categorii: Știri electrice interesante, Cum funcționează
Număr de vizualizări: 206201
Comentarii la articol: 17
Cum sunt aranjate și funcționate panourile solare?
În zilele noastre, aproape toată lumea poate colecta și pune la dispoziție sursa de energie solara independenta (în literatura științifică sunt numiți panouri fotovoltaice).
Echipamentele costisitoare sunt compensate în timp prin capacitatea de a primi electricitate gratuită. Este important ca panourile solare să fie o sursă de energie ecologică. În ultimii ani, prețurile pentru panourile fotovoltaice au scăzut de zece ori continuă să scadă, ceea ce indică perspective mari de utilizare a acestora.
Într-o formă clasică, o astfel de sursă de energie electrică va consta din următoarele părți: direct, o baterie solară (generator de curent continuu), o baterie cu dispozitiv de control al încărcării și un invertor care transformă curentul direct în curent alternativ.
Panourile solare constau dintr-un set celule solare (convertoare fotovoltaice)care transformă direct energia solară în energie electrică.
Majoritatea celulelor solare sunt fabricate din siliciu, care are un cost destul de mare. Acest fapt va determina costul ridicat al energiei electrice, care se obține prin utilizarea panourilor solare.
Două tipuri de convertizoare fotoelectrice sunt comune: realizate din siliciu monocristal și policristalin. Ele diferă în tehnologia de producție. Primele au o eficiență de până la 17,5%, iar cele din urmă 15%.
Cel mai important parametru tehnic al unei baterii solare, care are un impact major asupra eficienței întregii instalații, este acesta putere netă. Este determinat de tensiune și curentul de ieșire. Acești parametri depind de intensitatea luminii solare care intră în baterie.
emf (forța electromotivă) a celulelor solare individuale nu depinde de zona lor și scade atunci când bateria este încălzită de soare, cu aproximativ 0,4% la 1 g. C. Curentul de ieșire depinde de intensitatea radiației solare și de mărimea celulelor solare. Cu cât lumina este mai puternică, cu atât este mai mare curentul generat de celulele solare. Curentul de încărcare și puterea de energie pe vreme tulbure sunt reduse brusc. Acest lucru se datorează scăderii puterii curente a bateriei.
Dacă bateria luminată de soare este închisă la o anumită sarcină cu rezistență Rн, atunci apare un circuit electric I în circuit, a cărui valoare este determinată de calitatea convertorului fotoelectric, de intensitatea luminii și de rezistența la sarcină. Puterea Pн, care este eliberată în sarcină, este determinată de produsul Pн = InнUн, unde Un este tensiunea la bornele bateriei.
Cea mai mare putere este alocată în sarcină la o anumită rezistență optimă Ropt, care corespunde celui mai mare coeficient de eficiență (eficiență) de conversie a energiei ușoare în energie electrică. Fiecare convertor are propria sa valoare Ropt, care depinde de calitatea, dimensiunea suprafeței de lucru și gradul de iluminare.
Baterie solară constă din celule solare separate care sunt conectate în serie și în paralel pentru a crește parametrii de ieșire (curent, tensiune și putere). Când elementele sunt conectate în serie, tensiunea de ieșire crește, în paralel, curentul de ieșire crește. Pentru a crește atât curentul, cât și tensiunea, aceste două metode de conectare sunt combinate. În plus, cu această metodă de conectare, eșecul uneia dintre celulele solare nu duce la eșecul întregului lanț, adică. îmbunătățește fiabilitatea întregii baterii.
În acest fel bateria solară este formată din celule solare conectate în serie paralelă. Valoarea curentului maxim posibil dat de baterie este direct proporțională cu numărul de conectate în paralel și emf- celule solare conectate în serie. Așadar, combinarea tipurilor de conexiuni asamblează bateria cu parametrii necesari.
Celulele solare ale bateriei sunt evitate de diode. De obicei, există 4 dintre ele - una pentru fiecare ¼ parte a bateriei. Diodele protejează părțile bateriei de avarie, care din anumite motive sunt întunecate, adică dacă la un moment dat lumina nu cade pe ele. În acest caz, bateria generează temporar cu 25% mai puțină putere de ieșire decât sub lumina soarelui normală pe întreaga suprafață a bateriei.
În absența diodelor, aceste celule solare se supraîncălzesc și nu reușesc, întrucât se transformă în consumatori actuali pe toată durata întunecării (bateriile sunt descărcate prin celulele solare), iar atunci când se utilizează diode, acestea sunt ocolite și curentul nu trece prin ele. Diodele trebuie să aibă o rezistență scăzută pentru a reduce căderea de tensiune peste ele. În aceste scopuri, diodele Schottky au fost utilizate recent.
Energia electrică primită este stocată în baterii și apoi transferată la sarcină. Baterii - surse de curent chimic. Încărcarea bateriei apare atunci când i se aplică un potențial, care este mai mare decât tensiunea bateriei.
Numărul de celule solare conectate în serie și în paralel trebuie să fie astfel încât tensiunea de funcționare furnizată bateriilor, ținând cont de scăderea tensiunii în circuitul de încărcare, depășește ușor tensiunea bateriei, iar curentul de încărcare al bateriei furnizează valoarea necesară a curentului de încărcare.
De exemplu, pentru a încărca o baterie cu 12 plumb-acid, trebuie să aveți o baterie solară de 36 de celule.
În lumina slabă a soarelui, încărcarea bateriei scade, iar bateria emite energie electrică receptorului de energie, adică. bateriile reîncărcabile funcționează constant în modul de descărcare și reîncărcare.
Acest proces este controlat. controler special. În cazul încărcării ciclice, este necesară o tensiune constantă sau un curent de încărcare constantă.
În condiții bune de lumină, bateria se încarcă rapid până la 90% din capacitatea sa nominală, apoi la o viteză de încărcare mai mică până la capacitate completă. Trecerea la o viteză de încărcare mai mică este efectuată de controlerul încărcătorului.
Cea mai eficientă utilizare a bateriilor speciale este gel (acidul sulfuric este folosit ca electrolit în baterie) și baterii cu plumb, care sunt fabricate cu tehnologia AGM. Aceste baterii nu necesită condiții speciale de instalare și nu necesită întreținere. Durata de viață a pașaportului pentru astfel de baterii este de 10-12 ani, cu o adâncime de descărcare de cel mult 20%. Bateriile nu trebuie descărcate niciodată sub această valoare, în caz contrar, durata lor de serviciu va fi redusă drastic!
Bateria este conectată la bateria solară printr-un controler care își controlează încărcarea. Atunci când bateria este încărcată la putere maximă, este conectată o rezistență la bateria solară, care absoarbe excesul de putere.
Pentru a converti o tensiune constantă de la o baterie la o tensiune alternativă, care poate fi utilizată pentru a alimenta majoritatea consumatorilor de energie împreună cu o baterie solară, puteți utiliza dispozitive speciale - invertoare.
Fără utilizarea unui invertor, o tensiune solară poate fi alimentată de la o baterie solară, inclusiv diverse echipamente portabile, surse de lumină care economisesc energie, de exemplu, aceleași lămpi LED.
Citiți și pe acest subiect: Încărcătoare solare portabile
Consultați și la electro-ro.tomathouse.com
: