Les possibilitats de canviar a fonts d'energia alternatives han estat considerades i implementades parcialment per empreses interessades que representen la indústria energètica durant diverses dècades. Els elevats costos d'introduir nous sistemes de subministrament d'energia encara no han permès que moltes àrees d'aquesta indústria es desenvolupin amb èxit, però també hi ha excepcions, que inclouen els generadors d'energia solar.
En diverses variacions, aquestes fonts d'alimentació s'utilitzen en àrees especialitzades i en els darrers anys han trobat el seu lloc en el subministrament elèctric privat. El format òptim per a la implementació tècnica d'una bateria solar és un panell sobre cèl·lules fotoelectròniques, que no ocupa gaire espai, però que alhora subministra al consumidor una certa quantitat d'energia.
Visió general de la tecnologia
Es poden utilitzar una varietat de fenòmens naturals com a font d'energia, des del vent fins al flux d'aigua. Per descomptat, iL'energia del Sol, com a font natural de llum i calor, no pot deixar de ser considerada com un recurs per a la conversió en electricitat ordinària. Per cert, la il·luminació energètica en un dia clar pot arribar als 1020 W/m2, i aquest és un potencial tangible que pot trobar una aplicació pràctica. Només queda implementar tecnològicament el procés de conversió i lliurament d'energia. Per a això s'utilitzen els panells solars.
Mòduls d'aquest tipus realitzen de manera integral les tasques d'obtenció, estabilització i acumulació de la llum solar. En les següents etapes es resolen les tasques de la seva transformació, acumulació i distribució entre els consumidors. Fins ara, les principals tasques de l'energia solar no es troben tant en l'organització tècnica i estructural dels processos anteriors, sinó en l'optimització de la tecnologia per tal d'augmentar el rendiment dels seus productes.
Disseny del tauler
En un sentit general, aquest dispositiu és un receptor i acumulador d'energia solar. No obstant això, el seu manteniment utilitza tot un grup de components, incloent bateries, convertidors elèctrics, fusibles, reguladors de potència, mecànics per controlar la posició del panell, etc.
Però en cada cas, el sistema de panells solars es basa en la funció d'un element principal: un mòdul que rep directament l'energia solar. En la versió més habitual, es tracta d'hòsties de silici mono o policristalins, que en el context s'assemblen a un pastís multicapa. Això és l'anomenatcèl·lules fotovoltaiques que proporcionen un posicionament precís dels àtoms, que, al seu torn, participen en processos de conversió d'energia.
Classificació de plaques solars per tipus de cèl·lules solars
A mesura que han anat evolucionant les tecnologies de fabricació de plaques per rebre energia solar, els especialistes han experimentat amb materials per a la seva fabricació, determinant les solucions òptimes. Fins ara, les bateries d'aquest tipus es fabriquen amb els elements següents:
- Hòsties multicristal·lines de silicona. L'estructura del material està formada per un grup de reixes de silici monocristalin, que permet compensar les pèrdues d'energia a les vores de l'estructura, com és el cas dels panells monocristallins. Com a resultat, l'eficiència arriba al 15% amb una vida útil del dispositiu de fins a 25 anys.
- Panells sobre silici policristalí. Una altra alternativa als simples panells solars monocristal·lins. Una bateria sobre aquesta base és menys productiva, però costa molt menys i ofereix més oportunitats per dissenyar diverses formes de construcció i la seva orientació.
- Panells de silici amorf. També és una opció de baixa potència, però també és la més assequible. Per als consumidors amb necessitats energètiques baixes, una solució perfectament acceptable.
- Dispositius de telurur de cadmi. Aquest material s'utilitza àmpliament en el desenvolupament de cèl·lules fotovoltaiques de pel·lícula, el gruix de la capa de semiconductors és de centenars de micròmetres. El telurur de cadmi té un rendiment mitjà de generació d'energia, però el procés de generació en sil'electricitat en aquest cas serà més barata que els panells de silici estàndard.
- Bateries basades en semiconductors CIGS. En aquest cas, s'utilitza una combinació de diversos materials: gal·li, seleni, indi i coure. També utilitza un factor de forma de pel·lícula, però amb un rendiment més elevat que els seus homòlegs de telurur de cadmi.
Com funciona el dispositiu
Després de rebre energia solar, el curs posterior de l'operació del sistema es pot produir segons diferents esquemes, depenent de la solució de disseny. Hi ha principalment dues maneres d'utilitzar l'equip:
- L'electricitat generada s'emmagatzema a la bateria connectada i es consumeix en paral·lel pels consumidors.
- En el camí del panell a la bateria s'instal·la un inversor que regula el consum d'energia. Un esquema similar s'utilitza en els casos en què el panell solar de la bateria actua com a font d'energia auxiliar que cobreix només una part de les necessitats d'electricitat del consumidor.
En tots dos casos s'ha d'organitzar un circuit elèctric amb possibilitat d'introduir fotocèl·lules solars. La configuració de connexió pot ser en sèrie o en paral·lel. La tensió d'entrada mitjana pot ser de 180-354 V en relació als sistemes domèstics. La càrrega en aquest cas és de 5 A.
