Home » Misc » Принцип работы солнечной панели

Принцип работы солнечной панели


Как работают солнечные батареи

В рамках международных программ по устойчивому развитию и глобального «озеленения» специалисты ищут альтернативные источники энергии. Одним из таких решений являются солнечные батареи, которые все чаще используются в новых домах — в том числе в России. Т&Р рассказывают, как рассчитать необходимую для солнечных батарей энергию, и объясняют, почему их нельзя считать полностью экологичными.

Устройство солнечных батарей

Согласно данным Statista, мировая мощность солнечных батарей выросла с 5 гигаватт в 2005 году до 509,3 гигаватта к 2018 году. В одной только Германии совокупное количество солнечных батарей достигло 42,4 гигаватта. Эта технология остается одним из наиболее финансируемых возобновляемых источников, а стоимость рынка солнечной энергии продолжает расти.

Система с солнечными батареями может полностью обеспечивать электроэнергией средний дом в течение нескольких часов, если он подключен к сети. Даже если электричество отключить, батареи продолжат работу.

Система накопления солнечной энергии состоит из четырех основных частей:

Солнечные панели — они обеспечивают электричеством систему при достаточном солнечном свете.

Контроллеры заряда солнечных батарей — управляют мощностью, поступающей в батареи, и предотвращают обратный ток, который истощает батареи, когда солнце не светит.

Батареи — запасают энергию постоянного тока от солнечных панелей для последующего использования в доме.

Инвертор — преобразует мощность постоянного тока от солнечных панелей или батарей в мощность переменного тока для дома.

Две кремниевые пластины покрыты разными веществами (бор и фосфор). На пластинке с фосфором образуются свободные электроны. Они начинают двигаться под воздействием солнечного света. Образуется электрический ток, который впоследствии направляется в сами батареи, где и накапливается солнечная энергия.

Чем больше панель, тем больше энергии вы можете собрать. Иногда собирается больше энергии, чем необходимо, поэтому на более крупных панелях устанавливается стабилизатор напряжения для управления потоком энергии и предотвращения повреждения батареи. При выборе солнечной батареи нужно знать, сколько энергии она может хранить. Затем вы можете выбрать солнечную панель, которая может пополнить ваш запас энергии в батарее с учетом того, как часто вы пользуетесь какой-то техникой.

Как рассчитать солнечную энергию

Теоретически, чтобы рассчитать энергию солнечной батареи, нужно умножить ватты (солнечной панели) на количество часов нахождения на солнце. Например, если телевизор мощностью 20 Вт будет включен в течение двух часов, его батарея потребует 20×2 = 40 Вт в день.

На практике этот способ не работает, так как есть множество внешних факторов, таких как сезонные различия, климатические и так далее.

Британская организация Solar Technology International приводит пример: в средний зимний день в Великобритании период солнечного света составляет всего один час, в летние дни — около шести часов солнечного света. Таким образом, зимой 10-ваттная панель будет обеспечивать 10-ваттную энергию обратно в батарею (10 Вт x 1 = 10 Вт). А летом 10-ваттная панель будет обеспечивать 60-ваттную энергию обратно в вашу батарею (10 Вт x 6 = 60 Вт).

Солнечные батареи — это экологично?

Для изготовления солнечных панелей требуются едкие химические вещества, такие как гидроксид натрия и плавиковая кислота, а в процессе используется вода, а также электричество, при производстве которых выделяются парниковые газы.

Согласно данным National Geographic, в Китае производитель панелей Jinko Solar столкнулся с протестами, на него подали в суд, так как один из его заводов в восточной провинции Чжэцзян сбрасывал токсичные отходы в близлежащую реку.

Кроме того, до сих пор не решена проблема с переработкой солнечных батарей. Бен Сантаррис, директор по стратегическим вопросам SolarWorld, сказал, что его компания прикладывает усилия по переработке панелей, но результата пока нет. По словам Дастина Малвани, доцента экологических исследований в Государственном университете Сан-Хосе, переработка крайне важна из-за материалов, используемых для изготовления панелей, так как при попадании в мусорку они становятся опасны для окружающей среды. По данным Toshiba Energy Systems & Solutions Corporation, на переработку солнечных панелей, выпущенных за все время в Японии, потребуется не менее 19 лет.

