Die Möglichkeiten des Umstiegs auf alternative Energiequellen werden seit mehreren Jahrzehnten von interessierten Unternehmen der Energiewirtschaft geprüft und teilweise umgesetzt. Die hohen Kosten für die Einführung neuer Energieversorgungssysteme haben viele Bereiche dieser Branche noch nicht erfolgreich entwickeln lassen, aber es gibt auch Ausnahmen, zu denen Solarstromgeneratoren gehören.
In verschiedenen Variationen werden solche Netzteile in Spezialbereichen eingesetzt und haben in den letzten Jahren ihren Platz in der privaten Stromversorgung gefunden. Das optimale Format für die technische Umsetzung einer Solarbatterie ist ein Panel auf photoelektronischen Zellen, das nicht viel Platz beansprucht, aber gleichzeitig den Verbraucher mit einer bestimmten Energiemenge versorgt.
Technologieübersicht
Eine Vielzahl von Naturphänomenen kann als Energiequelle genutzt werden - vom Wind bis zur Wasserströmung. Natürlich undDie Energie der Sonne als natürliche Licht- und Wärmequelle kann nur als Ressource für die Umwandlung in gewöhnlichen Strom angesehen werden. Übrigens kann die Energieausleuchtung an einem klaren Tag 1020 W/m2 erreichen, und das ist ein greifbares Potenzial, das durchaus praktische Anwendung finden kann. Es bleibt nur noch, den Prozess der Energieumwandlung und -abgabe technologisch umzusetzen. Dafür werden Sonnenkollektoren verwendet.
Module dieser Art erfüllen umfassend die Aufgaben der Gewinnung, Stabilisierung und Speicherung von Sonnenlicht. In den nächsten Phasen werden die Aufgaben seiner Transformation, Akkumulation und Verteilung unter den Verbrauchern gelöst. Bis heute liegen die Hauptaufgaben der Solarenergie weniger in der technischen und baulichen Organisation der oben genannten Prozesse, sondern in der Optimierung der Technik, um die Leistungsfähigkeit ihrer Produkte zu steigern.
Panel-Design
Im Allgemeinen ist ein solches Gerät ein Empfänger und Akkumulator von Sonnenenergie. Seine Wartung verwendet jedoch eine ganze Gruppe von Komponenten, darunter Batterien, elektrische Wandler, Sicherungen, Leistungsregler, Mechaniken zur Steuerung der Position des Panels usw.
Aber in jedem Fall basiert das Solarmodulsystem auf der Funktion eines Hauptelements - eines Moduls, das direkt Sonnenenergie empfängt. In der gängigsten Ausführung handelt es sich dabei um mono- oder polykristalline Siliziumwafer, die im Kontext einem mehrschichtigen Kuchen ähneln. Dies ist die sogPhotovoltaikzellen, die eine präzise Positionierung von Atomen ermöglichen, die wiederum an Energieumwandlungsprozessen beteiligt sind.
Klassifizierung von Solarmodulen nach Solarzellentyp
Im Zuge der Weiterentwicklung der Technologien zur Herstellung von Platten zur Aufnahme von Sonnenenergie haben Spezialisten mit Materialien für ihre Herstellung experimentiert und die optimalen Lösungen ermittelt. Bisher werden Batterien dieses Typs aus folgenden Elementen hergestellt:
- Multikristalline Siliziumwafer. Die Struktur des Materials wird durch eine Gruppe von einkristallinen Siliziumgittern gebildet, was es ermöglicht, Energieverluste an den Rändern der Struktur zu kompensieren, wie dies bei einkristallinen Panels der Fall ist. Dadurch erreicht der Wirkungsgrad 15 % bei einer Gerätelebensdauer von bis zu 25 Jahren.
- Panels auf polykristallinem Silizium. Eine weitere Alternative zu einfachen monokristallinen Solarmodulen. Eine Batterie auf dieser Basis ist weniger produktiv, kostet aber viel weniger und bietet mehr Gest altungsmöglichkeiten für verschiedene Konstruktionsformen und deren Ausrichtung.
- Platten aus amorphem Silizium. Es ist auch eine Option mit geringem Stromverbrauch, aber es ist auch die günstigste. Für Verbraucher mit geringem Energiebedarf eine durchaus akzeptable Lösung.
- Cadmium-Tellurid-Geräte. Dieses Material wird häufig bei der Entwicklung von Film-Photovoltaikzellen verwendet, deren Halbleiterschicht mehrere Hundert Mikrometer dick ist. Cadmiumtellurid hat eine durchschnittliche Stromerzeugungsleistung, aber den Erzeugungsprozess selbstStrom ist in diesem Fall billiger als Standard-Silizium-Panels.
- Batterien auf Basis von CIGS-Halbleitern. In diesem Fall wird eine Kombination mehrerer Materialien verwendet - Gallium, Selen, Indium und Kupfer. Es verwendet auch einen Filmformfaktor, jedoch mit höherer Leistung als Cadmium-Tellurid-Pendants.
Wie das Gerät funktioniert
Nach Erh alt der Solarenergie kann der weitere Verlauf des Anlagenbetriebs je nach konstruktiver Lösung nach unterschiedlichen Schemata erfolgen. Es gibt hauptsächlich zwei Möglichkeiten, das Gerät zu verwenden:
- Der erzeugte Strom wird im angeschlossenen Akkupack gespeichert und parallel von den Verbrauchern verbraucht.
- Auf dem Weg vom Panel zum Akkupack ist ein Wechselrichter verbaut, der den Energieverbrauch regelt. Ein ähnliches Schema wird in Fällen verwendet, in denen das Solarbatteriemodul als Hilfsenergiequelle fungiert, die nur einen Teil des Strombedarfs des Verbrauchers deckt.
In beiden Fällen muss ein Stromkreis mit der Möglichkeit zur Einführung von Solarfotozellen organisiert werden. Die Verbindungskonfiguration kann entweder seriell oder parallel sein. Die durchschnittliche Eingangsspannung kann in Bezug auf Haush altssysteme 180-354 V betragen. Die Belastung beträgt in diesem Fall 5 A.
Implementierung des Managementsystems
Die aktive Entwicklung von Solarbatterien fand während der Zeit der weit verbreiteten Einführung von Steuermikrocontrollern in Komplexen stattHerstellungsprozesse. Derzeit werden solche Geräte auch zur Automatisierung verschiedener Vorgänge im häuslichen Bereich verwendet - es genügt, die Alarmsysteme und die Mechanik der Garagentorsteuerung zu erwähnen.
In Bezug auf Solarmodule werden Steuerungen mit kapazitiven Sensoren verwendet, die es ermöglichen, nicht nur die Betriebsparameter von Funktionskomponenten zu überwachen, sondern auch den Prozess des Ladens von Solarmodulbatterien zu steuern. Steuerungen der Grundstufe überwachen Leistungssch alter, Varistoren und Sicherungen, können aber auch an Prozessen zur Parameteränderung der gleichstromversorgenden Endverbraucher teilnehmen.
Tipps zur Verwendung von Panels
Beim Kauf einer Solarbatterie ist es ratsam, eine umfassende Prüfung aller ihrer Komponenten und insbesondere der Fotozellen durchzuführen, da der kleinste Schaden oder Fabrikationsfehler die Leistung des gesamten Systems radikal beeinträchtigen kann. Auch während des Installationsprozesses sollte äußerste Sorgf alt w alten, da die Struktur zerbrechlich ist und ohne besonderen Schutz beschädigt werden kann.
Die Montage einer Panel-Solarbatterie erfolgt auf einer speziell vorbereiteten Unterlage mit einem Niedervolt-Lötkolben. Wichtig ist, dass der vordere Teil auf keinen Fall von Bäumen und anderen hohen Gegenständen verdeckt wird. Zur Steuerung ist ein spezieller Schrank mit Automatisierungs- und Funktionsblöcken vorgesehen. Von dort bis zum Dach, auf dem das Panel installiert ist, sollte eine isolierte Kommunikationsstromversorgungsstrecke verlegt werden.
Wie man machtSelbstgebautes Solarpanel?
Das am besten geeignete hausgemachte Schema besteht aus einem Holzrahmen und Plexiglaselementen. Als Basis der Platte kann eine Spanplatte verwendet werden, deren Kanten in Form von Seiten mit einer 1-3 cm dicken Stange geformt sind, auf deren Oberfläche Fragmente aus kleinem Plexiglas gelegt und gemäß dem auf Klebstoff fixiert werden Wabenprinzip. Dann kann die Struktur mit massivem Glas verschlossen und entlang der Konturen der Seiten fest fixiert werden.
Das Solarpanel sollte auch installiert werden. Mit Ihren eigenen Händen geschieht dies auf einer tragenden Metallbasis mit der Möglichkeit, sich zu drehen. Dafür können Sie eine Rahmenbasis mit einem Antriebsmechanismus zum Drehen im gewünschten Bereich vorbereiten. Dabei ist auch die Belastung der Dacheindeckung zu berücksichtigen. Es ist wünschenswert, dass die tragende Basis des Paneels direkt durch das Dach mit dem Sparrensystem verbunden ist. In der Endphase ist es notwendig, das Panel über Leiter mit einer Batterie der erforderlichen Leistung zu verbinden und gegebenenfalls einen Wechselrichter in das Stromnetz einzuführen, um die Eingangsspannung umzuwandeln.
Die Vorteile von Sonnenkollektoren
Stromerzeugungstechnologien, die auf den Prinzipien der Solarenergieumwandlung basieren, bieten dem Endverbraucher trotz einer Reihe von Betriebsschwierigkeiten viele Vorteile. Vor allem das einfachste einkristalline 100-W-Solarpanel kann einen 12-V-Akkupack kostenlos aufladen, aber auch solche Elemente gehören nach und nach der Vergangenheit an und werden durch leistungsstarke ersetztGeneratoren, die das Stromsystem des Hauses versorgen können und nur Wartungskosten erfordern. Gleichzeitig können wir über die Umweltfreundlichkeit der Stromquelle und die Autonomie sprechen.
Perspektiven der Technologieentwicklung
Ein grundlegend wichtiger Schritt in der Entwicklung des Solarenergiesystems war das Aufkommen alternativer Stromquellen mit Spannungen bis zu 220 V. Bisher sind solche Systeme noch in der Konzeptionsphase, aber in Zukunft Gegenstand bis hin zur Optimierung der Prozesse zur Gewinnung von Ausgangsenergie werden sie in das Segment der Massenproduktion eintreten.
Die Hauptschwierigkeiten, mit denen die Designer konfrontiert sind, sind die gleichmäßige Akkumulation des Energiepotentials und die Reduzierung der Faktoren der Abhängigkeit der Generatoren von äußeren Bedingungen. Zum Beispiel ist die geringe Effizienz von Solarmodulen für ein Haus auf dem Niveau von 15-20% größtenteils auf die Faktoren des bedingt schlechten Wetters zurückzuführen, wenn die Energieversorgung minimiert wird.
Schlussfolgerung
Wenn es zu früh ist, über die integrierte Energieversorgung eines Privathauses mit Solarenergie zu sprechen, dann ist es durchaus realistisch, den individuellen Bedarf zum Laden von Geräten mit geringer Leistung oder zum Erh alt der Effizienz von Beleuchtungsgeräten damit zu decken. Darüber hinaus beteiligen sich russische Hersteller aktiv an der Entwicklung dieses Bereichs und bieten ihre Produkte in akzeptabler Qualität an.
Einige Unternehmen bauen Solarmodule aus chinesischen Modulen zu niedrigen Kosten auf dem Niveau von 3-5 Tausend Rubel zusammen, aber es erscheinen auch ganz eigene Entwicklungen. An die Führer des heimischen Marktes in diesemNische kann den Unternehmen "Quantum", Hevel Solar und "Solnechny Veter" zugeschrieben werden. Die Einrichtungen dieser Unternehmen produzieren nicht nur Low-Power-Systeme, sondern auch effektive Lösungen für den industriellen Betrieb.
