Suhteellisen äskettäin ajatusta yksityiskotien sähkön toimittamisesta itsenäisesti pidettiin fantastisena. Nykyään se on objektiivinen todellisuus. Euroopassa aurinkopaneeleja on käytetty pitkään, koska se on lähes ehtymätön halvan energian lähde. Maassamme sähkön saaminen tällaisista laitteista on vain saamassa suosiota. Tämä prosessi ei tapahdu liian nopeasti, ja syynä tähän on niiden korkea hinta.
Aurinkoakun toimintaperiaate perustuu siihen, että kahdessa eri aineella (boori ja fosfori) päällystetyssä piilevyssä syntyy sähkövirtaa auringonvalon vaikutuksesta. Levylle, joka on peitetty fosforilla, ilmaantuu vapaita elektroneja.
Puuttuvia hiukkasia muodostuu niihin levyihin, jotka on päällystetty boorilla. Elektronit alkavat liikkua auringon valon vaikutuksesta. Näin syntyy sähkövirtaa aurinkopaneeleissa. Ohuet kuparinauhat, jotka on peitettyjokainen akku, vedä siitä virtaa ja suuntaa se aiottuun tarkoitukseen.
Yhdellä levyllä voi olla virtaa pienelle hehkulampulle. Johtopäätös ehdottaa itseään. Jotta aurinkopaneelit saisivat taloon riittävästi tehoa, niiden pinta-alan on oltava melko suuri.
Piihammaspyörät
Aurinkoakun periaate on siis selvä. Virta syntyy ultraviolettivalon vaikutuksesta erityisille levyille. Jos piitä käytetään materiaalina tällaisten levyjen luomiseen, akkuja kutsutaan piiksi (tai piivedyksi).
Tällaiset terät vaativat erittäin monimutkaisia tuotantojärjestelmiä. Tämä puolestaan vaikuttaa suuresti tuotteiden hintaan.
Pii-aurinkokennoja on monenlaisia.
Yksikidemuuntimet
Ne ovat paneeleja, joissa on viistetyt kulmat. Niiden väri on aina puhtaan musta.
Jos puhumme yksikidemuuntimista, niin aurinkopariston toimintaperiaatetta voidaan lyhyesti kuvata keskitehoiseksi. Tällaisen akun valoherkkien elementtien kaikki kennot on suunnattu yhteen suuntaan.
Tämän avulla voit saada korkeimman tuloksen vastaavista järjestelmistä. Tämän tyyppisen akun hyötysuhde on 25 %.
Haittapuolena on, että tällaisten paneelien tulee aina olla aurinkoon päin.
Jos aurinko piiloutuu pilvien taakse, laskeutuu horisonttiin tai ei ole vielä noussut, akut tuottavat melko heikon virranteho.
Monikiteinen
Näiden mekanismien levyt ovat aina neliömäisiä, tummansinisiä. Niiden pinta sisältää epähomogeenisiä piikiteitä.
Monikiteisten akkujen tehokkuus ei ole yhtä korkea kuin yksikiteisten mallien. Se voi nousta 18 prosenttiin. Tämän haitan kuitenkin kompensoivat edut, joita käsitellään alla.
Tällaisten aurinkoakkujen toimintaperiaate mahdollistaa niiden valmistamisen puhtaan piin lisäksi myös kierrätysmateriaaleista. Tämä selittää osan laitteissa havaituista vioista. Tämän tyyppisten mekanismien erottuva piirre on, että ne voivat tuottaa sähkövirtaa melko tehokkaasti jopa pilvisellä säällä. Tällainen hyödyllinen laatu tekee niistä välttämättömiä paikoissa, joissa hajaantunut auringonvalo on yleinen päivittäinen ilmiö.
Amorfiset piipaneelit
Amorfiset paneelit ovat halvempia kuin muut, tämä määrittää aurinkoakun toimintaperiaatteen ja sen suunnittelun. Jokainen paneeli koostuu useista erittäin ohuista piikerroksista. Ne valmistetaan ruiskuttamalla materiaalihiukkasia tyhjiössä kalvolle, lasille tai muoville.
Paneeleiden tehokkuus on paljon pienempi kuin aikaisemmissa malleissa. Se saavuttaa 6 %. Piikerrokset palavat nopeasti auringossa. Näiden paristojen kuuden kuukauden käytön jälkeen niiden hyötysuhde laskee 15 % ja joskus jopa 20 %.
Kaksi toimintavuotta kuluttaa tehoaineresurssit kokonaan, ja paneeli on vaihdettava.
