhe bateria gradualisht fiton ngarkesë.

Konvertuesit standard fotovoltaikë të silikonit janë qeliza me një lidhje. Rrjedha e elektroneve në to ndodh vetëm përmes një kryqëzimi p-n me një zonë të këtij tranzicioni të kufizuar në energji fotonike.

Kjo do të thotë, secila fotocelë e tillë është e aftë të gjenerojë energji elektrike vetëm nga një spektër i ngushtë rrezatim diellor. E gjithë energjia tjetër harxhohet. Kjo është arsyeja pse efikasiteti i FEP është kaq i ulët.

Për të rritur efikasitetin e qelizave diellore, elementët gjysmëpërçues të silikonit për to janë Kohët e fundit filloi të bëhej shumë-nyje (kaskadë). Tashmë ka disa kalime në qelizat e reja diellore. Për më tepër, secila prej tyre në këtë kaskadë është projektuar për spektrin e vet të dritës së diellit.

Efikasiteti total i konvertimit të fotoneve në rrymë elektrike për fotocela të tilla përfundimisht rritet. Por çmimi i tyre është shumë më i lartë. Këtu, ose lehtësia e prodhimit me kosto të ulët dhe efikasitet të ulët, ose kthime më të larta të shoqëruara me kosto të lartë.

Bateria diellore mund të funksionojë si në verë ashtu edhe në dimër (ka nevojë për dritë, jo nxehtësi) - sa më pak me re dhe sa më shumë të shkëlqejë dielli, aq më shumë rrymë elektrike do të gjenerojë paneli diellor.

Gjatë funksionimit, fotocela dhe e gjithë bateria nxehen gradualisht. E gjithë energjia që nuk është përdorur për të gjeneruar rrymë elektrike shndërrohet në nxehtësi. Shpesh temperatura në sipërfaqen e panelit diellor rritet në 50–55 0 C. Por sa më e lartë të jetë, aq më pak efikase funksionon qeliza fotovoltaike.

Si rezultat, i njëjti model i baterisë diellore gjeneron më pak rrymë në mot të nxehtë sesa në mot të ftohtë. Fotocelat tregojnë efikasitet maksimal në një ditë të kthjellët dimri. Këtu luajnë dy faktorë - shumë diell dhe ftohje natyrale.

Për më tepër, nëse bora bie në panel, ai do të vazhdojë të prodhojë energji elektrike. Për më tepër, fijet e dëborës nuk do të kenë as kohë të shtrihen shumë mbi të, pasi janë shkrirë nga nxehtësia e fotocelave të nxehta.

Efikasiteti i baterisë diellore

Një fotocelë, edhe në mesditë në mot të kthjellët, prodhon shumë pak energji elektrike, mjafton vetëm për të përdorur një elektrik dore LED.

Për të rritur fuqia dalëse, disa qeliza diellore kombinohen sipas qark paralel për rritje Tensioni DC dhe në seri për të rritur rrymën.

Efikasiteti i paneleve diellore varet nga:

• temperatura e ajrit dhe vetë baterisë;
• zgjedhja e saktë e rezistencës së ngarkesës;
• këndi i incidencës së dritës së diellit;
• prania/mungesa e veshjes antireflektuese;
• fuqia e fluksit të dritës.

Sa më e ulët të jetë temperatura jashtë, aq më efikase funksionojnë fotocelat dhe bateria diellore në tërësi. Gjithçka është e thjeshtë këtu. Por me llogaritjen e ngarkesës situata është më e ndërlikuar. Duhet të zgjidhet bazuar në rrymën e dhënë nga paneli. Por vlera e tij ndryshon në varësi të faktorëve të motit.

Panelet diellore prodhohen me një tension dalës që është shumëfish i 12 V - nëse bateria duhet të furnizohet me 24 V, atëherë dy panele do të duhet të lidhen me të paralelisht.

Monitorimi i vazhdueshëm i parametrave të një baterie diellore dhe rregullimi manual i funksionimit të tij është problematik. Për ta bërë këtë, është më mirë të përdorni një kontrollues kontrolli, i cili rregullon automatikisht cilësimet e panelit diellor për të arritur performancën maksimale dhe mënyrat optimale të funksionimit prej tij.

