Alternatif enerji kaynaklarına geçiş olasılıkları, enerji endüstrisini temsil eden ilgili şirketler tarafından onlarca yıldır değerlendiriliyor ve kısmen uygulanıyor. Yeni enerji tedarik sistemlerinin tanıtılmasının yüksek maliyetleri henüz bu endüstrinin birçok alanının başarılı bir şekilde gelişmesine izin vermedi, ancak güneş enerjisi jeneratörlerini içeren istisnalar da var.
Çeşitli varyasyonlarda, bu tür güç kaynakları özel alanlarda kullanılmaktadır ve son yıllarda özel güç kaynaklarında kendilerine yer bulmuştur. Bir güneş pilinin teknik uygulaması için en uygun format, fazla yer kaplamayan, ancak aynı zamanda tüketiciye belirli bir miktarda enerji sağlayan fotoelektronik hücreler üzerindeki bir paneldir.
Teknolojiye genel bakış
Rüzgardan su akışına kadar çeşitli doğal olaylar bir enerji kaynağı olarak kullanılabilir. tabii ki veDoğal bir ışık ve ısı kaynağı olarak Güneş'in enerjisi, sıradan elektriğe dönüşüm için bir kaynak olarak kabul edilemez. Bu arada, açık bir günde enerji aydınlatması 1020 W/m2 değerine ulaşabilir ve bu, pratik uygulama bulabilecek somut bir potansiyeldir. Geriye sadece enerji dönüşümü ve dağıtımı sürecini teknolojik olarak uygulamak kalır. Güneş panelleri bunun için kullanılır.
Bu tip modüller, güneş ışığını elde etme, stabilize etme ve biriktirme görevlerini kapsamlı bir şekilde yerine getirir. Sonraki aşamalarda, tüketiciler arasında dönüşüm, birikim ve dağıtım görevleri çözülür. Bugüne kadar, güneş enerjisinin ana görevleri, yukarıdaki süreçlerin teknik ve yapısal organizasyonunda çok fazla değil, ürünlerinin performansını artırmak için teknolojiyi optimize etmektir.
Panel tasarımı
Genel anlamda böyle bir cihaz güneş enerjisi alıcısı ve akümülatörüdür. Bununla birlikte, bakımı, piller, elektrik dönüştürücüler, sigortalar, güç regülatörleri, panelin konumunu kontrol etmek için mekanikler vb. dahil olmak üzere tüm bir bileşen grubunu kullanır.
Ancak her durumda, güneş paneli sistemi bir ana öğenin işlevine dayanır - doğrudan güneş enerjisini alan bir modül. En yaygın versiyonda, bunlar bağlamda çok katmanlı bir pastayı andıran silikon mono veya polikristal gofretlerdir. Bu sözdeatomların hassas konumlandırılmasını sağlayan ve sırayla enerji dönüşüm süreçlerinde yer alan fotovoltaik hücreler.
Güneş pillerinin türüne göre güneş panellerinin sınıflandırılması
Güneş enerjisi almak için plaka üretim teknolojileri geliştikçe, uzmanlar üretimleri için malzemelerle deneyler yaparak en uygun çözümleri belirlediler. Bugüne kadar, bu tip piller aşağıdaki unsurlardan üretilmiştir:
- Silikon çok kristalli gofretler. Malzemenin yapısı, tek kristal panellerde olduğu gibi yapının kenarlarındaki enerji kayıplarını telafi etmeyi mümkün kılan bir grup tek kristal silikon ızgaradan oluşur. Sonuç olarak, 25 yıla varan cihaz hizmet ömrü ile verimlilik %15'e ulaşır.
- Polikristal silikon üzerinde paneller. Basit monokristal güneş panellerine başka bir alternatif. Bu temele dayalı bir pil daha az üretkendir, ancak maliyeti çok daha düşüktür ve çeşitli yapı biçimlerini ve yönünü tasarlamak için daha fazla fırsat sunar.