Mutta on kaksi plussaa, joiden takia näitä akkuja ostetaan edelleen. Ensinnäkin ne toimivat jopa pilvisellä säällä. Toiseksi, kuten jo mainittiin, ne eivät ole yhtä kalliita kuin muut vaihtoehdot.
Hybridivalomuuntimet
Amorfinen pii on mikrokiteiden järjestelyn perusta. Aurinkoakun toimintaperiaate tekee siitä samanlaisen kuin monikiteinen paneeli. Tämäntyyppisten akkujen ero on siinä, että ne pystyvät tuottamaan suuremman sähkövirran hajallaan auringonvalossa, esimerkiksi pilvisenä päivänä tai aamunkoitteessa.
Lisäksi paristot toimivat auringonvalon lisäksi myös infrapunaspektrin vaikutuksesta.
Polymeerikalvon aurinkomuuntimet
Tällä vaihtoehdolla silikonipaneeleille on kaikki mahdollisuudet tulla aurinkopaneelimarkkinoiden johtajaksi. Ne muistuttavat kalvoa, joka koostuu useista kerroksista. Niistä voimme erottaa alumiinijohtimien ristikon, vaikuttavan aineen polymeerikerroksen, orgaanisesta aineesta tehdyn substraatin ja suojakalvon.
Tällaiset valokennot muodostavat toisiinsa yhdistettynä rullatyyppisen kalvoaurinkokennon. Nämä paneelit ovat kevyempiä ja kompaktimpia kuin silikonipaneelit. Niiden valmistuksessa ei käytetä kallista piitä, eikä itse tuotantoprosessi ole niin kallis. Tämä tekee rullapaneelista halvemman kuin kaikki muut.
Aurinkopaneelien toimintaperiaatteen ansiosta niiden hyötysuhde ei ole liian korkea.
Se saavuttaa 7 %.
Tällaisten paneelien valmistusprosession pelkistetty monikerroksiseksi tulostukseksi valokennokalvolle. Valmistettu Tanskassa.
Toinen etu on kyky leikata rullaakku ja sovittaa se mihin tahansa kokoon ja muotoon.
Vain yksi miinus. Paristoja on juuri alettu valmistaa, joten niiden saaminen on edelleen melko vaikeaa.
Mutta on syytä uskoa, että nämä elementit saavuttavat nopeasti ansaitun hyvän maineen kuluttajien keskuudessa, mikä antaa valmistajille mahdollisuuden tuottaa suuremmassa mittakaavassa.
Aurinkolämmitteiset kodit
Talon lämmittämiseen tarkoitetun aurinkopariston toimintaperiaate erottaa ne radikaalisti kaikista yllä kuvatuista laitteista. Tämä on täysin erilainen laite. Kuvaus seuraa.
Aurinkolämmitysjärjestelmän pääosa on keräin, joka vastaanottaa valonsa ja muuntaa sen kineettiseksi energiaksi. Tämän kohteen pinta-ala voi vaihdella 30 - 70 neliömetriä.
Keräimen kiinnittämiseen käytetään erikoistekniikkaa. Levyt on yhdistetty metallikoskettimilla.
Järjestelmän seuraava komponentti on varastokattila. Se muuttaa kineettisen energian lämpöenergiaksi. Se osallistuu veden lämmittämiseen, jonka tilavuus voi olla 300 litraa. Joskus tällaisia järjestelmiä tukevat ylimääräiset kuivapolttoainekattilat.
Viimeistele järjestelmäaurinkolämmitysseinä- ja lattiaelementit, joissa kuumennettu neste kiertää ohuiden kupariputkien läpi jaettuna koko alueelleen. Paneeleiden alhaisen käynnistyslämpötilan ja tasaisen lämmönsiirron ansiosta huone lämpenee riittävän nopeasti.
Kuinka aurinkolämmitys toimii?
Katsotaanpa tarkemmin, miten aurinkopaneelit toimivat ultraviolettivalon kanssa.
Keräimen ja varastoelementin lämpötilassa on ero. Lämmönsiirtoaine, joka on useimmiten vettä, johon on lisätty pakkasnestettä, alkaa kiertää järjestelmän ympäri. Nesteen tekemä työ on juuri kineettistä energiaa.
Kun neste kulkee järjestelmän kerrosten läpi, liike-energia muuttuu lämmöksi, jota käytetään talon lämmittämiseen. Tämä kantoaineen kiertoprosessi tarjoaa huoneeseen lämpöä ja mahdollistaa sen varastoinnin mihin tahansa vuorokauden ja vuoden aikaan.
Joten, selvitimme, miten aurinkopaneelit toimivat.
