Vaihtoehtoisiin energialähteisiin siirtymisen mahdollisuuksia ovat energia-alaa edustavat kiinnostuneet yritykset pohtineet ja osittain toteuttaneet jo usean vuosikymmenen ajan. Uusien energiansyöttöjärjestelmien käyttöönoton korkeat kustannukset eivät ole vielä mahdollistaneet tämän alan monien alueiden menestyksellistä kehittymistä, mutta on myös poikkeuksia, joihin kuuluvat aurinkoenergian tuottajat.
Tällaisia virtalähteitä käytetään eri muunnelmissa erikoisalueilla, ja viime vuosina ne ovat löytäneet paikkansa yksityisessä virtalähteessä. Aurinkoakun teknisen toteutuksen optimaalinen muoto on valoelektroniikkakennoilla oleva paneeli, joka ei vie paljon tilaa, mutta samalla toimittaa kuluttajalle tietyn määrän energiaa.
Teknologian yleiskatsaus
Erilaisia luonnonilmiöitä voidaan käyttää energialähteenä - tuulesta vesivirtaukseen. Tietysti jaAuringon energiaa luonnollisena valon ja lämmön lähteenä ei voi muuta kuin pitää resurssina, joka muunnetaan tavalliseksi sähköksi. Muuten, energiavalaistus kirkkaana päivänä voi saavuttaa 1020 W/m2, ja tämä on konkreettinen potentiaali, joka saattaa löytää käytännön sovellusta. Jäljelle jää vain energian muuntamis- ja toimitusprosessin tekninen toteuttaminen. Tähän aurinkopaneeleja käytetään.
Tämän tyyppiset moduulit suorittavat kattavasti auringonvalon saanti-, stabilointi- ja keräämistehtävät. Seuraavissa vaiheissa ratkaistaan sen muuntamisen, keräämisen ja kuluttajien kesken jakautumisen tehtävät. Tähän mennessä aurinkoenergian päätehtävät eivät ole niinkään edellä mainittujen prosessien tekninen ja rakenteellinen organisointi, vaan teknologian optimointi tuotteidensa suorituskyvyn parantamiseksi.
Paneelisuunnittelu
Yleisesti ottaen tällainen laite on aurinkoenergian vastaanotin ja akku. Sen ylläpito käyttää kuitenkin koko joukkoa komponentteja, mukaan lukien akut, sähkömuuntimet, sulakkeet, tehonsäätimet, mekaniikka paneelin asennon ohjaamiseen jne.
Mutta kussakin tapauksessa aurinkopaneelijärjestelmä perustuu yhden pääelementin toimintoon - moduuliin, joka vastaanottaa suoraan aurinkoenergiaa. Yleisimmässä versiossa nämä ovat piimono- tai monikiteisiä kiekkoja, jotka kontekstissa muistuttavat monikerroksista kakkua. Tämä on nsaurinkokennoja, jotka tarjoavat tarkan atomien paikantamisen, mikä puolestaan on osallisena energian muuntoprosesseissa.
Aurinkopaneelien luokittelu aurinkokennotyypin mukaan
Aurinkoenergiaa vastaanottavien levyjen valmistustekniikoiden kehittyessä asiantuntijat ovat kokeilleet materiaaleja niiden valmistukseen ja määrittäneet optimaaliset ratkaisut. Tähän mennessä tämän tyyppiset paristot on valmistettu seuraavista elementeistä:
- Pii-monikiteiset kiekot. Materiaalin rakenteen muodostaa ryhmä yksikiteisiä piiritilöitä, mikä mahdollistaa rakenteen reunojen energiahäviöiden kompensoinnin, kuten yksikidepaneeleissa. Tämän seurauksena tehokkuus saavuttaa 15 % laitteen käyttöiän ollessa jopa 25 vuotta.
- Paneelit monikiteisellä piillä. Toinen vaihtoehto yksinkertaisille yksikiteisille aurinkopaneeleille. Tällä perusteella akku on vähemmän tuottava, mutta se maksaa paljon vähemmän ja antaa enemmän mahdollisuuksia erilaisten rakennusmuotojen ja sen suuntausten suunnitteluun.