- Amorf silikon paneller. Aynı zamanda düşük güç seçeneğidir, ancak aynı zamanda en uygun fiyatlıdır. Düşük enerji ihtiyacı olan tüketiciler için tamamen kabul edilebilir bir çözüm.
- Kadmiyum tellür cihazları. Bu malzeme, yarı iletken tabakasının kalınlığı yüzlerce mikrometre olan film fotovoltaik hücrelerin geliştirilmesinde yaygın olarak kullanılmaktadır. Kadmiyum tellür, ortalama güç üretim performansına sahiptir, ancak üretim sürecinin kendisibu durumda elektrik, standart silikon panellerden daha ucuz olacaktır.
- CIGS yarı iletkenine dayalı piller. Bu durumda, birkaç malzemenin bir kombinasyonu kullanılır - galyum, selenyum, indiyum ve bakır. Aynı zamanda bir film form faktörü kullanır, ancak kadmiyum tellurid muadillerinden daha yüksek performansa sahiptir.
Cihaz nasıl çalışır
Güneş enerjisi aldıktan sonra, tasarım çözümüne bağlı olarak, sistem çalışmasının daha sonraki seyri farklı şemalara göre gerçekleşebilir. Ekipmanı kullanmanın başlıca iki yolu vardır:
- Üreten elektrik, bağlı pil takımında depolanır ve tüketiciler tarafından paralel olarak tüketilir.
- Panelden pil takımına giderken, enerji tüketimini düzenleyen bir invertör kurulur. Benzer bir şema, güneş pili panelinin, tüketicinin elektrik ihtiyacının yalnızca bir kısmını karşılayan bir yardımcı güç kaynağı görevi gördüğü durumlarda kullanılır.
Her iki durumda da, güneş fotosellerini tanıtma olasılığı ile bir elektrik devresi düzenlenmelidir. Bağlantı konfigürasyonu seri veya paralel olabilir. Ev sistemlerine göre ortalama giriş voltajı 180-354 V olabilir. Bu durumda yük 5 A'dır.
Yönetim sisteminin uygulanması
Güneş pillerinin aktif gelişimi, karmaşık sistemlerde kontrol mikrodenetleyicilerinin yaygın olarak kullanılmaya başlandığı dönemde gerçekleşti.üretim süreçleri. Şu anda, bu tür cihazlar evdeki çeşitli işlemleri otomatikleştirmek için de kullanılıyor - alarm sistemlerini ve garaj kapısı kontrol mekaniğini not etmek yeterli.
Güneş panelleri ile ilgili olarak, sadece fonksiyonel bileşenlerin çalışma parametrelerini izlemeyi değil, aynı zamanda güneş paneli pillerini şarj etme sürecini de kontrol etmeyi sağlayan kapasitif sensörlü kontrolörler kullanılır. Temel seviyedeki kontrolörler devre kesicileri, varistörleri ve sigortaları izler, ancak aynı zamanda doğru akım sağlayan son tüketicilerin parametrelerini değiştirme süreçlerine de katılabilir.
Panelleri kullanmayla ilgili ipuçları
Bir güneş pili satın alırken, en ufak bir hasar veya fabrika hatası tüm sistemin performansını kökten etkileyebileceğinden, tüm bileşenlerinin ve özellikle fotosellerin kapsamlı bir denetiminin yapılması tavsiye edilir. Ayrıca, yapı kırılgan olduğundan ve özel koruma olmadan hasar görebileceğinden, kurulum işlemi sırasında azami özen gösterilmelidir.
Panel tipi bir güneş pilinin montajı, düşük voltajlı bir havya ile özel olarak hazırlanmış bir taban üzerinde gerçekleştirilir. Ön kısmın her durumda ağaçlar ve diğer uzun nesneler tarafından kapatılmaması önemlidir. Kontrol için otomasyon ve fonksiyonel bloklara sahip özel bir kabin sağlanmıştır. Ondan panelin kurulu olduğu çatıya, izole bir iletişim güç kaynağı yolu döşenmelidir.