Любовь Карась

Теги

#батареи

#альтернативные источники энергии

#солнечная энергия

#энергия

Принцип работы солнечной батареи — как работает солнечная панель?

Если раньше люди были зависимы от централизованного энергоснабжения, то сейчас у всех есть хорошая альтернатива – солнечные батареи. Такое оборудование идеально для установки в частных домах, дачах, на промышленных объектах. Электростанции стали доступнее по цене и разнообразнее по видам и мощности. В этой публикации мы детальнее рассмотрим принцип работы солнечной батареи, ее виды и преимущества использования в быту и на производстве.

Человечество уже давно задумывалось об использовании неиссякаемой энергии солнца. Первые попытки предпринимались еще в двадцатом веке. Тогда была разработана концепция термальной электростанции. Однако на практике она показывала очень низкую эффективность, ведь концепция подразумевала трансформацию энергии солнца. Проанализировав первую неудачу, ученые пришли к выводу, что необходимо использовать солнечные лучи напрямую. Такой принцип был открыт в 1839 году. Его основал Александр Беккерель. Однако до появления первых полупроводников прошло немало лет. Они были изобретены лишь в 1873 году. Этот год можно назвать началом работы над современными прототипами электростанций.

Если говорить о том, из чего состоит солнечная батарея, то изначально стоит упомянуть фотоэлементы. Их можно назвать маленькими генераторами. Именно они выполняют основную функцию – собирают энергию солнца. Сегодня есть несколько видов солнечных панелей, о которых будет рассказано в следующем разделе. Однако, независимо от вида, современная панель представляет собой основу определенного размера, на которой размещаются вышеупомянутые фотоэлементы. Эти элементы очень хрупкие, поэтому они дополнительно защищаются стеклом и полимерной подложкой.

Однако солнечные панели – это лишь часть всей электростанции. Также в нее входят другие элементы:

  1. Аккумуляторная батарея.
  2. Контролер заряда.
  3. Инвертор.
  4. Стабилизатор.

Каждый из перечисленных устройств выполняет свою функцию. Аккумулятор – накапливает и хранит добытую энергию, контролер – контролирует мощность, подключает и отключает батарею, анализируя уровень заряда. Инвертор называют еще преобразователем. Это оборудование превращает прямой ток в переменный. Благодаря ему электричество можно использовать для бытовых целей. Последней составляющей электростанции является стабилизатор. Он защищает всю систему от скачков напряжения.

Какие виды солнечных батарей существуют?

Есть несколько классификационных признаков, по которым все солнечные панели делятся на разные виды:

  1. Тип устройств.
  2. Материал изготовления фотоэлектрического слоя.

По типу устройства выделяют два вида: гибкие и жесткие. Первый тип отличается своей пластичностью. Такую панель можно легко скрутить в трубочку, ничего не повредив. Твердая панель не меняет своей формы. По материалу изготовления есть три вида: аморфные, поликристаллические, монокристаллические.

Аморфные батареи могут быть гибкими. Они непривередливы к месту установки, но КПД такого устройства очень низкий. Он составляет не более шести процентов. Поликристаллические изделия отличаются низкой ценой. Однако они более эффективны в пасмурную погоду. В очень жаркую погоду их выработка снижается чуть больше чем у монокристаллических модулей.

Если необходим максимальный эффект от электростанции, то следует отдавать предпочтение панелям с монокристаллическими элементами. Уровень их КПД достигает двадцати пяти процентов. Монокристаллические панели являются более дорогими, так как монокристаллический кремний при производстве требует больших энерго и временных затрат.

Сфера применения солнечных батарей

С разработкой новых технологий и развитием концепции питания от солнечной энергии сфера применения панелей стала довольно широкой. Раньше такие устройства обычно устанавливались на небольших частных домах или дачах. Они применялись исключительно в бытовых нуждах, так как потребляемая мощность была минимальная. Сейчас же есть мощнейшие электростанции, показывающие высокую эффективность работы. По этой причине сфера применения панелей стала больше.

