Главная » Инженерные коммуникации » Как работают солнечные панели

Как работают солнечные панели

Сегодня на рынке существует несколько видов технологий сбора солнечной энергии, которые привлекают внимание домовладельцев, и основной из них это — фотогальванический (PV). Большинство промышленных или коммерческих солнечных энергетических установок используют отражающие зеркала для фокусировки лучей солнца на сверхтекучие жидкости, которые, в свою очередь, нагревают воду для приготовления пара для традиционных паровых турбин. Ячейки PV различны, потому что они непосредственно преобразуют энергию от солнца в электричество, не требуя генератора или каких-либо движущихся механических частей.

Ученые обнаружили процесс захвата солнечной энергии через фотогальванические ячейки в 1950-х годах. К концу 1960-х годов американская космическая программа оснастила спутники на орбите оборудованием с использованием солнечных технологий. Хотя производители разрабатывают много новых видов фотоэлементов, только два из них подходят для домашнего использования.

массив солнечных батарей

Кристаллические кремниевые солнечные элементы

Кремний, второй наиболее распространенный материал на Земле, обильно встречается в песке. Изготовленные кристаллы кремния нарезаны до 300 мкм (микрометр толщиной 1/100 000 м) и работаю они в качестве полупроводника для захвата солнечной энергии. Солнечная радиация (солнечный свет) приземляется на PV-ячейку, и, когда энергия поглощается, электроны освобождаются и накапливаются для дальнейшего потребления. Поток электронов — это основное электричество. Кремниевые фотоэлементы остаются доминирующим типом фотоэлементов на рынке, но требуют больше материалов и труда для производства, чем поликристаллические фотоэлементы.

 «Тонкопленочные» (поликристаллические) фотоэлементы

Тонкопленочные фотоэлементы используют либо альтернативу кремнию в качестве полупроводника, либо аморфный кремний. Тонкопленочные фотоэлементы имеют преимущество в том, что модули могут быть гибкими, большими и спроектированы для непосредственного покрытия строительных материалов, таких как черепица и сайдинг. Хотя тонкопленочные фотоэлементы генерируют меньше электричества, чем стандартные кристаллические кремниевые ячейки, они могут работать более эффективно при плохой погоде.

Выход фотоэлементов

Независимо от типа фотоэлемента, величина электрического выхода измеряется в ваттах. Каждая фотоэлементная ячейка может составлять всего 3 дюйма квадрата и генерировать только несколько ватт электроэнергии. Чтобы собрать полезное количество энергии, ячейки соединяются вместе для создания модулей, которые и называются «солнечными панелями». Ряд модулей, соединенных вместе, называется «массивом». Массив может иметь два или тысячи модулей, в зависимости от того сколько электроэнергии необходимо выработать.

Преобразование

Ячейки PV создают постоянный электрический ток, который необходимо преобразовать в переменный ток  для использования внутри дома. Преобразование происходит, когда ток проходит через инвертор. Вспомните об инверторе в качестве генератора переменного тока в вашем автомобиле, который потребляет энергию от генератора и преобразует его в полезное электричество.

Солнечная панель для хранения электроэнергии

Хранение электроэнергии, создаваемой PV-массивом, осуществляется путем запуска тока в банк батарей. Однако, несмотря на самые экстремальные и отдаленные районы, этот подход не является ни практичным, ни экономически эффективным для среднего домовладельца. Размер требуемого массива часто больше, чем может разместить дом, поэтому резервные генераторы почти всегда необходимы для поддержания равномерного потока электроэнергии в пасмурные и зимние месяцы.

Читайте также:

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *