Khả năng chuyển đổi sang các nguồn năng lượng thay thế đã được các công ty quan tâm đại diện cho ngành năng lượng xem xét và thực hiện một phần trong vài thập kỷ. Chi phí cao cho việc giới thiệu các hệ thống cung cấp năng lượng mới vẫn chưa cho phép nhiều lĩnh vực của ngành này phát triển thành công, nhưng cũng có những trường hợp ngoại lệ, bao gồm cả máy phát năng lượng mặt trời.
Trong nhiều biến thể khác nhau, các nguồn cung cấp điện như vậy được sử dụng trong các lĩnh vực chuyên biệt, và trong những năm gần đây, chúng đã tìm thấy vị trí của mình trong lĩnh vực cung cấp điện tư nhân. Định dạng tối ưu cho việc triển khai kỹ thuật của pin năng lượng mặt trời là một bảng điều khiển trên các tế bào quang điện tử, không chiếm nhiều không gian nhưng đồng thời cung cấp cho người tiêu dùng một lượng năng lượng nhất định.
Tổng quan về công nghệ
Một loạt các hiện tượng tự nhiên có thể được sử dụng như một nguồn năng lượng - từ gió đến dòng nước. Tất nhiên, vàNăng lượng của Mặt trời, như một nguồn ánh sáng và nhiệt tự nhiên, không thể không được coi là một nguồn tài nguyên để chuyển đổi thành điện năng thông thường. Nhân tiện, năng lượng chiếu sáng vào một ngày quang đãng có thể đạt tới 1020 W / m2, và đây là một tiềm năng hữu hình có thể được ứng dụng trong thực tế. Nó vẫn chỉ để thực hiện một cách công nghệ quá trình chuyển đổi và phân phối năng lượng. Đây là những gì các tấm pin mặt trời được sử dụng.
Môđun loại này thực hiện toàn diện các nhiệm vụ thu nhận, ổn định và tích tụ ánh sáng mặt trời. Ở các giai đoạn tiếp theo, các nhiệm vụ chuyển đổi, tích lũy và phân phối của nó giữa những người tiêu dùng được giải quyết. Cho đến nay, các nhiệm vụ chính của năng lượng mặt trời không nằm trong tổ chức kỹ thuật và cấu trúc của các quá trình trên mà là tối ưu hóa công nghệ để tăng hiệu suất của các sản phẩm của nó.
Thiết kế bảng
Theo nghĩa chung, một thiết bị như vậy là một bộ thu và tích lũy năng lượng mặt trời. Tuy nhiên, việc bảo trì nó sử dụng toàn bộ một nhóm các thành phần, bao gồm pin, bộ chuyển đổi điện, cầu chì, bộ điều chỉnh điện, cơ khí để điều khiển vị trí của bảng điều khiển, v.v.
Nhưng trong mỗi trường hợp, hệ thống bảng điều khiển năng lượng mặt trời dựa trên chức năng của một phần tử chính - một mô-đun nhận trực tiếp năng lượng mặt trời. Trong phiên bản phổ biến nhất, đây là những tấm xốp đơn tinh thể hoặc đa tinh thể silicon, trong bối cảnh giống như một chiếc bánh nhiều lớp. Đây là cái gọi làtế bào quang điện cung cấp vị trí chính xác của các nguyên tử, do đó, chúng tham gia vào các quá trình chuyển đổi năng lượng.
Phân loại tấm pin mặt trời theo loại pin mặt trời
Khi công nghệ sản xuất tấm tiếp nhận năng lượng mặt trời đã phát triển, các chuyên gia đã thử nghiệm các vật liệu để sản xuất họ, xác định các giải pháp tối ưu. Cho đến nay, pin loại này được sản xuất từ các nguyên tố sau:
- Bánh xốp đa tinh thể Silicon. Cấu trúc của vật liệu được hình thành bởi một nhóm các lưới silicon đơn tinh thể, giúp bù đắp năng lượng thất thoát ở các cạnh của cấu trúc, như trường hợp của các tấm đơn tinh thể. Nhờ đó, hiệu suất đạt 15% với tuổi thọ thiết bị lên đến 25 năm.
- Tấm trên silicon đa tinh thể. Một thay thế khác cho các tấm pin mặt trời đơn tinh thể đơn giản. Pin trên cơ sở này có năng suất thấp hơn, nhưng chi phí thấp hơn nhiều và mang lại nhiều cơ hội hơn cho việc thiết kế các hình thức xây dựng khác nhau và định hướng của nó.
- Tấm silicon vô định hình. Nó cũng là một tùy chọn điện năng thấp, nhưng nó cũng có giá cả phải chăng nhất. Đối với người tiêu dùng có nhu cầu năng lượng thấp, một giải pháp hoàn toàn có thể chấp nhận được.
- Các thiết bịCadmium Telluride. Vật liệu này được sử dụng rộng rãi trong việc phát triển các tế bào quang điện dạng phim, độ dày của lớp bán dẫn là hàng trăm micromet. Cadmium Telluride có hiệu suất phát điện trung bình, nhưng bản thân quá trình sản xuấtđiện trong trường hợp này sẽ rẻ hơn so với các tấm silicon tiêu chuẩn.
- Pin dựa trên chất bán dẫn CIGS. Trong trường hợp này, sự kết hợp của một số vật liệu được sử dụng - gali, selen, indium và đồng. Nó cũng sử dụng hệ số dạng phim, nhưng với hiệu suất cao hơn so với các bản sao cadmium telluride.
Cách thiết bị hoạt động
Sau khi nhận được năng lượng mặt trời, quá trình hoạt động tiếp theo của hệ thống có thể xảy ra theo các sơ đồ khác nhau, tùy thuộc vào giải pháp thiết kế. Chủ yếu có hai cách để sử dụng thiết bị:
- Điện năng tạo ra được lưu trữ trong bộ pin kết nối và được người tiêu dùng tiêu thụ song song.
- Trên đường từ bảng điều khiển đến bộ pin, một bộ biến tần được lắp đặt để điều chỉnh mức tiêu thụ năng lượng. Một sơ đồ tương tự được sử dụng trong trường hợp tấm pin năng lượng mặt trời hoạt động như một nguồn điện phụ chỉ đáp ứng một phần nhu cầu sử dụng điện của người tiêu dùng.
Trong cả hai trường hợp, một mạch điện phải được tổ chức với khả năng đưa vào các tế bào quang điện mặt trời. Cấu hình kết nối có thể là nối tiếp hoặc song song. Điện áp đầu vào trung bình có thể là 180-354 V so với các hệ thống gia dụng. Tải trong trường hợp này là 5 A.
Thực hiện hệ thống quản lý
Sự phát triển tích cực của pin năng lượng mặt trời diễn ra trong thời kỳ giới thiệu rộng rãi các bộ vi điều khiển điều khiển phức hợpquy trinh san xuat. Hiện tại, các thiết bị như vậy cũng được sử dụng để tự động hóa các hoạt động khác nhau trong lĩnh vực nội địa - chỉ cần lưu ý đến hệ thống báo động và cơ chế điều khiển cửa ga ra là đủ.
Đối với tấm pin mặt trời, bộ điều khiển với cảm biến điện dung được sử dụng, cho phép không chỉ theo dõi các thông số hoạt động của các thành phần chức năng mà còn kiểm soát quá trình sạc pin cho tấm pin mặt trời. Bộ điều khiển ở cấp độ cơ bản giám sát cầu dao, biến trở và cầu chì, nhưng cũng có thể tham gia vào quá trình thay đổi các thông số của dòng điện một chiều cung cấp cho người tiêu dùng cuối.
Mẹo sử dụng bảng điều khiển
Khi mua pin năng lượng mặt trời, bạn nên thực hiện kiểm tra toàn diện tất cả các thành phần của nó, và đặc biệt là tế bào quang, vì hư hỏng nhỏ nhất hoặc lỗi nhà máy có thể ảnh hưởng hoàn toàn đến hiệu suất của toàn bộ hệ thống. Ngoài ra, trong quá trình lắp đặt, cần cẩn thận tối đa vì cấu trúc dễ vỡ và có thể bị hỏng nếu không có biện pháp bảo vệ đặc biệt.
Việc lắp pin năng lượng mặt trời dạng bảng điều khiển được thực hiện trên đế được chuẩn bị đặc biệt với mỏ hàn điện áp thấp. Điều quan trọng là phần phía trước, trong mọi trường hợp, không bị che khuất bởi cây cối và các vật cao khác. Để điều khiển, một tủ đặc biệt với các khối chức năng và tự động hóa được cung cấp. Từ mái nhà đến nơi lắp đặt bảng điều khiển, nên đặt một tuyến cấp điện liên lạc biệt lập.
Cách làmTự làm bảng điều khiển năng lượng mặt trời?