Implementació del sistema de gestió
El desenvolupament actiu de les bateries solars va tenir lloc durant el període d'introducció generalitzada de microcontroladors de control en complexosprocessos de producció. De moment, aquests dispositius també s'utilitzen per automatitzar diverses operacions a l'àmbit domèstic; n'hi ha prou amb tenir en compte els sistemes d'alarma i la mecànica de control de la porta del garatge.
Pel que fa a les plaques solars, s'utilitzen controladors amb sensors capacitius, que permeten no només controlar els paràmetres de funcionament dels components funcionals, sinó també controlar el procés de càrrega de les bateries dels panells solars. Els controladors de nivell bàsic supervisen els interruptors, varistors i fusibles, però també poden participar en els processos de canvi dels paràmetres dels consumidors finals de subministrament de corrent continu.
Consells per utilitzar els panells
A l'hora d'adquirir una bateria solar, s'aconsella fer una auditoria integral de tots els seus components, i especialment de les fotocèl·lules, ja que el més mínim desperfecte o defecte de fàbrica pot afectar radicalment el rendiment de tot el sistema. A més, durant el procés d'instal·lació s'ha de tenir la màxima cura, ja que l'estructura és fràgil i es pot danyar sense protecció especial.
El muntatge d'una bateria solar tipus panell es realitza sobre una base especialment preparada amb un soldador de baixa tensió. És important que la part davantera, en qualsevol cas, no estigui enfosquida per arbres i altres objectes alts. Per al control, es proporciona un armari especial amb automatització i blocs funcionals. Des d'ell fins al sostre on s'instal·la el panell, s'hauria d'establir una ruta d'alimentació de comunicació aïllada.
Com fer-hoPanell solar de bricolatge?
L'esquema casolà més adequat és un marc de fusta i elements de plexiglàs. Es pot utilitzar un aglomerat com a base del panell, les vores del qual en forma de costats es formen amb una barra d'1-3 cm de gruix. Els fragments de plexiglàs de mida petita es col·loquen a la superfície i es fixen amb cola segons el principi de bresca. A continuació, l'estructura es pot tancar amb un vidre massís, fixant-la fermament al llarg dels contorns dels costats.
El panell solar també s'ha d'instal·lar. Amb les vostres pròpies mans, això es fa sobre una base metàl·lica de suport amb la capacitat de girar. Per a això, podeu preparar una base de marc amb un mecanisme d'accionament per girar en el rang desitjat. En aquest cas, també s'ha de tenir en compte la càrrega sobre la coberta del sostre. És desitjable que la base de suport del panell estigui connectada directament a través del sostre al sistema de bigues. En l'etapa final, cal connectar el panell a través de conductors amb una bateria de la potència requerida i, si cal, introduir un inversor a la xarxa elèctrica per convertir la tensió d'entrada.
Els avantatges dels panells solars
Les tecnologies de generació d'electricitat basades en els principis de conversió d'energia solar proporcionen molts avantatges a l'usuari final, malgrat una sèrie de dificultats operatives. En particular, el panell solar de 100 W d'un sol cristall més senzill pot carregar una bateria de 12 V de forma gratuïta. Però fins i tot aquests elements s'estan convertint gradualment en una cosa del passat i s'estan substituint per potents.generadors capaços de donar servei al sistema elèctric de la llar, requerint només despeses de manteniment. Al mateix temps, podem parlar de la neteja ambiental de la font d'alimentació i l'autonomia.
Perspectives per al desenvolupament de la tecnologia
Un pas fonamentalment important en el desenvolupament del sistema d'energia solar va ser l'aparició de fonts d'energia alternatives amb tensions de fins a 220 V. Fins ara, aquests sistemes encara es troben en l'etapa de disseny conceptual, però en el futur, subjectes a l'optimització dels processos d'obtenció d'energia inicial, entraran en el segment de la producció en sèrie.
Les principals dificultats amb què s'enfronten els dissenyadors són l'acumulació uniforme del potencial energètic i la reducció dels factors de dependència dels generadors de les condicions externes. Per exemple, la baixa eficiència dels panells solars per a una casa al nivell del 15-20% es deu en gran part als factors del mal temps condicional, quan el subministrament d'energia es redueix al mínim.
Conclusió
Si és massa aviat per parlar del subministrament d'energia integrat d'una casa privada amb energia solar, és bastant realista cobrir les necessitats individuals de carregar dispositius de baixa potència o mantenir l'eficiència dels dispositius d'il·luminació per aquests mitjans. A més, els fabricants russos participen activament en el desenvolupament d'aquesta àrea, oferint els seus productes de qualitat acceptable.
Algunes empreses munten panells solars a partir de panells xinesos de baix cost a un nivell de 3-5 mil rubles, però també apareixen els seus propis desenvolupaments. Als líders del mercat nacional en aixòEl nínxol es pot atribuir a l'empresa "Quantum", Hevel Solar i "Solnechny Veter". Les instal·lacions d'aquestes empreses no només produeixen sistemes de baixa potència, sinó també solucions efectives per al funcionament industrial.