- Amorfiset piipaneelit. Se on myös pienitehoinen vaihtoehto, mutta se on myös edullisin. Kuluttajille, joilla on vähän energian tarvetta, täysin hyväksyttävä ratkaisu.
- Kadmiumtelluridilaitteet. Tätä materiaalia käytetään laaj alti aurinkokennojen kalvokennojen kehittämisessä, joiden puolijohdekerroksen paksuus on satoja mikrometrejä. Kadmiumtelluridilla on keskimääräinen sähköntuotantokyky, mutta itse tuotantoprosessisähkö on tässä tapauksessa halvempaa kuin tavalliset silikonipaneelit.
- CIGS-puolijohteisiin perustuvat paristot. Tässä tapauksessa käytetään useiden materiaalien yhdistelmää - galliumia, seleeniä, indiumia ja kuparia. Se käyttää myös kalvon muotokerrointa, mutta suorituskyky on parempi kuin kadmiumtelluridivastineet.
Miten laite toimii
Aurinkoenergian vastaanottamisen jälkeen järjestelmän toiminnan jatkokulku voi tapahtua eri kaavioiden mukaan suunnitteluratkaisusta riippuen. Laitteita voidaan käyttää pääasiassa kahdella tavalla:
- Tuotettu sähkö varastoidaan kytkettyyn akkuun, ja kuluttajat kuluttavat sitä rinnakkain.
- Matkalla paneelista akkupakkaukseen asennetaan invertteri, joka säätelee energiankulutusta. Samanlaista järjestelmää käytetään tapauksissa, joissa aurinkopaneeli toimii apuvirtalähteenä, joka kattaa vain osan kuluttajan sähköntarpeesta.
Molemmissa tapauksissa on järjestettävä sähköpiiri, jossa on mahdollisuus ottaa käyttöön aurinkokennoja. Kytkentäkokoonpano voi olla joko sarja- tai rinnakkaisliitäntä. Keskimääräinen tulojännite voi olla 180-354 V suhteessa kotitalousjärjestelmiin. Kuorma tässä tapauksessa on 5 A.
Hallintajärjestelmän käyttöönotto
Aurinkoparistojen aktiivista kehitystä tapahtui aikana, jolloin ohjausmikro-ohjaimet otettiin laaj alti käyttöön kompleksissatuotantoprosessit. Tällä hetkellä tällaisia laitteita käytetään myös kodin erilaisten toimintojen automatisointiin - riittää, että huomioidaan hälytysjärjestelmät ja autotallin oven ohjausmekaniikka.
Aurinkopaneelien os alta käytetään kapasitiivisilla antureilla varustettuja ohjaimia, joiden avulla voidaan paitsi valvoa toiminnallisten komponenttien toimintaparametreja, myös ohjata aurinkopaneelien akkujen latausprosessia. Perustason säätimet valvovat katkaisijoita, varistoreita ja sulakkeita, mutta voivat myös osallistua loppukuluttajia syöttävän tasavirran parametrien muuttamisprosesseihin.
Vinkkejä paneelien käyttöön
Aurinkoakkua ostettaessa on suositeltavaa tehdä kattava auditointi kaikille sen komponenteille ja erityisesti valokennoille, koska pieninkin vaurio tai tehdasvika voi vaikuttaa radikaalisti koko järjestelmän suorituskykyyn. Myös asennuksen aikana tulee olla mahdollisimman varovainen, koska rakenne on herkkä ja voi vaurioitua ilman erityistä suojausta.
Paneelityyppisen aurinkopariston asennus tehdään erityisesti valmistetulle alustalle pienjännitejuottokolvikkeen avulla. On tärkeää, että etuosa ei missään tapauksessa ole puiden ja muiden korkeiden esineiden peittämä. Ohjausta varten toimitetaan erityinen kaappi automaatiolla ja toiminnallisilla lohkoilla. Siitä katolle, johon paneeli asennetaan, tulee asentaa eristetty tietoliikennevirran syöttöreitti.
