Жилье в Испании подешевело на треть. Общее снижение цен на недвижимость в Испании с момента начала кризиса составило 33,7%. Только за последние 12 месяцев стоимость недвижимости в Испании упала на 12,3%. При этом межгодовое снижение цен на недвижимость в ноябре (9%) уступает по значительности лишь снижению стоимости жилья в апреле (12,5%), подсчитали эксперты международной оценочной компании Tinsa. Заметнее других упала цена недвижимости на Средиземноморском побережье, где дома и квартиры подешевели более чем на 15%. Примерно настолько же снизились цены на недвижимость в столицах автономий и крупных городах. Как передает La Vanguardia, лучше обстоит дело на Балеарских и Канарских островах, где снижение стоимости жилья по сравнению с ноябрем 2011 года составило всего 9%.

Принцип роботи сонячної батареї: як влаштована панель

  1. Сонячні батареї: термінологія
  2. Внутрішній устрій геліобатареї
  3. Види кристалів фотоелементів
  4. Принцип роботи сонячної панелі
  5. Ефективність батарей геліосистеми
  6. Схема електроживлення будинку від сонця
  7. Висновки і корисне відео по темі

Ефективне перетворення безкоштовних променів сонця в енергію, яку можна використовувати для електропостачання житла та інших об'єктів, - заповітна мрія багатьох апологетів зеленої енергетики.

Але принцип роботи сонячної батареї, і її ККД такі, що про високу ефективність таких систем поки говорити не доводиться. Було б непогано обзавестися власним додатковим джерелом електроенергії. Чи не так? Тим більше що вже сьогодні і в Росії за допомогою геліопанелей "дармової" електроенергією успішно забезпечується чимала кількість приватних домогосподарств. Ви все ще не знаєте з чого почати?

Нижче ми розповімо вам про пристрій і принципи роботи сонячної панелі, ви дізнаєтеся, від чого залежить ефективність геліосистеми. А розміщені в статті відеоролики допоможуть власноруч зібрати сонячну панель з фотоелементів.

Сонячні батареї: термінологія

В тематиці «сонячної енергетики» досить багато нюансів і плутанини. Часто новачкам розібратися у всіх незнайомих термінах спочатку буває важко. Але без цього займатися геліоенергетики, набуваючи собі обладнання для генерації "сонячного" струму, нерозумно.

Через незнання можна не тільки вибрати невідповідну панель, а й просто спалити її при підключенні або витягти з неї занадто незначний обсяг енергії.

Ефективне перетворення безкоштовних променів сонця в енергію, яку можна використовувати для електропостачання житла та інших об'єктів, - заповітна мрія багатьох апологетів зеленої енергетики

Максимум віддачі від сонячної панелі можна буде отримати, лише знаючи, як вона працює, з яких компонентів і вузлів складається і як все це правильно підключається

Спочатку слід розібратися в існуючих різновидах обладнання для геліоенергетики. Сонячні батареї і сонячні колектори - це два принципово різних пристрої. Обидва вони перетворюють енергію променів сонця.

Однак в першому випадку на виході споживач отримує енергію електричну, а в другому теплову у вигляді нагрітого теплоносія, тобто сонячні панелі використовують для.

Другий нюанс - це поняття самого терміна «сонячна батарея». Зазвичай під словом «батарея» розуміється якесь акумулює електроенергію пристрій. Або на думку спадає банальний опалювальний радіатор. Однак у випадку з геліобатарея ситуація кардинально інша. Вони нічого в собі не накопичують.

Сонячною панеллю генерується постійний електрострум. Щоб перетворити його в змінний (використовуваний в побуті), в схемі повинен бути присутнім інвертор

Сонячні батареї призначені виключно для генерації електричного струму. Він, в свою чергу, накопичується для постачання будинку електрикою вночі, коли сонце опускається за горизонт, вже в присутніх додатково в схемі електрозабезпечення об'єкта акумуляторах.