Интересный факт! Энергии, которую выделает Солнце за одну секунду, может хватить для обеспечения электричеством всего человечества на пятьсот тысяч лет.

Солнечные батареи стали активно применяться на промышленных и коммерческих объектах, позволяя значительно экономить на их энергоснабжении. Также панели устанавливают на сельскохозяйственных предприятиях, на фермах, военно-космических объектах. Менее мощные панели применяются для изготовления различных приспособлений для быта: фонариков, калькуляторов, зарядных устройств, др. Они служат источником энергии там, где нет возможности подключиться к центральной сети. Такие приспособления пользуются большим спросом у охотников, рыбаков, любителей походов.

Важно! Солнечные электростанции современного образца будут эффективны везде: как в доме, так и на большом промышленном объекте. Однако для этого они должны быть правильно подобраны по необходимой мощности. Расчет данного параметра должен осуществляться специалистом.

Как работает солнечная панель: принцип работы устройства простым языком

Если предстоит покупка солнечных батарей, то нужно обязательно ознакомиться не только с их устройством, но и с принципом работы. Итак, как работает солнечная панель? Несмотря на внешнюю простоту устройства, принцип работы такой электростанции довольно сложный. Он основан на фотоэлектрическом эффекте, который достигается при помощи фотоэлементов.

Солнечные панели собирают лучи. Они попадают на фотоэлектрический слой. Солнечный свет приводит к высвобождению электронов из двух слоев. На освободившиеся место из первого слоя встают электроны второго слоя. Происходит постоянное движение электронов, что приводит к естественному образованию напряжения на внешней цепи. В результате один из фотоэлектрических слоев приобретает отрицательный заряд, а второй – положительный.

Эти действия приводят в работу аккумулятор. Он начинает набирать и хранить заряд. При этом уровень заряда аккумулятора постоянно контролируется. Если он низкий, контролер включает в работу солнечную панель. В случае высокого заряда это же устройство панель отключает. Далее включается в работу инвертор. Он преобразовывает ток из постоянного в переменный. С его помощи на выходе электростанции появляется напряжение в 220 В. Это дает возможность подключать и питать от электростанции бытовые приборы.

Подключение солнечной панели

Эффективность и правильность работы солнечных батарей зависит не только от их вида, мощности, но и от установки и подключения. Должна быть разработана правильная схема подключения всех элементов электростанции и грамотно выбрано место для установки солнечных панелей. Такую работу можно доверять только профессионалам.

Не секрет, что выходное напряжение одной панели относительно невысокое. Обычно используются несколько батарей одновременно. Все панели должны подключаться параллельно-последовательным способом. Такой тип подключения позволяет обеспечивать максимальную эффективность работы оборудования.

Преимущества, недостатки панелей

Солнечные батареи стали дешевле, что сделало их доступнее для более широкого круга потребителей. Однако перед покупкой каждый человек должен детально ознакомиться с преимуществами и недостатками этого источниками энергоснабжения. Среди его неоспоримых достоинств стоит отметить следующие:

  • экологическая безопасность. В наше время экология – это одна из насущных проблем. Солнечные электростанции работают без вреда окружающей среде. Они не выделяют при работе вредных веществ;
  • быстрая окупаемость. Стоимость электричества, как для бытовых пользователей, так и для предприятий, постоянно растет. С установкой панелей удается полностью или частично перейти на альтернативный источник энергии, являющийся абсолютно бесплатным и доступным каждому. Благодаря этому, покупка и установка оборудования окупается за считанные годы работы;
  • легкость использования электростанции. Несмотря на сложное устройство и принцип работы, эксплуатировать станцию довольно просто. Главное – следить за исправностью ее составляющих и не экономить на обслуживании, которое требуется не так часто;
  • быстрая установка. Профессионалы монтируют все элементы станции буквально за несколько часов или дней (в зависимости от количества панелей, мощности, др.). Больше времени занимает подбор составляющих и покупка оборудования.

Недостатки у таких установок тоже имеются. Самый основной заключается в дороговизне оборудования. Однако не стоит забывать, что большой вклад при покупке быстро окупится многолетним бесплатным использованием энергии солнца. Вторым серьёзным недостатком солнечных панелей является их зависимость от внешних факторов. Эффективность их работы зависит от погоды, температурных условий, положения по отношению к Солнцу, от чистоты поверхности.

Как достичь максимальной эффективности работы батарей?

Солнечную электростанцию имеет смысл ставить только в регионах с длительным световым днем. Там, где день короткий, можно применять панели только в качестве дополнительного источника света, но не основного. Как уже было замечено, разные виды солнечных батарей имеют свой КПД. Чтобы добиться максимального эффекта, следует выбирать устройства с максимальной производительностью, несмотря на их дороговизну.

Большую роль будет играть правильность расчета мощности всей установки. Это позволит подобрать необходимый размер и количество панелей, мощность других комплектующих станции. Также залогом эффективной работы панелей является мощный аккумулятор. В системе должно быть два аккумулятора, особенно в зимнее время года. Второй аккумулятор позволит накапливать достаточно энергии для обеспечения электричеством объекта в короткие световые дни.

Нельзя забывать и о других факторах, которые влияют на работу станции. Панели должны быть расположены под правильным углом, их нужно обязательно держать в чистоте. В противном случае, КПД батарей будет значительно снижаться.

Как работает солнечная энергия? | Министерство энергетики

Перейти к основному содержанию

Количество солнечного света, падающего на поверхность земли за полтора часа, достаточно, чтобы справиться с потреблением энергии во всем мире в течение всего года. Солнечные технологии преобразуют солнечный свет в электрическую энергию либо с помощью фотоэлектрических (PV) панелей, либо с помощью зеркал, концентрирующих солнечное излучение. Эта энергия может быть использована для выработки электроэнергии или сохранена в батареях или тепловых накопителях.

Ниже вы можете найти ресурсы и информацию об основах солнечного излучения, фотоэлектрических и концентрирующих солнечно-тепловых технологиях, интеграции систем электросетей и неаппаратных аспектах (мягких затратах) солнечной энергии. Вы также можете узнать больше о том, как использовать солнечную энергию и отрасль солнечной энергетики. Кроме того, вы можете глубже погрузиться в солнечную энергию и узнать, как Управление технологий солнечной энергии Министерства энергетики США проводит инновационные исследования и разработки в этих областях.

Солнечная энергия 101

Солнечное излучение — это свет, также известный как электромагнитное излучение, испускаемый солнцем. В то время как каждое место на Земле получает некоторое количество солнечного света в течение года, количество солнечной радиации, достигающей любой точки на поверхности Земли, варьируется. Солнечные технологии улавливают это излучение и превращают его в полезные формы энергии.

Основы солнечного излучения

Узнать больше

Существует два основных типа технологий использования солнечной энергии: фотоэлектрические (PV) и концентрированная солнечно-тепловая энергия (CSP).

Основы фотоэлектричества

Вы, вероятно, больше всего знакомы с фотоэлектрическими элементами, которые используются в солнечных панелях. Когда солнце светит на солнечную панель, энергия солнечного света поглощается фотоэлементами в панели. Эта энергия создает электрические заряды, которые движутся в ответ на внутреннее электрическое поле в клетке, заставляя течь электричество.

Основы солнечной фотоэлектрической технологии Узнать больше

Основы проектирования солнечной фотоэлектрической системы Узнать больше

PV Cells 101: Учебник по солнечной фотоэлектрической ячейке Узнать больше

Солнечная производительность и эффективность Узнать больше

Основы концентрации солнечной и тепловой энергии

Системы концентрации солнечной тепловой энергии (CSP) используют зеркала для отражения и концентрации солнечного света на приемниках, которые собирают солнечную энергию и преобразуют ее в тепло, которое затем можно использовать для производить электроэнергию или хранить для последующего использования. Он используется в основном на очень больших электростанциях.

Основы концентрации солнечной и тепловой энергии Узнать больше

Система накопления тепла, концентрирующая солнечную и тепловую энергию. Основы Узнать больше

Система Power Tower, концентрирующая солнечную и тепловую энергию. Основы Узнать больше

Линейная концентраторная система, концентрирующая солнечную и тепловую энергию. Основы Узнать больше

Основы системной интеграции

Технология использования солнечной энергии не ограничивается выработкой электроэнергии с помощью фотоэлектрических систем или систем CSP. Эти системы солнечной энергии должны быть интегрированы в дома, предприятия и существующие электрические сети с различными сочетаниями традиционных и других возобновляемых источников энергии.

Основы интеграции солнечных систем Узнать больше

Солнечная интеграция: распределенные энергетические ресурсы и микросети Узнать больше

Солнечная интеграция: инверторы и основы сетевых услуг Узнать больше

Солнечная интеграция: основы солнечной энергии и хранения Узнать больше

Основы мягких затрат

На стоимость солнечной энергии также влияет ряд не связанных с оборудованием затрат, известных как мягкие затраты. Эти расходы включают в себя получение разрешений, финансирование и установку солнечных батарей, а также расходы, которые несут солнечные компании, чтобы привлечь новых клиентов, оплатить поставщикам и покрыть свою прибыль. Для систем солнечной энергии на крыше мягкие расходы составляют наибольшую долю общих затрат.

Основы расходов Solar Soft Узнать больше

Основы общественной солнечной энергетики Узнать больше

Соедините точки: инновации в жилищной солнечной энергии Узнать больше

Развитие солнечной рабочей силы Узнать больше

Going Solar Basics

Солнечная энергия может помочь снизить стоимость электроэнергии, внести свой вклад в отказоустойчивую электрическую сеть, создать рабочие места и стимулировать экономический рост, генерировать резервное электроснабжение в ночное время и при отключении электроэнергии в сочетании с хранилища и работают с одинаковой эффективностью как в малых, так и в больших масштабах.

Основы общественной солнечной энергетики Узнать больше

Руководство фермера по переходу на солнечную энергию Узнать больше

Руководство домовладельца по переходу на солнечную энергию Узнать больше

Потенциал солнечной крыши Узнать больше

Основы солнечной энергетики

Солнечные энергетические системы бывают разных форм и размеров. Жилые системы находятся на крышах по всей территории Соединенных Штатов, и предприятия также предпочитают устанавливать солнечные батареи. Коммунальные предприятия также строят большие солнечные электростанции, чтобы обеспечить энергией всех потребителей, подключенных к сети.

Ежеквартальное обновление солнечной промышленности Узнать больше

Ресурсы солнечной энергии для соискателей Узнать больше

Анализ затрат на солнечную технологию Узнать больше

историй успеха Узнайте больше

Погрузитесь глубже

Узнайте больше об инновационных исследованиях, которые Управление технологий солнечной энергии проводит в этих областях.

Фотогальваника

Концентрация солнечной и тепловой энергии

Системная интеграция

Мягкие расходы

Производство и конкурентоспособность

База данных исследований солнечной энергии

В дополнение к этой основной информации о солнечной энергии вы можете найти больше информационных ресурсов солнечной энергии здесь.

Как работают солнечные панели?

Солнечные панели используют солнечную энергию для выработки полезного электричества. На высоком уровне солнечные элементы поглощают падающий солнечный свет, чтобы генерировать электрический ток благодаря так называемому «фотогальваническому эффекту». Этот электрический ток улавливается пластинами и проводами и превращается в полезный энергетический ток, который направляется в ваш дом и электроприборы. В этой статье мы подробно расскажем, как солнечные панели производят возобновляемую энергию для вашего дома.


Основные выводы: как работают солнечные панели?

  • Солнечные панели работают благодаря фотогальваническому эффекту, когда солнечные лучи падают на панели из кремния, создавая электрический заряд.
  • Солнечные элементы обычно изготавливаются из кремния, который является полупроводником и может генерировать электричество за счет фотогальванического эффекта.
  • Солнечные инверторы преобразуют электроэнергию постоянного тока (DC), вырабатываемую солнечными батареями, в полезную электроэнергию переменного тока (AC).
  • Другие типы солнечных технологий включают горячее водоснабжение и концентрированную солнечную энергию — они оба используют солнечную энергию, но с помощью несколько иного механизма, чем фотогальваника.
  • Узнайте, сколько могут сэкономить солнечные панели, сравнив индивидуальные расценки на EnergySage Marketplace.

Что в этой статье?

  • Что такое солнечная энергия?
  • Как работают солнечные батареи?
  • Как солнечные батареи вырабатывают электричество для вашего дома
  • Другие солнечные технологии
  • Часто задаваемые вопросы

Что такое солнечная энергия?

Фотоны, которые достигают ваших солнечных батарей и генерируют электрический ток, исходят откуда-то — от солнца. Солнечная энергия создается постоянными реакциями ядерного синтеза, происходящими глубоко внутри Солнца. Ядерный синтез на Солнце происходит, когда протоны (которые, по сути, такие же, как атомы водорода) сталкиваются и сливаются при экстремальных температуре и давлении, образуя гелий. Этот процесс испускает огромное количество энергии (плюс больше протонов), и в ядре Солнца эта реакция происходит постоянно, производя более 500 миллионов тонн атомов водорода каждую секунду.

Результат? Ядро нашего Солнца (самая горячая часть) имеет температуру около 27 миллионов градусов по Фаренгейту и постоянно излучает огромное количество энергии в виде электромагнитного излучения (ЭМИ). ЭМИ существует во многих формах, и солнце производит все виды ЭМИ, переносимые на Землю в виде фотонов.

Наука о том, как работают солнечные батареи и солнечная энергия: солнечные элементы и фотогальванический эффект

В двух словах, солнечная панель работает, вырабатывая электричество, когда частицы солнечного света или фотонов выбивают электроны из атомов, приводя их в движение. Этот поток электронов представляет собой электричество, и солнечные панели предназначены для улавливания этого потока, превращая его в пригодный для использования электрический ток. Этот процесс называется фотогальваническим эффектом и является фундаментальным химическим и физическим процессом, лежащим в основе подавляющего большинства солнечных технологий.

Фотогальванический эффект: как это работает

Вся наука о выработке электроэнергии с помощью солнечных батарей сводится к фотогальваническому эффекту. Впервые обнаружен в 1839 г.Согласно Эдмону Беккерелю, фотогальванический эффект обычно можно рассматривать как характеристику определенных материалов (известных как полупроводники), которая позволяет им генерировать электрический ток при воздействии солнечного света.

Фотогальванический эффект реализуется в несколько упрощенных этапов:

  1. Солнечный свет попадает на солнечные элементы, возбуждая электроны в элементах и ​​приводя их в движение
  2. Электроны вытекают из соединения между слоями клеток, создавая электрический ток
  3. Металлические пластины и провода улавливают поток электронов и генерируют электричество

Процесс выработки солнечной электроэнергии начинается с солнечных элементов , отдельных частей, составляющих большую солнечную панель. Солнечные элементы обычно изготавливаются из кремния (атомный номер 14 в периодической таблице). Кремний — это неметаллический полупроводник, который может поглощать солнечный свет и преобразовывать его в электричество. Мы также используем кремний почти в каждом компьютере на планете. Существует несколько различных типов полупроводников, обычно используемых в солнечных элементах, и кремний, безусловно, является наиболее распространенным, используемым в 95 процентов солнечных элементов, производимых сегодня. Теллурид кадмия и диселенид меди, индия, галлия являются двумя основными полупроводниковыми материалами, используемыми в производстве тонкопленочных солнечных панелей.

В фотоэлектрических элементах используются два слоя кремния, каждый из которых специально обработан или «легирован» для создания электрического поля на стыке между слоями. Это электрическое поле заставляет свободные электроны течь через солнечный элемент и выходить из кремниевого перехода, генерируя электрический ток. Фосфор и бор обычно используются в качестве положительных и отрицательных легирующих агентов, соответственно, для создания положительных и отрицательных сторон фотогальванического элемента.

Металлические пластины по бокам каждого солнечного элемента собирают электроны, выталкиваемые электрическим полем, и передают их соединительным проводам. В этот момент электроны текут в виде электричества по проводке к солнечному инвертору, а затем по всему дому.

Альтернативы кремниевым солнечным элементам

Хотя кремний является наиболее распространенным полупроводником, используемым во всем мире в солнечных панелях, существуют альтернативные варианты, используемые в некоторых новых и появляющихся солнечных элементах, используемых в солнечной промышленности.

Тонкопленочные солнечные элементы представляют собой общую категорию солнечных элементов, изготовленных из легких и/или гибких материалов. Существует четыре основных химических типа тонкопленочных солнечных элементов: теллурид кадмия (CdTe), аморфный кремний (a-Si), селенид меди, индия, галлия (CIGS) и арсенид галлия (GaAs). Светопоглощающие слои в элементах такого типа в 350 раз меньше, чем в кремниевых элементах, отсюда и название «тонкопленочные».

Органические солнечные элементы представляют собой отдельный тип тонкопленочных солнечных элементов, в которых в качестве полупроводника используются материалы на основе углерода. Эти типы органических фотоэлектрических элементов (OPV) также иногда называют «пластиковыми солнечными элементами» или «полимерными солнечными элементами» и производятся путем растворения органических соединений в чернилах и печати их на тонком пластике.

Перовскитные солнечные элементы представляют собой третий класс тонкопленочных солнечных элементов, построенных из перовскитов, класса искусственных материалов с уникальной кристаллографической структурой, которая делает их высокоэффективными при преобразовании фотонов света в полезную электроэнергию. Ячейки перовскита строятся с использованием «обработки раствором», той же техники, которая используется для печати газет.

Другие основные части солнечных панелей

Помимо солнечных элементов, типичный солнечный модуль включает в себя несколько основных частей:

Панели имеют стеклянный корпус, обеспечивающий долговечность и защиту кремниевых фотоэлементов. Под внешним стеклом солнечные панели имеют изоляционный слой и задний лист, защищающий от рассеивания тепла и влаги внутри панели. Эта изоляция важна, потому что повышение температуры приводит к снижению эффективности, что приводит к снижению производительности солнечной панели. Солнечные панели имеют антибликовое покрытие, которое увеличивает поглощение солнечного света и дает ячейкам максимальное воздействие солнечного света.

Когда речь идет о кремниевых солнечных элементах, обычно производятся два типа ячеек: монокристаллические и поликристаллические. Монокристаллические элементы состоят из одного кристалла кремния, тогда как поликристаллические элементы состоят из фрагментов кремния. Монокристаллические форматы обеспечивают больше места для движения электронов и, таким образом, предлагают более эффективную солнечную технологию, чем поликристаллические, хотя они, как правило, более дорогие.

Как солнечные панели вырабатывают электроэнергию для вашего дома? Пошаговое объяснение

Генерация электрического тока — это первый этап работы солнечной панели, но на этом процесс не заканчивается. Вот как солнечные батареи создают полезную электрическую систему для вашего дома:

1. Фотоэлектрические элементы поглощают солнечную энергию и преобразуют ее в электричество постоянного тока доходит до фактического производства электроэнергии. Благодаря фотогальваническому эффекту ваши солнечные панели производят электрический ток.

2. Солнечные инверторы преобразуют электричество постоянного тока от ваших солнечных модулей в электричество переменного тока, которое используется в большинстве бытовых приборов. микроинверторная система). Инверторы также могут комплектоваться трансформаторами, регулирующими напряжение постоянного и переменного тока.

3. Электричество течет через ваш дом, питая электронные устройства

Солнечные инверторы передают преобразованную энергию переменного тока на электрическую панель вашего дома. Оттуда электричество распределяется по вашему дому ко всем вашим розеткам, так что, когда ваши устройства должны быть подключены к розетке, имеется доступный электрический ток.

4. Избыточная электроэнергия, вырабатываемая солнечными панелями, подается в электрическую сеть

Если у вас есть связанная с сетью солнечная энергетическая система, электричество может поступать как в электросеть, так и из нее, а избыточная энергия, вырабатываемая вашими панелями, может фактически вы деньги. Благодаря политике, известной как чистый учет , вы получаете кредиты от энергосистемы, когда отправляете электроэнергию обратно в нее, что еще больше снижает общую стоимость электроэнергии. Узнайте больше о политике сетевого измерения.

Альтернативные солнечные технологии

В этой статье мы говорили о фотогальванической солнечной энергии, или PV, потому что это наиболее распространенный тип солнечной энергии, особенно для домов и предприятий. Но это еще не все: солнце является источником энергии для нескольких типов солнечных технологий, которые работают иначе, чем традиционные солнечные фотоэлектрические панели. Двумя наиболее распространенными альтернативными солнечными панелями, которые работают иначе, чем фотоэлектрические панели, являются солнечная горячая вода 9.0008 и концентрированная солнечная энергия .

Солнечная горячая вода

Солнечные системы горячего водоснабжения улавливают тепловую энергию солнца и используют ее для нагрева воды для вашего дома. Эти системы состоят из нескольких основных компонентов: коллекторов, накопительного бака, теплообменника, системы управления и резервного нагревателя.

В солнечной системе горячего водоснабжения нет движения электронов. Вместо этого панели преобразуют солнечный свет в тепло. Панели в солнечной тепловой системе известны как «коллекторы» и обычно устанавливаются на крыше. Они собирают энергию совершенно иначе, чем традиционные фотоэлектрические панели — вместо электричества они производят тепло. Солнечный свет проходит через стеклянное покрытие коллектора и попадает на компонент, называемый поглотительной пластиной, которая имеет покрытие, предназначенное для улавливания солнечной энергии и преобразования ее в тепло. Это генерируемое тепло передается «перекачивающей жидкости» (либо антифризу, либо питьевой воде), содержащейся в небольших трубках пластины.

Концентрированная солнечная энергия

Концентрированная солнечная энергия работает аналогично солнечной горячей воде, поскольку она преобразует солнечный свет в тепло. Технология CSP производит электричество, концентрируя солнечную тепловую энергию с помощью зеркал. В установке CSP зеркала отражают солнце в фокусе. В этом фокусе находится поглотитель или приемник, который собирает и хранит тепловую энергию.

CSP чаще всего используется в коммунальных установках для обеспечения электроэнергией электросети и является альтернативой электростанциям, работающим на ископаемом топливе.

Часто задаваемые вопросы о том, как работают солнечные панели Теперь, когда вы знаете больше о том, как солнечные панели генерируют электричество, и о том, что за этим стоит, ответьте на несколько других вопросов, которые обычно задают домовладельцы: 

Можете ли вы запустить весь свой дом на солнечной энергии?

Да, вы можете производить достаточно электроэнергии для всего дома, используя солнечную энергию. Главное — убедиться, что ваши солнечные панели работают с максимальной эффективностью, выбрав правильный тип панели, установщика и лучший угол для вашего дома и ваших потребностей. Однако, хотя система солнечных панелей может компенсировать все ваше потребление энергии, нереально ожидать такого уровня производства каждый день из-за прерывистости. Установка хранилища поможет, если вы не хотите полагаться на сеть, когда не светит солнце.

У вас все еще есть счет за электроэнергию с солнечными панелями?

Да, если вы подключены к сети, вы все равно получите счет за электроэнергию с солнечными панелями, но, возможно, вы ничего не должны. Однако, если ваши солнечные панели не производят достаточно энергии для удовлетворения ваших потребностей, или если вы увеличили потребление энергии с момента установки, вы, вероятно, все равно будете должны немного денег своей коммунальной компании. Если вы хотите полностью полагаться на солнечную энергию, вам нужно будет добавить резервную солнечную батарею для сопряжения с вашими солнечными панелями.

Работают ли солнечные батареи ночью?

Несмотря на то, что некоторое количество электроэнергии может быть выработано из других источников света в ночное время, выходная мощность очень низкая, поскольку элементам солнечных панелей требуется солнечный свет. Когда солнечные панели соединены с солнечными батареями, энергия сохраняется в течение дня для использования в вечернее время и даже в пасмурные дни, когда солнечные панели не могут в полной мере использовать преимущества солнечного дня.

Как работают солнечные батареи в доме?

После определения количества панелей, необходимых для электроснабжения дома, панели монтируются на крыше, выходящей на юг, и устанавливаются под углом, чтобы в полной мере использовать солнечные лучи. Затем эти панели поглощают солнечный свет и преобразуют его в электричество, а для домовладельцев, предпочитающих солнечную батарею, накапливают энергию для использования в пасмурные дни или ночью.

Learn more