Phương án tự làm tại nhà phù hợp nhất được làm bằng khung gỗ và các chi tiết bằng thủy tinh. Một tấm ván dăm có thể được sử dụng làm cơ sở của tấm bảng, các cạnh của chúng ở dạng các mặt được tạo thành bằng thanh dày 1-3 cm. Các mảnh vỡ của tấm ván mỏng có kích thước nhỏ được đặt trên bề mặt và cố định trên keo theo nguyên lý tổ ong. Sau đó, cấu trúc có thể được đóng lại bằng kính đặc, cố định chặt chẽ nó dọc theo đường viền của các bên.
Bảng điều khiển năng lượng mặt trời cũng nên được lắp đặt. Với bàn tay của chính bạn, điều này được thực hiện trên một đế kim loại hỗ trợ có khả năng xoay. Đối với nó, bạn có thể chuẩn bị một cơ sở khung có cơ cấu truyền động để quay trong phạm vi mong muốn. Trong trường hợp này, tải trọng của lớp phủ trên mái cũng phải được tính đến. Cơ sở hỗ trợ của bảng điều khiển được kết nối trực tiếp qua mái nhà với hệ thống vì kèo. Ở giai đoạn cuối cùng, cần kết nối bảng điều khiển thông qua dây dẫn với pin có công suất cần thiết và nếu cần, đưa một bộ biến tần vào lưới điện để chuyển đổi điện áp đầu vào.
Lợi ích của tấm pin mặt trời
Công nghệ phát điện dựa trên nguyên tắc chuyển đổi năng lượng mặt trời mang lại nhiều lợi ích cho người dùng cuối, mặc dù có một số khó khăn trong vận hành. Đặc biệt, tấm pin mặt trời 100 W đơn tinh thể đơn giản nhất có thể sạc miễn phí một bộ pin 12 V. Nhưng ngay cả những yếu tố như vậy cũng đang dần trở thành dĩ vãng và chúng đang bị thay thế bằngMáy phát điện có khả năng phục vụ hệ thống điện của gia đình, chỉ cần chi phí bảo trì. Đồng thời, chúng ta có thể nói về sự trong sạch về môi trường của nguồn điện và quyền tự chủ.
Triển vọng phát triển của công nghệ
Một bước quan trọng cơ bản trong sự phát triển của hệ thống năng lượng mặt trời là sự xuất hiện của các nguồn điện thay thế có điện áp lên đến 220 V. Cho đến nay, những hệ thống như vậy vẫn đang ở giai đoạn thiết kế ý tưởng, nhưng trong tương lai, chủ đề để tối ưu hóa các quy trình để thu được năng lượng ban đầu, chúng sẽ tham gia vào phân đoạn sản xuất hàng loạt.
Khó khăn chính mà các nhà thiết kế phải đối mặt là sự tích tụ đồng đều của tiềm năng năng lượng và giảm các yếu tố phụ thuộc của máy phát vào điều kiện bên ngoài. Ví dụ, hiệu suất thấp của các tấm pin mặt trời cho một ngôi nhà ở mức 15-20% phần lớn là do các yếu tố điều kiện thời tiết xấu, khi nguồn cung cấp năng lượng bị giảm thiểu.
Kết
Nếu còn quá sớm để nói về việc cung cấp năng lượng tích hợp cho ngôi nhà riêng với năng lượng mặt trời, thì việc đáp ứng nhu cầu cá nhân của việc sạc các thiết bị tiêu thụ điện thấp hoặc duy trì hiệu quả của các thiết bị chiếu sáng bằng những phương tiện như vậy là khá thực tế. Hơn nữa, các nhà sản xuất Nga đang tích cực tham gia vào việc phát triển khu vực này, cung cấp các sản phẩm của họ có chất lượng chấp nhận được.
Một số công ty lắp ráp tấm pin năng lượng mặt trời từ tấm pin của Trung Quốc với chi phí thấp ở mức 3-5 nghìn rúp, nhưng hoàn toàn là sự phát triển của riêng họ cũng xuất hiện. Gửi đến các nhà lãnh đạo của thị trường trong nước trong lĩnh vực nàyNiche có thể được quy cho công ty "Quantum", Hevel Solar và "Solnechny Veter". Các cơ sở của các doanh nghiệp này không chỉ tạo ra các hệ thống tiêu thụ điện năng thấp mà còn là các giải pháp hiệu quả cho hoạt động công nghiệp.