Батарея тут мається на увазі в контексті якоїсь сукупності однотипних компонентів, зібраних в щось єдине ціле. Фактично це просто панель з кількох однакових фотоелементів.

Внутрішній устрій геліобатареї

Поступово сонячні батареї стають все дешевше і ефективніше. Зараз вони застосовуються для підзарядки акумуляторів в вуличних ліхтарях, смартфонах, Електроавтомобіль, приватних будинках і на супутниках в космосі. З них стали навіть будувати повноцінні сонячні електростанції (СЕС) з великими обсягами генерації.

З них стали навіть будувати повноцінні сонячні електростанції (СЕС) з великими обсягами генерації

Геліобатарея складається з безлічі фотоелементів (фотоелектричних перетворювачів ФЕП), що перетворюють енергію фотонів з сонця в електроенергію

Кожна сонячна батарея влаштована як блок з енної кількості модулів, які об'єднують в собі послідовно з'єднані напівпровідникові фотоелементи. Щоб зрозуміти принципи функціонування такої батареї, необхідно розібратися в роботі цього кінцевого ланки в пристрої геліопанелі, створеного на базі напівпровідників.

Види кристалів фотоелементів

Варіантів ФЕП з різних хімічних елементів існує величезна кількість. Однак більша їх частина - це розробки на початкових стадіях. У промислових масштабах нині випускаються поки що тільки панелі з фотоелементів на основі кремнію.

У промислових масштабах нині випускаються поки що тільки панелі з фотоелементів на основі кремнію

Кремнієві напівпровідники використовуються при виготовленні сонячних батарей через свою дешевизну, особливо високим ККД вони похвалитися не можуть

Звичайний фотоелемент в геліопанелі - це тонка пластина з двох шарів кремнію, кожен з яких має свої фізичні властивості. Це класичний напівпровідниковий pn-перехід з електронно-дірковий парами.

При попаданні на ФЕП фотонів між цими шарами напівпровідника через неоднорідність кристала утворюється вентильная фото-ЕРС, в результаті чого виникає різниця потенціалів і струм електронів.

Кремнієві пластини фотоелементів розрізняються за технологією виготовлення на:

  1. Монокристалічні.
  2. Полікристалічні.

Перші мають більш високий ККД, а й собівартість їх виробництва вище, ніж у другій. Зовні один варіант від іншого на сонячній панелі можна розрізнити за формою.

У монокристалічних ФЕП однорідна структура, вони виконуються у вигляді квадратів зі зрізаними кутами. На відміну від них полікристалічні елементи мають строго квадратну форму.

Полікристали виходять в результаті поступового охолодження розплавленого кремнію. Метод цей гранично простий, тому такі фотоелементи і коштує недорого.

Але продуктивність в плані вироблення електроенергії з сонячного проміння у них рідко перевищує 15%. Пов'язано це з "нечистотою" одержуваних кремнієвих пластин і внутрішньої їх структурою. Тут чим чистіше p-шар кремнію, тим вищий виходить ККД у ФЕП з нього.

Чистота монокристалів в цьому відношенні набагато вище, ніж у полікристалічних аналогів. Їх роблять не з розплавленого, а з штучно вирощеного цільного кристала кремнію. Коефіцієнт фотоелектричного перетворення у таких ФЕП вже досягає 20-22%.

Коефіцієнт фотоелектричного перетворення у таких ФЕП вже досягає 20-22%

До загального модуль окремі фотоелементи збираються на алюмінієвій рамі, а для захисту їх зверху закривають міцним склом, яке анітрохи не перешкоджає сонячним променям

Звернений до сонця верхній шар платівки-фотоелемента робиться з того ж кремнію, але вже з додаванням фосфору. Саме останній буде джерелом надлишкових електронів в системі pn-переходу.

Принцип роботи сонячної панелі

При падінні сонячних променів на фотоелемент в ньому генеруються нерівноважні електронно-діркові пари. Надлишкові електрони і «дірки» частково переносяться через pn-перехід з одного шару напівпровідника в інший.

В результаті у зовнішній ланцюга з'являється напруга. При цьому на контакті p-шару формується позитивний полюс джерела струму, а на n-шару - негативний.

Різниця потенціалів (напруга) між контактами фотоелемента з'являється через зміну числа «дірок» і електронів з різних сторін pn-переходу в результаті опромінення n-шару сонячними променями

Підключення до зовнішньої навантаженні у вигляді акумулятора фотоелементи утворюють з ним замкнуте коло. В результаті сонячна панель працює, як своєрідне колесо, за яким разом білки "бігають" електрони. А акумуляторна батарея при цьому поступово набирає заряд.

Стандартні кремнієві фотоелектричні перетворювачі є одноперехідному елементами. Перетікання в них електронів відбувається тільки через один pn-перехід з обмеженою по енергетиці фотонів зоною цього переходу.

Тобто кожен такий фотоелемент здатний генерувати електроенергію тільки від вузького спектра сонячного випромінювання. Вся інша енергія пропадає даремно. Тому-то і ефективність у ФЕП так низька.

Щоб підвищити ККД сонячних батарей, кремнієві напівпровідникові елементи для них останнім часом стали робити багатоперехідних (каскадних). У нових ФЕП переходів вже кілька. Причому кожен з них в цьому каскаді розрахований на свій спектр сонячних променів.

Сумарна ефективність перетворення фотонів в електрострум у таких фотоелементів в результаті зростає. Але і ціна їх значно вище. Тут або простота виготовлення з невисокою собівартістю і низьким ККД, або більш висока віддача укупі з високою вартістю.

Сонячна батарея може працювати як влітку, так і взимку (їй потрібне світло, а не тепло) - чим менше хмарність та яскравіше світить сонце, тим більше геліопанель згенерує електричного струму

При роботі фотоелемент і вся батарея поступово нагрівається. Вся та енергія, що не пішла на генерацію електроструму, трансформується в тепло. Часто температура на поверхні геліопанелі піднімається до 50-55 ° С. Але чим вона вище, тим менш ефективно працює фотогальванічний елемент.

В результаті одна і та ж модель сонячної батареї в спеку генерує струму менше, ніж в мороз. Максимум ККД фотоелементи показують в ясний зимовий день. Тут позначаються два чинника - багато сонця і природне охолодження.

При цьому якщо на панель буде падати сніг, то електроенергію вона генерувати все одно продовжить. Більш того, сніжинки навіть не встигнуть на неї особливо полежати, станувши від тепла нагрітих фотоелементів.

Ефективність батарей геліосистеми

Один фотоелемент навіть опівдні при ясній погоді видає зовсім небагато електроенергії, достатньої хіба що для роботи світлодіодного ліхтарика.

Щоб підвищити вихідну потужність, кілька ФЕП об'єднують по паралельній схемі для збільшення постійної напруги і по послідовної для підвищення сили струму.

Ефективність сонячних панелей залежить від:

  • температури повітря і самої батареї;
  • правильності підбору опору навантаження;
  • кута падіння сонячних променів;
  • наявності / відсутності покриття антивідблиску;
  • потужності світлового потоку.

Чим нижче температура на вулиці, тим ефективніше працюють фотоелементи і геліобатарея в цілому. Тут все просто. А ось з розрахунком навантаження ситуація складніша. Її слід підбирати виходячи з його видають панеллю струму. Але його величина змінюється в залежності від погодних факторів.

Але його величина змінюється в залежності від погодних факторів

Геліопанелі випускаються з розрахунком на вихідну напругу, кратне 12 В - якщо на акумулятор треба подати 24 В, то дві панелі до нього доведеться під'єднати паралельно

Постійно відслідковувати параметри сонячної батареї і вручну коригувати її роботу проблематично. Для цього краще скористатися, який в автоматичному режимі сам підлаштовує налаштування геліопанелі, щоб домогтися від неї максимальної продуктивності і оптимальних режимів роботи.

