Sursele alternative de energie care transformă lumina solară în energie electrică devin din ce în ce mai solicitate în viața cotidiană și în industrie. Ele sunt folosite în aviație, inginerie spațială, electronică, pentru crearea unui transport sigur pentru mediul înconjurător. Dar este considerat a fi cel mai promițător sector aprovizionării cu energie a clădirilor: puterea de aparate de uz casnic și a sistemului de încălzire a locuinței, de încălzire a apei calde. Avantajele includ: independența față de perioada anterioară și serviciile publice, posibilitatea de acumulare a rezervelor de energie, fiabilitatea și durata de viață îndelungată. Dar pentru a obține un efect maxim din aplicație, este important să cunoașteți principiul funcționării bateriilor și să respectați condițiile de instalare și funcționare a acestora.
Descrierea dispozitivului, specie
Convertoarele fotoelectrice sau bateriile solare sunt o placă cu proprietăți ale unui semiconductor, care produce un curent direct atunci când razele luminoase îl lovesc. Baza poate fi siliciul (forma cea mai comună) și compușii săi cu cupru, galiu, cadmiu, indiu, amfora, fotocelule organice sau chimice, film polimeric.
Fiecare material are propriul său coeficient fotovoltaic solar (de la 5 la 30%) și, ca rezultat, produce o anumită putere cu o intensitate egală a fluxului luminos. Mult depinde de zona bateriei, un singur cristal semiconductor produce o cantitate nesemnificativă de energie, în medie, pentru a obține 0,15 kW, va dura un m2 de panou. Excepția este compușii inovatori multistrat (cristale unice) inovatoare, eficiența acestora atingând 30%, însă această tehnologie nu este încă disponibilă consumatorului mediu.
În plus față de placă, circuitul bateriei solare include dispozitive auxiliare (pentru transmisie, distribuție și acumulare de energie):
- Invertor sau convertor DC.
- Acționarea pentru funcționarea fără probleme a sistemului în timpul nopții sau în condiții de noros.
- Stabilizator de tensiune.
- Controler pentru urmărirea încărcării.
În funcție de zonă, se utilizează baterii de joasă tensiune (până la 10 W) sau panouri fixe mari. Primul se referă la dispozitive portabile (populare pentru încărcarea unui laptop, calculator, dispozitive mobile). Acestea din urmă sunt mai des folosite pentru alimentarea cu energie electrică și încălzirea la domiciliu, de obicei situate pe acoperiș. Deoarece puterea bateriilor este complet proporțională cu intensitatea solară, a fost recomandabil să se plaseze panourile de urmărire (schimbarea unghiului aranjamentului, în funcție de mișcarea soarelui). Grosimea opțiunilor din semiconductor este nesemnificativă (de la 10 μm la 10 cm), dar luând în considerare dispozitivele auxiliare, modulele cântăresc mai mult, care este luată în considerare la calcularea încărcăturii pe grinzi și pe suprafața acoperișului.
Principiul conversiei fotoelectrice
Pentru a înțelege modul în care funcționează o baterie solară, trebuie să ne amintim cursul de fizică al școlii. Când lumina atinge o placă de două straturi de semiconductori cu conductivități diferite, apare efectul joncțiunii p-n, electronii de la catod își părăsesc atomii și sunt prinși la nivelul anodului. Atunci când sunt conectate la un circuit de încărcare (acumulator), acestea dau energia încărcată pozitiv și se întorc la n-strat. Acest fenomen este mai cunoscut ca "efectul fotoefectului extern", iar placa cu două straturi ca o "fotocelulă". Cel mai adesea se utilizează același material: semiconductorul de bază cu un anumit tip de conductivitate este acoperit de un strat cu încărcătură opusă, dar cu o concentrație ridicată de impurități dopante.
Modalități de creștere a eficienței bateriei
Chiar și în zona de mijloc a Rusiei, instalarea bateriilor solare plătește timp de 3-5 ani, deoarece razele sunt absolut gratuite și disponibile pe tot parcursul anului. Dar pentru o încălzire completă în 100 m2 de spațiu util, va fi nevoie de aproximativ 30 de m2 de panouri. Pentru a consolida principiul efectului fotoelectric, se recomandă efectuarea următoarelor lucrări:
- Așezați bateriile pe partea sudică la un unghi de cel puțin 30 °.
- Nu montați panourile solare sub umbra copacilor înalți.
- Odată la 2 ani, curățați suprafața de murdărie.
- Instalați un sistem de urmărire solare.
Nu este necesar să se abțină complet de la alimentarea cu energie electrică externă, chiar și complexele moderne nu sunt capabile să acumuleze suficientă energie pentru a oferi suport de construcție pe scară largă în caz de vreme nefavorabilă pe termen lung. Cel mai bine este să le folosiți ca parte a unui sistem combinat.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: