СТРОИТЕЛЬСТВО И РЕМОНТ

Разной сложности на любой вкус!

Ремонт квартир » Как устроены и работают солнечные батареи

Как устроены и работают солнечные батареи

В современных условиях каждый пытается найти для себя выгодный источник электроэнергии, в данном случае мы рассмотрим независимый источник на солнечных батареях или фотоэлектрических панелях. Несмотря на достаточно высокую стоимость оборудования, компенсация и окупаемость сравнительно быстрые, а в итоге Вы сможете получать бесплатную электроэнергию.

Немаловажным аспектом является экологичность данных источников, что предоставляет достаточно перспективные пути их развития.

Классический вид этого источника энергии представляет собой совокупность следующих составляющих элементов: генератор постоянного тока – солнечную батарею, аккумулятор с контролем заряда, инвертор, преобразующий постоянный ток в переменный.

Солнечная батарея состоит из ряда фотоэлектрических преобразователей, цель которых превратить (преобразовать) солнечную энергию в электрическую. Солнечные элементы производятся из кремния, достаточно дорогого по себестоимости материала, что и объясняет высокую стоимость солнечных панелей. Наиболее распространенными являются 2 типа фотоэлектрических преобразователей: из монокристаллического и поликристаллического кремния. Они отличаются по технологии производства и по КПД (незначительно) – 17,5% и 15% соответственно.

Важнейшим техническим параметром, который определяет характеристики солнечной батареи, является мощность. Она определяется напряжением и выходным током. Эти параметры зависимы от интенсивности солнечного света, который попадает на батарею. Если освещенная солнцем батарея замкнута на нагрузку с сопротивлением Rн, то в цепи появляется электрический ток I, величина которого определяется качеством фотоэлектрического преобразователя, интенсивностью освещения и сопротивлением нагрузки. Мощность Pн, которая выделяется в нагрузке определяется произведением Pн = IнUн, где Uн напряжение на зажимах батареи.

Солнечная батарея состоит из солнечных элементов, которые могут быть соединены последовательно или параллельно, в зависимости от того, какие выходные параметры необходимо получить (напряжение, мощность и ток). При параллельном соединении увеличивается выходной ток, а при последовательном – выходное напряжение. Чтоб увеличить и ток, и напряжением, подключения (последовательное и параллельное) комбинируют. Дополнительным преимуществом такого соединения является то, что при выходе из строя одного солнечного элемента вся солнечная батарея функционирует корректно без сбоев.

Элементы солнечной батареи шунтируют диодами, которые предохраняют от выхода из строя части батареи, на которую временно не попадает солнечный счет, и она осталась затемненной. При этом батарея временно генерирует на 25% меньше энергии, чем при ситуации с полным освещением всей поверхности. Отсутствие диодов будет приводить к перегреванию солнечных элементов и быстрому выходу их из строя как результат, поскольку на время затемнения они превращаются в потребителей тока, а при использовании диодов через них ток не идет. Получаемая электрическая энергия сначала накапливается в аккумуляторе, а потом передается в нагрузку. Заряд аккумулятора происходит тогда, когда к нему приложен потенциал, который больше напряжения аккумулятора. Для зарядки свинцового аккумулятора 12В необходима солнечная батарея, состоящая из 36 элементов.

Если солнечное освещение слабое, то заряд аккумулятора уменьшается, а батарея отдает электрическую энергию. Аккумуляторные батареи все время работают в режиме разряда-подзаряда. Наиболее эффективны гелевые и свинцовые батареи, изготовленные по AGM-технологии. Их срок службы 10-12 лет при разряде не более 20%.

Аккумулятор подсоединяется к солнечной батарее через контроллер, который контролирует ее заряд. При заряде батареи на полную мощность к солнечной батарее подключается резистор, который поглощает избыточную мощность.

Для того чтоб преобразовать постоянное напряжение от аккумулятора в переменное напряжение, которым можно использовать для питания большинства электроприемников совместно с солнечной батарей, можно использовать специальные устройства – инверторы.

Без использования инвертора от солнечной батареи можно питать электроприемники, работающие на постоянном напряжении, в т.ч. различную портативную технику, энергосберегающие источники света, например, те же светодиодные лампы.