Ідеальний кут падіння сонячних променів на геліобатареї - прямий. Однак при відхиленні в межах 30-ти градусів від перпендикуляра ефективність панелі падає всього в районі 5%. Але при подальшому збільшенні цього кута все більша частка сонячного випромінювання буде відображатися, зменшуючи тим самим ККД ФЕП.

Якщо від батареї потрібно, щоб вона максимум енергії видавала влітку, то її слід зорієнтувати перпендикулярно до середнього положення Сонця, яке воно займає в дні рівнодення по весні й осені.

Для московського регіону - це приблизно 40-45 градусів до горизонту. Якщо максимум потрібен взимку, то панель треба ставити в більш вертикальному положенні.

І ще один момент - пил і бруд сильно знижують продуктивність фотоелементів. Фотони крізь таку "брудну" перешкоду просто не доходять до них, а значить і перетворювати в електроенергію нічого. Панелі необхідно регулярно мити або ставити так, щоб пил змивалася дощем самостійно.

Деякі сонячні батареї мають вбудовані лінзи для концентрування випромінювання на ФЕП. При ясній погоді це призводить до підвищення ККД. Однак при сильній хмарності ці лінзи приносять тільки шкоду.

Якщо звичайна панель в такій ситуації буде продовжувати генерувати струм нехай і в менших обсягах, то лінзова модель працювати припинить практично повністю.

Сонце батарею з фотоелементів в ідеалі повинно освітлювати рівномірно. Якщо один з її ділянок на ньому відображається темним, то неосвітлені ФЕП перетворюються в паразитне навантаження. Вони не тільки в подібній ситуації не генерують енергію, але ще і забирають її у працюючих елементів.

Панелі встановлювати треба так, щоб на шляху сонячних променів не виявилося дерев, будівель і інших перешкод.

Схема електроживлення будинку від сонця

Система сонячного електропостачання включає:

  1. Геліопанелі.
  2. Контролер.
  3. .
  4. Інвертор (трансформатор).

Контролер в цій схемі захищає як сонячні батареї, так і АКБ. З одного боку він перешкоджає протіканню зворотних струмів ночами і в похмуру погоду, а з іншого - захищає акумулятори від надмірного заряду / розряду.

З одного боку він перешкоджає протіканню зворотних струмів ночами і в похмуру погоду, а з іншого - захищає акумулятори від надмірного заряду / розряду

Акумуляторні батареї для геліопанелей слід підбирати однакові за віком і ємності, інакше зарядка / розрядка відбуватимуться нерівномірно, що призведе до різкого зниження терміну їх служби

Для трансформації постійного струму на 12, 24 або 48 Вольта в змінний 220-вольта потрібен. Автомобільні акумулятори застосовувати в такій схемі не рекомендується через їх нездатності витримувати часті перезарядки. Найкраще витратитися і придбати спеціальні гелієві AGM або заливні OPzS АКБ.

Висновки і корисне відео по темі

Принципи роботи і не надто складні для розуміння. А з зібраними нами нижче відеоматеріалами розібратися у всіх тонкощах функціонування і установки геліопанелей буде ще простіше.

Доступно і зрозуміло, як працює фотоелектрична сонячна батарея, у всіх подробицях:

Як влаштовані сонячні батареї дивіться в наступному відеоролику:

Збірка сонячної панелі з фотоелементів своїми руками:

Кожен елемент в котеджу повинен бути підібраний грамотно. Неминучі втрати потужності відбуваються на акумуляторах, трансформаторах і контролері. І їх обов'язково треба скоротити до мінімуму, інакше і так досить низька ефективність геліопанелей виявиться зведена взагалі до нуля.

В ході вивчення матеріалу з'явилися питання? Або ви знаєте цінну інформацію по темі статті і можете повідомити її нашим читачам? Будь ласка, залишайте свої коментарі в розташованому нижче блоці.

Чи не так?
Ви все ще не знаєте з чого почати?
В ході вивчення матеріалу з'явилися питання?
Або ви знаєте цінну інформацію по темі статті і можете повідомити її нашим читачам?
Реклама
Реклама
Новости
Реклама
Реклама