Как функционира слънчевата батерия?

Устройството на слънчевата батерия е няколко фотоелектрически преобразуватели, чието действие е да превърнат слънчевата енергия в електричество.

Схема за свързване на слънчевата електро инсталация.

Инсталирането на такъв източник на електроенергия е достойна алтернатива на традиционния и позволява значителни икономии при придобиването на енергийни ресурси.

Съвременните технически възможности позволяват на почти всички да инсталират фотоволтаични панели или слънчеви панели. Първо трябва да разберете как работи слънчевата батерия.

Такова оборудване е доста скъпо, но в бъдеще ще можете да получавате безплатно електричество, което плаща за разходите си. Освен това през последните години разходите за слънчеви батерии са намалели значително. Безспорно предимство на слънчевата батерия е, че такъв източник на енергия е екологичен.

Слънчева батерия

Схемата на слънчевите клетки.

Това устройство се състои от следните елементи:

• генератор на постоянен ток (директно слънчева батерия);
• батерия, оборудвана с устройство за управление на зареждането;
• инвертор, който преобразува постоянен ток в променлив ток.

На свой ред, слънчевата батерия се състои от фотоелектрически преобразуватели. Повечето елементи от устройството са изработени от силиций, който е много скъп материал.

Има 2 вида елементи като фотоелектрически преобразуватели: изработени от силициев монокристал и поликристален силиций. Принципът на действие на тези два вида устройства е еднакъв, тяхната разлика е по начина, по който те се произвеждат и каква е ефективността: първият изглед - до 17,5, вторият - до 15.

Основната техническа характеристика на слънчевата батерия е нейната полезна мощност. Този параметър определя икономията и рентабилността на инсталацията. Полезна мощност се определя въз основа на напрежението и изходния ток, а тези данни на свой ред зависят от това колко интензивна слънчева светлина се получава от батерията. Естествено, през зимата интензивността на слънчевата светлина е по-малка, т.е. полезната мощност на батерията намалява през зимата.

Магнитудът на изходния ток се определя не само от интензивността на слънчевата радиация, която попада върху фотоелектрическите елементи, но и от размерите на тези елементи. При облачно време такива показатели като изходна мощност и ток на зареждане са рязко намалени, намалението на тези показатели се дължи на намаляването на изходния ток.

Диаграма на елементите на слънчевите елементи.

Ако батерията е затворена за някакво съпротивление, тогава в такава електрическа верига се появява ток. Стойността му зависи от качеството на фотоелектричния преобразувател, интензивността на излъчване и съпротивлението при натоварване. Захранването, чието освобождаване се намира в товара, ще бъде равно на произведението от големината на тока от количеството на напрежението, което се произвежда в терминалите на акумулатора.

Максималната стойност на освободената мощност в товара достига така наречената оптимална стойност на съпротивлението. Оптималното съпротивление е съпротивлението, съответстващо на максималната ефективност на преобразуване на енергията на слънчевата светлина в електрическа енергия. Всяко устройство има оптимално съпротивление, чиято стойност зависи от качеството на клетките на акумулаторите, от техния размер и интензивност на осветяване.

Устройството на акумулатора включва отделни елементи, които трябва да бъдат свързани последователно и успоредно, което ще подобри изходните параметри (мощност, напрежение и ток). Серийното свързване ще увеличи изходното напрежение и паралелно изходящия ток. Като правило, комбинираният метод на свързващите елементи се използва на практика, след което стойностите на тока и напрежението се увеличават. Предимството на комбинирания метод на свързване също е, че то позволява да се увеличи надеждността на цялото устройство, тъй като в този случай отказът на един елемент няма да доведе до пълното му разпадане.

За да се гарантира надеждността на соларната батерия, нейните елементи трябва да бъдат преместени от диоди. Всеки елемент се премества с 4 диода. Диодите предотвратяват счупването на онези части от батерията, които за известно време се оказват потъмнени. В тази ситуация радиаторът генерира изходна мощност, която е една четвърт от обичайната мощност. Ако диодите не са налице, слънчевите клетки ще се провалят поради прегряване, тъй като по време на потъмняване те консумират ток. Благодарение на диодите токът през тях няма да мине. Необходимо е да се използват диоди с ниско съпротивление, които намаляват спада на напрежението. Оптимално за този диод на Schottky.

Избор на батерии

Схемата на слънчевия радиатор.

Радиаторът доставя електричество на акумулатора, където се натрупва и се подава към товара според нуждите. Броят на клетките на батериите се определя от вида на батерията. Това се дължи на факта, че зареждането на акумулатора е възможно само ако потенциалът е приложен към него, напрежението на акумулатора е по-високо. Това е броят на елементите, които определят кое работно напрежение се прилага към батерията. Радиаторът на акумулатора работи по такъв начин, че в него непрекъснато се извършват процеси на зареждане и зареждане. Този принцип на работа изисква наличието на специално устройство за наблюдение, което да превключва на по-голяма или по-малка скорост на зареждане в зависимост от това кой капацитет на акумулатора е пълен.

https://youtube.com/embed/i58TB5kM73c

Най-ефективни са специализираните акумулатори - гел и олово. Последните се произвеждат чрез AGM технология, а в първата се използва сярна киселина като електролит. Такива батерии не изискват специална поддръжка и инсталирането им няма да Ви създаде много проблеми. Периодът на тяхната експлоатация е 10-12 години, при условие, че таксата им няма да намалее под 20, в противен случай техният експлоатационен живот ще бъде значително намален. Ако зареждането на акумулатора достигне 100, влиза в действие резистор, който поглъща излишната мощност.

Оптимизиране на ефективността на радиатора

Заедно с по-слънчева батерия е удобно да се използва специално устройство - инвертор, чийто принцип на действие е да се превърне DC напрежение посредством батерията на AC, която се използва за захранване на множество консуматори на енергия. Отхвърлянето на инвертора ще доведе до това, че от енергията, получена от слънчевия радиатор, ще можете да захранвате само електрически приемници, които могат да работят при постоянно напрежение.

https://youtube.com/embed/kzX1ua07jZI

Оптимизирайте соларната батерия, която ще ви помогне да завъртите устройството, което ще промени позицията на повърхността на слънчевите клетки така, че радиаторът да получи максималния брой емисии. Ротационното устройство може да бъде от един от двата вида: програмирано за известно време или да реагира на светлинен източник.

И двата вида имат своите заслуги и недостатъци. Принципът на първия тип е, че радиаторът върти определен ъгъл след определен период от време. Недостатък на този механизъм е, че през зимата и през лятото в същото време, слънцето ще се намира в различни точки, така че по различно време на годината, фотоволтаични клетки ще имат една и съща позиция в едно и също време.

Въртящото устройство от втория тип работи независимо, реагира на източника на светлина и разгръща радиатора към него. Този механизъм обаче може да превърне радиатора не в посока към слънцето, а към друг източник на светлина. Например, на повърхността, отразяваща слънчевата светлина.

https://youtube.com/embed/dIAdpAiiRgM

По този начин, за да си осигурим алтернативен източник на електрическа енергия, която освен това ще бъде абсолютно безплатна, е за всеки. Въпреки, че слънчевата батерия - не е евтино удоволствие, той плаща за себе си доста бързо, особено като се има предвид, че елементите за слънчевата батерия постоянно стават по-евтини през последните години, и електрическата разходите за ресурси, постоянно нараства.