Kuinka tehdäTee itse aurinkopaneeli?
Sopivin kotitekoinen kaava on tehty puurungosta ja pleksielementeistä. Paneelin pohjana voidaan käyttää lastulevyä, jonka reunat sivujen muodossa muodostetaan 1-3 cm paksuisella tangolla, jonka pinnalle asetetaan pienikokoisen pleksilasin sirpaleita ja kiinnitetään liimalle ohjeen mukaan. hunajakennoperiaate. Sitten rakenne voidaan sulkea umpilasilla kiinnittäen se tiukasti sivujen ääriviivoja pitkin.
Aurinkopaneeli tulee myös asentaa. Omin käsin tämä tehdään tukevalla metallialustalla, jolla on kyky pyöriä. Sitä varten voit valmistaa rungon alustan käyttömekanismilla kääntämistä varten halutulla alueella. Tällöin on myös otettava huomioon kattopäällysteen kuormitus. On toivottavaa, että paneelin tukijalka on liitetty suoraan katon kautta kattojärjestelmään. Viimeisessä vaiheessa on tarpeen kytkeä paneeli johtimien läpi vaaditun tehon akulla ja tarvittaessa liittää verkkoon invertteri tulojännitteen muuntamiseksi.
Aurinkopaneelien edut
Aurinkoenergian muuntamisen periaatteisiin perustuvat sähköntuotantotekniikat tarjoavat loppukäyttäjälle monia etuja useista käyttöongelmista huolimatta. Erityisesti yksinkertaisimmalla yksikiteisellä 100 W aurinkopaneelilla voi ladata 12 V akun ilmaiseksi. Mutta sellaisistakin elementeistä on vähitellen tulossa menneisyyttä, ja niitä korvataan tehokkailla.generaattorit, jotka pystyvät palvelemaan kodin sähköjärjestelmää ja vaativat vain ylläpitokustannuksia. Samalla voidaan puhua virtalähteen ympäristön puhtaudesta ja autonomiasta.
Teknologian kehitysnäkymät
Pohjimmiltaan tärkeä askel aurinkoenergiajärjestelmän kehityksessä oli vaihtoehtoisten, jopa 220 V:n jännitteiden energialähteiden ilmaantuminen. Toistaiseksi tällaiset järjestelmät ovat vielä suunnitteluvaiheessa, mutta tulevaisuudessa prosessien optimoimiseksi alkuenergian saamiseksi ne siirtyvät massatuotantosegmenttiin.
Suunnittelijoiden suurimmat vaikeudet ovat energiapotentiaalin tasainen kertyminen ja generaattoreiden ulkoisista olosuhteista riippuvuuden tekijöiden vähentäminen. Esimerkiksi talon aurinkopaneelien alhainen hyötysuhde 15-20 %:n tasolla johtuu suurelta osin ehdollisen huonon sään tekijöistä, kun energian saanti on minimoitu.
Johtopäätös
Jos on liian aikaista puhua omakotitalon integroidusta energiansyötöstä aurinkoenergialla, niin pienitehoisten laitteiden lataustarpeiden kattaminen tai valaistuslaitteiden tehokkuuden ylläpitäminen näillä keinoin on varsin realistista. Lisäksi venäläiset valmistajat ovat aktiivisesti mukana tämän alueen kehittämisessä ja tarjoavat laadukkaita tuotteitaan.
Jotkut yritykset kokoavat aurinkopaneeleja kiinalaisista paneeleista, joiden hinta on 3-5 tuhatta ruplaa, mutta myös täysin oma kehitys näkyy. Kotimarkkinoiden johtajille tässäNiche voidaan katsoa yrityksille "Quantum", Hevel Solar ja "Solnechny Veter". Näiden yritysten tilat tuottavat paitsi pienitehoisia järjestelmiä, myös tehokkaita ratkaisuja teolliseen käyttöön.
