güneş panelleri nasıl çalışır

Bir güneş pilinin tasarımı ve çalışma prensibi, hangi malzemelerden ve hangi teknolojiden yapıldığına bağlıdır. Bu nedenle, farklılıklarının ne olduğunu anlamak ve kullanım için uygun çözümü seçmek için ana seçeneklerin özelliklerini anlamanız gerekir. Tüm veriler yüksek kaliteli ürünlerle ilgilidir, ucuz piller genellikle teknoloji ihlalleriyle üretildikleri için beyan edilen parametreleri karşılamayabilir.

Standart rijit güneş enerjisi dizisi tasarımı.

terminoloji

Bu alanda kullanılan başlıca terimler:

1. Güneş enerjisi, paneller kullanılarak güneşten elde edilen elektriktir.
2. Güneş ışığı - ışınlara dik olarak yerleştirilmiş bir yüzeyin metrekaresine ne kadar güneş ışığı düştüğünü gösterir.
3. Fotovoltaik hücreler, güneş ışığını elektrik enerjisine dönüştürebilen modüllerdir. Genellikle 1 ila 2 watt enerji üretirler, ancak daha üretken seçenekler de vardır.
4. Bir fotovoltaik sistem, güneş ışığını elektriğe dönüştüren bir ekipman setidir.
5. Güneş panelleri veya panelleri, büyük bir modül halinde gruplandırılmış ve bir seri veya seri-paralel şekilde bağlanmış bir grup fotovoltaik hücredir. Tipik olarak, bir pil 36 ila 40 segment içerir.
6. Bir dizi, istenen miktarda akımı sağlamak için bağlanan bir dizi güneş panelidir.
7. Çerçeve modülleri - alüminyum çerçevedeki yapılar, dayanıklı ve sızdırmaz.
8. Çerçevesiz elemanlar esnek seçeneklerdir, daha düşük yük koşullarında kullanılırlar.
9. Kilowatt-saat (kW), elektrik gücünün standart bir ölçümüdür.
10. Verimlilik (verimlilik) - güneş panelleri. Yüzeye çarpan güneş enerjisinin ne kadarının elektriğe dönüştüğünü gösterir. Genellikle gösterge %15-24'tür.
11. Bozulma, doğal nedenlerle oluşan güneş panellerinin kapasitesinde meydana gelen azalmadır. Orijinal göstergelerin yüzdesi olarak ölçülür.
12. Pik yükler, en fazla elektriğin gerekli olduğu zamanlardır.
13. Kristal silisyum, güneş panellerinin üretimi için hammaddedir. Bugün için en yaygın ve dayanıklı seçenek.
14. Amorf silikon, buharlaşma yoluyla yüzeyde biriken ve koruyucu bir bileşim ile kaplanmış bir bileşimdir.
15. Yarı iletkenler, belirli koşullar altında akımı iletebilen maddelerdir. Bu, güneş panellerinin üretiminde kullanılan yeni malzemelerin çoğunu içerir.
16. İnverter, doğru akımı alternatif akıma çeviren bir cihazdır.
17. Kontrolör - pilleri uygun şekilde şarj etmek için güneş modüllerinden gelen çıkış voltajını düzenler.

Rusya topraklarında güneşlenme haritası.

Bunlar yalnızca en yaygın terimlerdir, ek seçenekler de vardır. Ancak temel bilgileri bilmek bile konuyu daha iyi anlamanıza yardımcı olacaktır.

Kalite kategorileri

Bir güneş panelinin kalitesini değerlendirmek için öncelikle fotovoltaik hücrelerin üretiminde kullanılan hammaddelerin sınıfını bulmak gerekir. Bitmiş ürünlerin verimliliği ve hizmet ömrü buna bağlıdır. 4 ana sınıf:

1. A notu - Herhangi bir hasar ve çatlak olmayan en iyi seçenek. Dolgunun homojenliği ve yüzeyin düzgünlüğü, genellikle belgelerde belirtilenden bile daha yüksek olan yüksek performansı garanti eder. Ayrıca, bu seçenek en düşük bozulma oranına sahiptir ve iyi performansı uzun süre korur.
2. B seviyesi kalite olarak biraz daha kötü, yüzeyde kusurlar olabilir. Ancak aynı zamanda, çoğu zaman kullanım, verimlilik açısından A sınıfı ile karşılaştırılabilir ürünler elde etmeyi mümkün kılar. Bozulma göstergeleri daha kötü bir büyüklük sırasıdır, bu nedenle orijinal özelliklerini daha hızlı kaybederler.
3. C sınıfı - oldukça ciddi kusurların olabileceği bir seçenek - çatlaklardan talaşlara ve diğer hasarlara. Bir fiyata, bu tür modüller çok daha ucuzdur, ancak verimlilikleri% 15'i geçmez. Küçük yükler için uygun ucuz bir çözüm.
4. D sınıfı - özünde bu, pil yapmak için kullanılmaması gereken fotovoltaik hücrelerin üretiminden sonra kalan atıktır. Ancak pek çok dürüst olmayan üretici, özellikle Asya'dan bunları üretimde kullanıyor. Bu seçeneğin performansı son derece düşüktür.

