קטגוריות: חדשות חשמליות מעניינות, איך זה עובד
מספר צפיות: 206201
הערות לכתבה: 17
איך מסדרים פאנלים סולאריים ופועלים?
בימינו כמעט כולם יכולים לאסוף ולהגיע לרשותם מקור אנרגיה סולארי עצמאי (בספרות המדעית הם נקראים לוחות פוטו-וולטאיים).
ציוד יקר מפוצה לאורך זמן על ידי היכולת לקבל חשמל בחינם. חשוב שפאנלים סולאריים הם מקור אנרגיה ידידותי לסביבה. בשנים האחרונות מחירי הלוחות הפוטו-וולטאים צנחו פי עשרה והם ממשיכים לרדת, מה שמעיד על סיכויים גדולים לשימוש בהם.
בצורה קלאסית מקור כוח חשמלי שכזה יהיה מורכב מהחלקים הבאים: ישירות, סוללה סולארית (מחולל זרם ישר), מצבר עם מכשיר לבקרת טעינה ומהפך שממיר זרם ישר לזרם חילופי.
לוחות סולאריים מורכבים מסט תאים סולאריים (ממירים פוטו-וולטאיים)הממירים ישירות אנרגיה סולארית לאנרגיה חשמלית.
מרבית תאי השמש מיוצרים מסיליקון, בעל עלות גבוהה למדי. עובדה זו תקבע את העלות הגבוהה של אנרגיה חשמלית, המתקבלת באמצעות פאנלים סולאריים.
שני סוגים של ממירים פוטואלקטריים נפוצים: עשויים מסיליקון חד-גבישיים ופולי-קריסטליים. הם נבדלים זה מזה בטכנולוגיית הייצור. לראשון יש יעילות של עד 17.5%, והאחרונים 15%.
הפרמטר הטכני החשוב ביותר של סוללה סולארית, שמשפיע רבות על יעילות ההתקנה כולה, הוא שלו כוח נטו. זה נקבע על ידי מתח וזרם יציאה. פרמטרים אלה תלויים בעוצמת אור השמש הנכנסת לסוללה.
E.s. (כוח אלקטרומוטיבי) של תאים סולאריים בודדים אינו תלוי בשטחם ויורד כאשר הסוללה מחוממת על ידי השמש, בכ- 0.4% ל 1 גרם. ג. זרם היציאה תלוי בעוצמת קרינת השמש ובגודל התאים הסולאריים. ככל שאור השמש בהיר יותר, כך הזרם שנוצר על ידי תאי השמש גדול יותר. טעינת תפוקת הזרם והספק במזג אוויר מעונן מופחתת בצורה חדה. זה נובע מירידה בתפוקה הנוכחית על ידי הסוללה.
אם הסוללה המוארת על ידי השמש סגורה לעומס מסוים בהתנגדות RN, אז מופיע זרם חשמלי I במעגל, שערכו נקבע על ידי איכות הממיר הפוטואלקטרי, עוצמת האור ועמידות העומס. הכוח PN שמשתחרר בעומס נקבע על ידי המוצר PN = InнUн, כאשר Un הוא המתח בקווי הסוללה.
הכוח הגדול ביותר מוקצה בעומס בכמה התנגדות אופטימלית Ropt, שתואם את מקדם היעילות (היעילות) הגבוה ביותר של המרת אנרגיית אור לאנרגיה חשמלית. לכל ממיר ערך Ropt משלו, התלוי באיכות, בגודל משטח העבודה ובמידת התאורה.
סוללה סולארית מורכב מתאי שמש בודדים המחוברים בסדרות ובמקביל כדי להגדיל את פרמטרי הפלט (זרם, מתח וכוח). כאשר האלמנטים מחוברים בסדרה, מתח היציאה עולה, ובמקביל, זרם היציאה עולה. כדי להגדיל את הזרם והמתח כאחד, משולבות שתי שיטות חיבור אלה. בנוסף, בשיטת חיבור זו, כישלון של אחד מתאי השמש אינו מוביל לכישלון של כל השרשרת, כלומר משפר את אמינות הסוללה כולה.
בדרך זו הסוללה הסולארית מורכבת מתאי שמש מחוברים בסדרה מקבילה. הערך של הזרם המרבי האפשרי הניתן על ידי הסוללה הוא ביחס ישיר למספר המחובר במקביל, ו- emk- תאים סולאריים מחוברים לסדרה. לכן שילוב של סוגי חיבורים מרכיב את הסוללה בפרמטרים הנדרשים.
תאים סולריים של הסוללה מתכווננים על ידי דיודות. בדרך כלל יש 4 כאלה - אחד לכל ¼ חלק מהסוללה. דיודות מגנות על חלקים מהסוללה מפני כישלון, שמשום מה מכהה, כלומר אם בשלב מסוים זמן האור לא נופל עליהם. במקביל, הסוללה מייצרת באופן זמני 25% פחות כוח תפוקה מאשר תחת אור שמש רגיל על כל שטח הסוללה.
בהיעדר דיודות, תאים סולאריים אלה יתממשו יתר על המידה ונכשלים, מכיוון שהם הופכים לצרכנים נוכחיים במשך משך העמעום (סוללות נפרשות דרך תאים סולאריים), וכשמשתמשים בדיודות הם עוקפים והזרם אינו זורם דרכם. הדיודות חייבות להיות בעלות התנגדות נמוכה על מנת להפחית את ירידת המתח על פנין. למטרות אלה נעשה שימוש לאחרונה בדיודות שוטקי.
אנרגיה חשמלית שהתקבלה מאוחסנת בסוללות ואז מועברת לעומס. מצברים - מקורות זרם כימי. טעינת הסוללה מתרחשת כאשר מוחל עליה פוטנציאל, שהוא גדול יותר ממתח הסוללה.
מספר תאי השמש המחוברים בסדרות ובמקביל צריך להיות כזה שמתח ההפעלה המסופק לסוללות, בהתחשב בנפילת המתח במעגל הטעינה, מעט עולה על מתח הסוללה, וזרם העומס של הסוללה מספק את הערך הנדרש של זרם הטעינה.
לדוגמה, כדי להטעין סוללה של עופרת חומצת עופרת, צריך להיות סוללה סולארית בת 36 תאים.
באור שמש חלש, טעינת הסוללה יורדת והמצבר מסלק אנרגיה חשמלית למקלט הכוח, כלומר סוללות נטענות פועלות ללא הרף במצב פריקה וטעינה.
תהליך זה נשלט. בקר מיוחד. עם טעינה מחזורית, יש צורך במתח קבוע או בזרם טעינה קבוע.
בתנאי אור טובים, הסוללה נטענת במהירות עד 90% מהקיבולת המדורגת שלה ואז במהירות טעינה נמוכה יותר לקיבולת המלאה. המעבר למהירות טעינה נמוכה יותר מתבצע על ידי בקר המטען.
השימוש היעיל ביותר בסוללות מיוחדות הוא ג'ל (חומצה גופרתית משמשת כאלקטרוליט במצבר) וסוללות עופרת, המיוצרות בטכנולוגיית AGM. מצברים אלה אינם דורשים תנאי התקנה מיוחדים ואינם מצריכים תחזוקה. אורך חיי הדרכון של סוללות כאלה הוא 10-12 שנים עם עומק פריקה של לא יותר מ 20%. אסור לפזר סוללות מתחת לערך זה, אחרת חיי השירות שלהם יופחתו בצורה דרסטית!
הסוללה מחוברת לסוללה הסולארית באמצעות בקר השולט במטען שלה. כאשר הסוללה נטענת במלוא העוצמה, מחובר נגן לסוללה הסולארית הסופגת עודף כוח.
על מנת להמיר מתח קבוע מסוללה למתח מתחלף, אשר ניתן להשתמש בו כדי להניע את מרבית צרכני הכוח יחד עם סוללה סולארית, תוכלו להשתמש במכשירים מיוחדים - ממירים.
ללא שימוש בממיר, ניתן להפעיל מתח סולרי מלוחות סולאריים, כולל ציוד ניידים שונים, מקורות אור חסכוניים באנרגיה, למשל, אותן מנורות לד.
קרא גם בנושא זה: מטענים סולאריים ניידים
ראה גם באתר elektrohomepro.com
: