Размещено на http://www.allbest.ru/

Солнечные батареи

Содержание

• 1. Автономные солнечные модули
• 2. Типы солнечных батарей по материалу и способу изготовления
• 2.1 Монокристаллические солнечные батареи
• 2.2 Поликристаллические солнечные батареи
• 2.3 Аморфный кремний
• 2.4 Тонкопленочные фотовольтажные модули
• 3. Типы современных солнечных модулей по конструкции и назначению
• 4. Виды солнечных батарей
• 5. Преимущества при использовании солнечных батарей
• 6. Основные типы солнечных фотоэлектрических установок
• 7. Комплекты солнечных электростанций

1. Автономные солнечные модули

В связи с увеличением производства солнечных модулей в мире наблюдается рост производства солнечной энергии. Суммарная мощность солнечных электростанций в мире составляет более 70ГВт и продолжается увеличиваться. Это означает, что солнечная энергетика скоро станет основным источником энергии.

Солнечные электростанции делятся на автономные и комбинированные. Автономные солнечные электростанции используется там, где использование общего электроснабжения недоступно или затруднено. Для питания потребителей может быть использовано любое напряжение: постоянное - 12В, 24В, 110В и 220В, переменное - 110В и 220В. Солнечное излучение, падающее на землю имеет низкую плотность потока энергии, суточной и сезонной цикличностью, зависимостью от погодных условий. Следовательно автономная солнечная электростанция должна иметь аккумулирующее устройство, для исключения больших колебаний напряжения и повышения надежности работы системы энергоснабжения.

Рис. 1 - Солнечная электростанция

Наличие аккумулятора расширяет область применения солнечных электростанций, но в то же время требует более частого обслуживания. Также требуется дополнительное техническое оснащение. При использовании автономной солнечной электростанции с аккумулирующими устройствами необходимы зарядные устройства и контроллеры заряда, с функцией отслеживания точки максимальной мощности. Такой контроллер при недостаточной освещенности накапливает энергию и выдает ее порциями с оптимальными значениями напряжения и тока. Помимо этого контроллер предотвращает перезаряд аккумулятора, тем самым увеличивая срок службы батареи.

В дневное время солнечные батареи заряжают аккумуляторы и обеспечивают питанием потребителей, а в ночное время накопленная энергия потребляется нагрузкой.

Для более высокоэффективного использования автономных солнечных электростанций применяются несколько источников электроэнергии, например электростанции комплектуются ветрогенераторами.

Неподвижные солнечные модули устанавливаются непрерывными параллельными рядами. Однако если расстояние между модулями недостаточно, может возникнуть затемнение, а излишние расстояние между модулями приводит к неоправданным потерям земельных площадей.

2. Типы солнечных батарей по материалу и способу изготовления

2.1 Монокристаллические солнечные батареи

Созданы на основе монокристалла кремния, выращенного из расплава поликристаллического кремния, распиленного и отполированного. Производительность таких батарей составляет 19% от заявленной мощности. Средняя площадь 1кВт системой на базе таких батарей составляет 7мІ. Область применения данных батарей различна, от мини-коттеджей до мега ватных станций.

Рис. 2 - Монокристаллическая батарея

2.2 Поликристаллические солнечные батареи

Производятся на основе поликристаллического кремния, полученного методом направленной кристаллизации и распиленного на пластины. Производительность таких батарей - 16% от заявленной мощности. Средняя площадь 1кВт системы на основе таких батарей составляет 8.6 мІ. В основном используется, когда нужны отдельные элементы мощностью свыше 200ват.

Рис. 3 - Поликристаллические батареи

2.3 Аморфный кремний

Солнечные батареи данного типа изготавливаются путем нанесения тонкого слоя кремния на подложку из другого материала. Производительность таких батарей 9%. Средняя площадь 1кВт системы на основе таких батарей составляет 6.7 мІ. Основное применение - туристические наборы малой мощности.

Рис. 4 Солнечные батареи с аморфным кремнием

2.4 Тонкопленочные фотовольтажные модули

Такие модули являются самыми производительными, их КПД достигает порядка 25%. За счет высокого вольтажа и низкого ампеража такие батареи имеет смысл устанавливать там, где суммарная мощность должна превышать 10 кВт. Весомым преимуществом данных батарей является умение вырабатывать энергию при рассеянном солнечном свете и пасмурной погоде. Недостаток этих батарей - это занимаемое модулями место (установка мощностью 10кВт занимает площадь 183мІ.

Рис. 5 Тонкопленочные фотовольтажные модули.

3. Типы современных солнечных модулей по конструкции и назначению

Маломощные солнечные модули используются для подзарядки мобильных телефонов, КПК и других похожих устройств. Они обладают небольшой площадью фотомодулей и дорогостоящи.

Солнечные батареи универсального типа - применяются для энергоснабжения потребителя в полевых условиях. Импортные батареи имеют хорошее качество изготовления и дизайн, приемлемые цены. Этот тип батарей распространен среди туристов.

Панели солнечных элементов - комплект фотопластин, закрепленных на основании. Фактически, является заготовкой для построения более сложных систем для потребителя на основе этих конструкций.

4. Виды солнечных батарей

Под термином "солнечная батарея" обычно понимают несколько объединенных фотоэлементов, прямо преобразующих солнечную энергию в постоянный ток.

Устройства, позволяющие преобразовать солнечное излучение в тепловую и электрическую энергию, являются объектом исследования гелиоэнергетики. Солнечные батареи бывают разных размеров - от встраиваемых в микрокалькулятор, до занимающих целые крыши зданий.

На сегодняшний день различают три вида солнечных батарей - фотоэлектрические преобразователи (ФЭП), гелиоэлектростанции (ГЕЭС) и солнечные коллекторы (СК).

1. Преобразование энергии в ФЭП происходит за счет фотовольтаического эффекта, который возникает в неоднородных полупроводниковых структурах при воздействии солнечного излучения.

2. Гелиостанции - это солнечные установки, использующие высококонцентрированное солнечное излучение для приведения в действие тепловых и других машин.

3. Солнечные коллекторы - нагревательные низкотемпературные установки, использующиеся для автономного горячего водоснабжения жилых помещений и производственных объектов. Работа устройства осуществляется от ста до двухсот градусов.

5. Преимущества при использовании солнечных батарей

1. Неиссякаемый источник энергии

2. Неограниченный срок службы.

3. Экологически чистый способ получения энергии.

4. Минимальное обслуживание.

5. Солнечные батареи можно устанавливать на любом месте где есть солнечный свет, не нарушая конструкции зданий.

6. Основные типы солнечных фотоэлектрических установок

Автономные установки, работающие без подключения к сети. Солнечные модули генерируют энергию для питания освещения, телевизора и любых потребителей. Для хранения электроэнергии используются аккумуляторы.

Соединённые с сетью - при такой установке объект соединен с централизованной системой энергоснабжения. Избыток электроэнергии продается компании-владельцу распределительных сетей по установленному тарифу.

Резервные системы, в которых фотоэлектрические системы подключаются к сетям низкого качества. При отключении сети или недостаточного качества напряжения сети нагрузка частично или полностью покрывается солнечной системой.

7. Комплекты солнечных электростанций

фотоэлектрический солнечный батарея

Солнечные модули преобразуют солнечную энергию в электрическую. Солнечные модули могут вырабатывать только постоянный ток. Существует большое множество приборов, которые питаются постоянным током. Но приборов которые питаются переменным током 220В ни меньше.

Солнечный контроллер - пульт управления энергетической системы. Контроллер не допускает перегрузки или обратного тока в ночное время.

Инвертор - преобразует постоянный ток системы в переменный, необходимый для питания электроприборов.

Устройство автоматического ввода резерва позволяет переключить питание объекта при отсутствии солнечной энергии и полном разряде аккумуляторов на питание от электросети.

Электросчетчик показывает сколько энергии продается собственником в общественную сеть или сколько потребляется из нее при необходимости.

Аккумуляторы служат для сохранения электроэнергии, выработанной солнечным модулем. Для этих целей больше подходят электро-аккумуляторы.

Размещено на Allbest.ru