İlk seçeneği seçmek daha iyidir, aşırı durumlarda ikincisi de uygundur.Sadece normal verim sağlayabilirler ve uzun süre hizmet ederler.

Güneş panelleri üzerindeki koruyucu film de yüksek kalitede olmalıdır.

EVA laminasyon malzemesi ön tarafta bulunan ve yanlış tarafta kullanılabilen özel bir filmdir. Temel amaç, güneş ışığına müdahale etmeden çalışma elemanlarını olumsuz etkilerden korumaktır. Yüksek kaliteli seçenekler yaklaşık 25 yıl sürer, düşük kaliteli olanlar - 5'ten 10'a kadar. Çeşitliliği gözle belirlemek imkansızdır, bu nedenle fiyattan ilerlemek daha kolaydır - iyi seçenekler için düşük olmayacaktır.

Videoda, örneğin, güneş ışığının etkisi altında bir elektrik akımının nasıl ortaya çıktığını açıkça anlıyorlar.

Çalışma prensibi

Güneş pilinin özelliklerini anlatmak oldukça zor ama genel noktaları anlayabilirsiniz:

1. Güneş ışığı fotosellere çarptığında, dengede olmayan elektron deliği çiftlerinin oluşumu burada başlar.
2. Elektron fazlalığı nedeniyle yarı iletkenin alt katmanına doğru hareket etmeye başlarlar.
3. Harici devreye voltaj uygulanır. P katmanının temasında bir pozitif kutup ve n katmanının temasında bir negatif kutup belirir.
4. Fotosellere bir pil bağlanırsa, bir kısır döngü oluşur ve sürekli hareket eden elektronlar pilin kademeli olarak şarj edilmesini sağlar.
5. Geleneksel silikon modüller, yalnızca belirli bir güneş ışığı spektrumundan güç üretebilen tek bağlantı hücreleridir. Bu nedenle, ekipmanın verimliliği düşüktür.
6. Sorunu çözmek için üreticiler kademeli seçenekler geliştirdiler, güneş spektrumunun farklı ışınlarından enerji alabilirler.Bu verimliliği arttırır, ancak yüksek üretim maliyeti nedeniyle bu tür panellerin fiyatı çok daha yüksektir.
7. Elektriğe dönüştürülemeyen enerji ısıya dönüşür, bu nedenle güneş panelleri çalışma sırasında 55 dereceye, yarı iletken piller 180 dereceye kadar ısınır. Ayrıca güneş pili ısındıkça güneş pilinin verimi düşer.

Güneş pilinin en basit şeması.

Bu arada! Güneş panelleri, yeterli ışığın olduğu ve düşük sıcaklığın yüzeyi soğuttuğu açık kış günlerinde en verimlidir.

Onlar neden yapılma

Bir güneş pili cihazını incelemek için, kullanılan hammaddelere bağlı olarak üretim teknolojisinin önemli farklılıkları olduğundan, ana çeşitleri anlamanız gerekir:

1. Piller CdTe. Film modüllerinin üretiminde kadmiyum tellür kullanılmaktadır. Yüzde 11 veya biraz daha yüksek bir verimlilik elde etmek için birkaç yüz mikrometrelik bir katman yeterlidir. Bu açıkçası düşük bir rakam, ancak 1 watt güç açısından elektriğin maliyeti geleneksel silikon seçeneklerinden en az %30 daha ucuz. Bu çeşitliliğin çok daha ince ve hafif olmasına rağmen.
2. CIGS tipi. Kısaltma, bileşimin bakır, indiyum, galyum ve selenyum içerdiği anlamına gelir. Aynı zamanda küçük bir tabaka halinde uygulanan bir yarı iletken ortaya çıkıyor, ancak ilk seçeneğin aksine, buradaki verimlilik bir büyüklük sırası ve% 15'e varıyor.
3. GaAs ve InP türleri 5-6 mikron ince bir tabaka uygulama olasılığını ayırt ederken, verim yaklaşık %20 olacaktır. Bu, güneş ışığından elektrik elde etme teknolojilerinde yeni bir kelimedir.Yüksek çalışma sıcaklıkları nedeniyle piller performans kaybı olmadan çok ısınabilir. Ancak üretimde nadir toprak malzemelerinin kullanılması nedeniyle bu türün maliyeti yüksektir.
4. Kuantum Nokta Piller (QDSC). Kuantum noktalarını, geleneksel dökme malzemeler yerine güneş enerjisini dönüştürmek için emici bir malzeme olarak kullanıyorlar. Bant aralığı ayarının özelliklerinden dolayı güneş enerjisini daha verimli emen çok eklemli modüller yapmak mümkündür.
5. amorf silikon buharlaştırma ile uygulanır ve heterojen bir yapıya sahiptir. Yüksek verimliliğe sahip değildir, ancak homojen bir yüzey, saçılan ışığı bile çok iyi emer.
6. polikristal varyantlar, tek yönlü kristaller üretmek için silikonun eritilmesi ve belirli koşullar altında soğutulmasıyla yapılır. Düşük üretim maliyeti ve iyi verimlilik göstergeleri nedeniyle en yaygın çözümlerden biri.
7. monokristal elementler, ince plakalar halinde kesilmiş ve fosfor katkılı katı kristallerden oluşur. Düşük bozulma oranları ve en az 30 yıllık, ancak çoğu zaman 10-15 yıl daha uzun hizmet ömrü ile en dayanıklı çözüm.

Kadmiyum tellürden yapılan piller, kilovat başına elektrik maliyeti açısından en karlı olanlardan biridir.

Bu arada! Bir veya başka bir seçeneğin etkinliği, üretim teknolojisine bağlıdır, bu nedenle açıklığa kavuşturulması gerekir.

Ayrıca okuyun

Güneş panelleri kurma çeşitleri ve yöntemleri

 

Güneş panellerinin artıları ve eksileri

Her türün, hangi türün en uygun olduğuna karar vermek için seçim yaparken göz önünde bulundurulması gereken kendi özellikleri vardır:

1. Monokristal paneller en yüksek verime sahiptir ve bu nedenle modüllerin yerleştirilmesi için alan tasarrufu sağlar. En az 25 yıl dayanırlar ve yavaş yavaş güç kaybederler. Aynı zamanda yüzey kire karşı çok hassastır, sık sık yıkanması gerekir. Ve fiyat, tüm silikon bazlı seçeneklerin en yükseğidir.
2. Polikristal seçenekler güneş ışınlarını verimli bir şekilde emmez, ancak dağınık ışıkta daha iyi çalışır. Fiyat-kalite oranı açısından daha kârlıdırlar, ancak daha düşük verimlilik nedeniyle daha fazla yer kaplarlar.
3. Amorf silikon piller, saçılan ışığı iyi emdikleri için binaların duvarları da dahil olmak üzere herhangi bir yere yerleştirilebilir. Düşük bir verimlilikle, düşük bir fiyatı vardır, bu nedenle ekonomik bir seçenek olarak kullanılabilirler. Aynı zamanda uzun süre hizmet ederler ve yüzey kirliliğinden çok korkmazlar.
4. Nadir toprak seçenekleri de benzer avantaj ve dezavantajlara sahip olduğundan bunları birlikte değerlendirebilirsiniz. Verimlilik açısından klasik panellerden üstündürler, uygun olan filme uygulanabilirler. Daha geniş bir sıcaklık aralığına sahiptirler, bu nedenle ısıtma iş verimliliğini etkilemez. Ancak metallerin yüksek fiyatı ve nadir olması nedeniyle, bu tür seçenekler yaygın olarak kullanılmamaktadır.

Duvara monte seçeneği, kurulum işini kolaylaştırır.

nerede kullanılırlar

Güneşten elektrik almak ve enerji kaynaklarından tasarruf etmek veya hatta tam özerklik elde etmek için dikkate alınan tüm seçenekler özel sektörde kurulabilir. Kullanıma gelince, birkaç basit öneriyi dikkate almanız gerekir:

1. Monokristal ve polikristal seçenekler, çerçeveyi önceden istenen açıda inşa ederek çatıya veya zemine en iyi şekilde yerleştirilir.Güneşe uyum sağlayabilmeniz için eğim açısının ayarlanması arzu edilir.
2. Film modülleri hem duvarlarda hem de duvarlarda herhangi bir yere yerleştirilebilir. çatılar. Işınlar yüzeye dik açıyla çarpmasa bile iyi çalışırlar ki bu çok önemlidir.
3. Endüstriyel ölçekte, film piller de daha ucuz ve kurulumu daha kolay olduğu için tercih ediliyor.

Film seçenekleri, büyük miktarda çalışma ile kurulumu daha kolaydır.

Birkaç çeşit güneş pili vardır, ancak düşük fiyatları ve iyi performansları nedeniyle pazarın yaklaşık %90'ı geleneksel silikon modelleri tarafından işgal edilmektedir. Yarı iletken çözümlerden birini seçebilirsiniz, ancak o zaman bir buçuk ila iki kat daha fazla para harcamanız gerekecektir.