Принцип работы солнечных электростанций: Сетевая солнечная электростанция. Принцип построения и срок окупаемости

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.

Солнечные электростанции — принципы работы

Солнечные электростанции: принципы работы и виды комплексных систем

Чтобы под воздействием солнечного света получить электрический ток в объемах, значимых для хозяйственного сектора и домовладений, проработаны две технологии

Чтобы под воздействием солнечного света получить электрический ток в объемах, значимых для хозяйственного сектора и домовладений, проработаны две технологии:

• фотовольтаик — солнечные панели сразу превращают соляризацию в электричество;
• термоэлектрические установки — используется жидкостный посредник-теплоноситель.

Комбинированные солнечные электростанции вполне можно отнести к третьему виду. Для корректной работы и высокого коэффициента полезного действия фотовольтаических модулей их следует стабильно охлаждать. Это стало точкой соприкосновения обеих технологий. Гибридные системы собирают электричество как с панелей, так и с охлаждающего контура, что ощутимо повышает эффективность, а значит и рентабельность установки.

Генерация электричества солнечным панелями

Фотовольтаический эффект

• Поглощение кванта электроном приводит к его переходу на более высокий энергетический уровень, то есть на внешнюю орбиту атома. Здесь связь с ядром ослабевает, электрон покидает атомарные пределы и под действием потенциала Гальвани (внутреннее электрическое поле) устремляется к аноду. Таким образом образуется одна составляющая электрического тока.
• После выхода электрона на его месте остается вакантное место, которое называется «дырка». Его занимают электроны от соседнего атома, находящегося в зоне меньшего положительного потенциала. То есть фактически «дырки» перемещаются к катоду. Это — вторая составляющая фотовольтаического тока.

Источником потенциала Гальвани служит граница соприкосновения чувствительных к солнечному свету полупроводников. Солнечные панели, в свою очередь, представляют собой массивы таких ячеек, соединенных электрическими связями.

Виды фотовольтаик элементов

Наиболее распространены монокристаллические (основой является единый кремниевый кристалл с однородной структурой) и поликристаллические (соединения разнородных небольших кристаллов кремния) панели. Они несколько отличаются по КПД и цене, но в принципе на равных правах используются в солнечных электростанциях.

Другая модификация — пленочные полимерные солнечные батареи. На прозрачную основу послойно наносятся материалы с разными функциями — электрон-доноры и электрон-акцепторы. В итоге получается гибкая, тонкая и легкая структура, но КПД по площади у нее намного ниже. Кроме научных лабораторий, технология применяется для создания энергоэффективных окон в домах и автомобилях.

Весной 2018 года исследовательская группа Уорикского университета (Ковентри, Великобритания) заявила об обнаружении третьего типа фотовольтаического эффекта под названием «flexo-photovoltaics». Отличие заключается в том, что толчком для генерации солнечного электротока выступает деформационный градиент. То есть если кристаллы Si, TiO2 или SrTiO3 деформировать острым предметом, они превращаются в фотовольтаические ячейки. Это открытие может значительно удешевить строительство солнечных электростанций.

Основные узлы солнечной электростанции на основе панелей

Для того, чтобы выработанное панелями электричество смогли потреблять бытовые приборы, понадобятся:

• собственно панель;
• инвертор — превращает постоянный ток в переменный заданной частоты;
• накопитель, то есть аккумулятор;
• контроллер заряда/разряда, продлевающий срок жизни недешевых аккумуляторных батарей;
• специальные преобразователи и счетчики, если система сопрягается с электросетью общего пользования.

Монтаж оборудования на объекте рекомендуем поручить опытным профессионалами. Если нужны подобные услуги — обращайтесь в компанию «Карбон КНС».

Термоэлектрические гелиоустановки

Главное отличие — электричество производится опосредовано. Основным элементом конструкции выступают гелиостаты — огромные зеркала, сопряженные с механизмом позиционирования относительно солнца.

Гелиостаты могут принимать разную форму — круглые параболические, параболоцилиндрические концентраторы. Они собирают солнечный свет в концентрированный пучок и направляют его на теплоприемник, заполненный жидкостным теплоносителем. Чаще всего для этих целей используются минеральные масла с высокой температурой кипения, которые получили название терминол.

Нагретый теплоноситель устремляется в парогенератор. Образовавшийся водяной пар подается на лопасти турбогенератора, который и вырабатывает электричество. После конденсации вода повторно отправляется в паровую установку.

Остальные элементы системы такие же, как и у классической теплоэлектростанции. Более того, если солнечная электростанция используется как единственный источник электричества, предусматривается резервный котел на сжигаемом топливе — для пасмурных дней или высокой нагрузки ночью.
Термоэлектрические гелиоэлектростанции разделяются в основном по типу гелиостата:

• башенные;
• тарельчатые;
• параболоцилиндрические.

Особняком стоят солнечно-вакуумные электростанции. Нагрев воздуха в локальной зоне создает мощный воздушный поток, который вращает воздушную турбину.

Применимость той или иной солнечной электростанции зависит от климатических, ландшафтных условий и назначения. Специалисты «Карбон КНС» предлагают комплексные решения, включающие все этапы от разработки концепции до запуска готового объекта в эксплуатацию.

Гайки и болты – DW – 18.02.2010

Подобные солнечные элементы используются в фотоэлектрических солнечных технологиях использовать солнечные лучи для производства электроэнергии. Фотоэлектрические установки и солнечные тепловые системы сегодня являются наиболее часто используемыми солнечными технологиями.

https://p.dw.com/p/LHks

Объявление

Солнечные электростанции бывают двух типов. Они различаются в зависимости от того, как энергия солнца преобразуется в электричество — либо с помощью фотоэлектрических или «солнечных элементов», либо с помощью солнечных тепловых электростанций.

Фотогальванические установки

Фотогальванический элемент, обычно называемый солнечным элементом или PV, представляет собой технологию, используемую для преобразования солнечной энергии непосредственно в электричество. Фотоэлектрический элемент обычно изготавливается из кремниевых сплавов.

Частицы солнечной энергии, известные как фотоны, ударяются о поверхность фотогальванического элемента между двумя полупроводниками.

Эти полупроводники обладают свойством, известным как фотоэлектрический эффект, который заставляет их поглощать фотоны и испускать электроны. Электроны захватываются в виде электрического тока — другими словами, электричества.

Солнечные тепловые электростанции

Солнечные тепловые электростанции вырабатывают тепло и электричество путем концентрации солнечной энергии. Это, в свою очередь, создает пар, который помогает питать турбину и генератор для производства электроэнергии.

Существует три типа солнечных тепловых электростанций:

1) Параболические желоба

Это наиболее распространенный тип солнечных тепловых электростанций. «Солнечное поле» обычно содержит много параллельных рядов солнечных параболических коллекторов. Они используют отражатели в форме параболы, чтобы сфокусировать солнце в 30-100 раз больше его нормальной интенсивности.

Этот метод используется для нагрева жидкости особого типа, которая затем собирается в центральном месте для получения перегретого пара высокого давления.

2) Башня солнечной энергии

В этой системе используются от сотен до тысяч плоских зеркал слежения за солнцем, называемых гелиостатами, для отражения и концентрации солнечной энергии на центральной приемной башне. Энергия может быть сконцентрирована в 1500 раз больше, чем энергия, поступающая от солнца.

г. В Юлихе в западногерманской земле Северный Рейн-Вестфалия существует тестовая солнечная электростанция. Он занимает площадь более 18 000 квадратных метров (194 000 квадратных футов) и использует более 2000 зеркал, отслеживающих солнце, чтобы отражать и концентрировать солнечную энергию на центральной приемной башне высотой 60 метров (200 футов).

Концентрированная солнечная энергия используется для нагрева воздуха в башне до 700 градусов по Цельсию (1300 градусов по Фаренгейту). Тепло улавливается в котле и используется для производства электроэнергии с помощью паровой турбины.

Коллекторы солнечной тепловой энергии хорошо работают даже в неблагоприятных погодных условиях. Они используются в пустыне Мохаве в Калифорнии и выдерживают град и песчаные бури.

3) Солнечный пруд

Это бассейн с соленой водой, который собирает и хранит солнечную тепловую энергию. Здесь используется так называемая технология градиента солености.

В основном нижний слой пруда очень горячий — до 85 градусов по Цельсию — и действует как прозрачный изолятор, позволяя улавливать солнечный свет, из которого тепло может быть извлечено или сохранено для последующего использования.

Эта технология используется в Израиле с 1984 года для производства электроэнергии.

Автор: Martin Schrader (sp)

Редактор: Jennifer Abramsohn

Реклама

Пропустить следующий раздел Узнать больше

Узнать больше

Пропустить следующий раздел Связанные темы

Связанные темы

Возобновляемая энергия Солнечная энергия

Перейти к следующему разделу Больше историй от DW

Перейти на домашнюю страницу

Как работают солнечные батареи?

Солнечные батареи 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 батареи?

• 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 солнечную горячую воду и концентрированную солнечную энергию — они оба используют солнечную энергию, но с помощью немного другого 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 панели?
  • Фотогальванический эффект
  • Альтернативы кремниевым солнечным элементам
  • Другие важные детали солнечных панелей
• Как солнечные панели вырабатывают электричество для вашего дома
• Прочие 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? Наше Солнце имеет температуру около семи 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: 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 фотогальванический эффект 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. Фотогальванический эффект, впервые открытый в 1839 году Эдмоном Беккерелем, можно рассматривать как характеристику определенных материалов (известных как полупроводники), которая позволяет им генерировать электрический ток при воздействии солнечного света.

Фотогальванический эффект состоит из следующих упрощенных шагов:

1. Солнечный свет попадает на солнечные элементы, активируя 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 9Сегодня производится 5% солнечных батарей. 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 на соединительные провода. 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.

Прочие важные части солнечной панели

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 дело доходит до кремниевых солнечных элементов, 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 батареи вырабатывают электричество 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. Фотогальванические элементы поглощают солнечную энергию и преобразуют ее в электричество постоянного тока

Как объяснялось выше, солнечные элементы, составляющие каждую солнечную панель, выполняют тяжелую работу, когда она 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 большинством 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 передаваться как в электросеть, так и из нее, а избыточная энергия, вырабатываемая вашими панелями, может фактически вы деньги. В соответствии с политикой, 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. 0020 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 (также известная как концентрированная солнечная энергия или концентрация солнечной тепловой энергии) 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 батареи 

Узнать больше о том, как работают солнечные батареи, иногда может быть сложно, поэтому важно сделать их простыми и понятными. Теперь, когда вы знаете больше о том, как солнечные батареи генерируют электричество, и о том, что за этим стоит, ответьте на несколько других вопросов, которые обычно задают домовладельцы: 

Можете ли вы обеспечить весь свой дом солнечной энергией?

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 электричество 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 в ночное время некоторое количество электроэнергии может быть выработано из других источников света, выходная мощность очень мала, 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.