Këndi ideal i rënies së rrezeve të diellit në një bateri diellore është i drejtë. Sidoqoftë, nëse devijimi është brenda 30 gradë nga pingulja, efikasiteti i panelit bie vetëm me rreth 5%. Por me një rritje të mëtejshme në këtë kënd, të gjitha pjesë e madhe rrezatimi diellor do të reflektohet, duke ulur kështu efikasitetin e qelizave diellore.

Nëse bateria kërkohet të prodhojë energji maksimale në verë, atëherë ajo duhet të orientohet pingul me pozicionin mesatar të Diellit, të cilin ajo e zë në ekuinokset në pranverë dhe vjeshtë.

Për rajonin e Moskës, kjo është afërsisht 40-45 gradë në horizont. Nëse maksimumi nevojitet në dimër, atëherë paneli duhet të vendoset në një pozicion më vertikal.

Dhe një gjë tjetër - pluhuri dhe papastërtia ulin shumë performancën e fotocelave. Fotonet thjesht nuk i arrijnë ato përmes një pengese kaq "të ndyrë", që do të thotë se nuk ka asgjë për t'u shndërruar në energji elektrike. Panelet duhet të lahen rregullisht ose të vendosen në mënyrë që pluhuri të lahet vetë nga shiu.

Disa panele diellore kanë lente të integruara për të përqendruar rrezatimin në qelizën diellore. Në mot të kthjellët kjo çon në rritjen e efikasitetit. Megjithatë, në retë e rënda, këto lente shkaktojnë vetëm dëm.

Nëse një panel konvencional në një situatë të tillë vazhdon të gjenerojë rrymë, megjithëse në vëllime më të vogla, atëherë modeli i lenteve do të ndalojë së punuari pothuajse plotësisht.

Panelet duhet të vendosen në mënyrë që të mos ketë pemë, ndërtesa apo pengesa të tjera në rrugën e rrezeve të diellit.

Diagrami i furnizimit me energji diellore të shtëpisë

Sistemi i furnizimit me energji diellore përfshin:

1. Panele diellore.
2. Kontrolluesi.
3. Bateritë.

Kontrolluesi në këtë qark mbron si panelet diellore ashtu edhe bateritë. Nga njëra anë, parandalon rrjedhën e rrymave të kundërta gjatë natës dhe në mot me re dhe nga ana tjetër, mbron bateritë nga ngarkimi/shkarkimi i tepërt.

Bateritë e rikarikueshme për panelet diellore duhet të zgjidhen të njëjta në moshë dhe kapacitet, përndryshe ngarkimi/shkarkimi do të ndodhë në mënyrë të pabarabartë, gjë që do të çojë në një reduktim të mprehtë të jetës së tyre të shërbimit.

Për transformim nevojitet një inverter rrymë e vazhdueshme në 12, 24 ose 48 volt deri në 220 volt AC. Bateritë e makinave Nuk rekomandohet përdorimi i tyre në një qark të tillë për shkak të paaftësisë së tyre për t'i bërë ballë rimbushjeve të shpeshta. Është më mirë të shpenzoni para dhe të blini bateri speciale të heliumit AGM ose të përmbytura OPzS.

Përfundime dhe video e dobishme për këtë temë

Parimet e funksionimit dhe diagramet e lidhjes së paneleve diellore nuk janë shumë të vështira për t'u kuptuar. Dhe me materialet video që kemi mbledhur më poshtë, do të jetë edhe më e lehtë të kuptohen të gjitha ndërlikimet e funksionimit dhe instalimit të paneleve diellore.

Është e arritshme dhe e kuptueshme se si funksionon një bateri diellore fotovoltaike, në të gjitha detajet e saj:

Si funksionojnë panelet diellore:

Montimi i paneleve diellore DIY nga fotocelat:

Çdo element në sistemin e furnizimit me energji diellore të një vilë duhet të zgjidhet saktë. Humbjet e pashmangshme të energjisë ndodhin në bateri, transformatorë dhe kontrollues. Dhe ato duhet të reduktohen në minimum, përndryshe efikasiteti tashmë mjaft i ulët i paneleve diellore do të reduktohet në zero.