Nasıl yapılırDIY güneş paneli?
En uygun ev yapımı şema, ahşap bir çerçeve ve pleksiglas elemanlardan yapılmıştır. Panelin tabanı olarak, kenarları 1-3 cm kalınlığında bir çubukla kenarlar şeklinde oluşturulmuş bir sunta kullanılabilir. Yüzeye küçük boyutlu pleksiglas parçaları serilir ve tutkal üzerine sabitlenir. petek prensibi. Daha sonra yapı, kenarların kıvrımları boyunca sıkıca sabitlenerek katı camla kapatılabilir.
Güneş paneli de kurulmalıdır. Kendi elinizle, bu, dönme kabiliyetine sahip destekleyici bir metal taban üzerinde yapılır. Bunun için, istenen aralıkta döndürmek için tahrik mekanizmalı bir çerçeve tabanı hazırlayabilirsiniz. Bu durumda çatı kaplamasına gelen yük de dikkate alınmalıdır. Panelin destekleyici tabanının çatı üzerinden doğrudan kiriş sistemine bağlanması arzu edilir. Son aşamada, paneli gerekli güçte bir pil ile iletkenler aracılığıyla bağlamak ve gerekirse giriş voltajını dönüştürmek için güç şebekesine bir invertör eklemek gerekir.
Güneş panellerinin faydaları
Güneş enerjisi dönüşüm ilkelerine dayalı elektrik üretim teknolojileri, bir takım operasyonel zorluklara rağmen son kullanıcıya birçok fayda sağlamaktadır. Özellikle, en basit tek kristal 100 W güneş paneli, 12 V'luk bir pil takımını ücretsiz olarak şarj edebilir, ancak bu tür unsurlar bile yavaş yavaş geçmişte kalıyor ve yerini güçlü piller alıyor.sadece bakım maliyetleri gerektiren, evin güç sistemine hizmet edebilen jeneratörler. Aynı zamanda güç kaynağının çevre temizliğinden ve otonomisinden de bahsedebiliriz.
Teknolojinin gelişimi için beklentiler
Güneş enerjisi sisteminin geliştirilmesinde temel olarak önemli bir adım, 220 V'a kadar voltajlara sahip alternatif güç kaynaklarının ortaya çıkmasıydı. Şimdiye kadar, bu tür sistemler hala kavramsal tasarım aşamasında, ancak gelecekte konu ilk enerjiyi elde etme süreçlerinin optimizasyonu için seri üretim segmentine girecekler.
Tasarımcıların karşılaştığı temel zorluklar, tek tip enerji potansiyeli birikimi ve jeneratörlerin dış koşullara bağımlılık faktörlerinin az altılmasıdır. Örneğin, bir ev için güneş panellerinin %15-20 seviyesindeki düşük verimliliği, büyük ölçüde, enerji arzı en aza indirildiğinde koşullu kötü hava faktörlerinden kaynaklanmaktadır.
Sonuç
Özel bir evin güneş enerjisi ile entegre enerji tedariki hakkında konuşmak için henüz çok erkense, düşük güçlü cihazların şarj edilmesinin bireysel ihtiyaçlarının karşılanması veya aydınlatma cihazlarının verimliliğinin bu şekilde korunması oldukça gerçekçi. Ayrıca, Rus üreticiler ürünlerini kabul edilebilir kalitede sunarak bu alanın geliştirilmesine aktif olarak katılıyor.
Bazı şirketler, 3-5 bin ruble seviyesinde düşük maliyetli Çin panellerinden güneş panelleri monte ediyor, ancak tamamen kendi gelişmeleri de ortaya çıkıyor. Bu konuda iç pazarın liderlerineNiş, "Quantum", Hevel Solar ve "Solnechny Veter" şirketine atfedilebilir. Bu işletmelerin tesisleri sadece düşük güçlü sistemler değil, endüstriyel operasyon için de etkin çözümler üretiyor.
