Принцип на слънчевата батерия

Модерна слънчева батерия е комбинация от фотоклетки, които могат да превърнат слънчевата електромагнитна радиация в електрическа енергия. Основните му компоненти са фотоклетки, на брой от които зависи произведената сила на напрежение и ток. Устройството на слънчевата батерия се основава на феномена вътрешен фотоелектричен ефект, който за пръв път е открит от учения Едмънд Бекерел през 1839 г. През 1873 г. друг учен Уилоуби Смит забелязва такъв ефект по време на облъчването на селеновата плоча със слънчева светлина. Най-голямо разпространение на слънчеви панели са получени от средата на ХХ век.

Видове слънчеви клетки и тяхната функция

В момента се използват няколко типа слънчеви клетки. Всички те имат дълъг живот, който често надхвърля 30 години. Това се постига поради липсата на механични компоненти и консумативи в дизайна.

Най-често срещаните видове фотоклетки днес са:

1. монокристални;
2. поликристални;
3. Тънък филм.

Най-често срещаните видове са поликристалните панели, които се различават по оптималното съотношение на цена и ефективност. В повечето случаи ефективността им достига 12-13%. Тези батерии се характеризират с кристална структура и син цвят. Монокристалните слънчеви панели са по-ефективни, тъй като тяхната ефективност достига 15-16%. Въпреки това, предвид цената на единичен ват мощност, използването им е по-скъпо.

Монокристалните и поликристалните батерии имат подобни функции:

• осветление на къщи, ферми, парникови комплекси;
• осветление на градината, парковата зона, улиците;
• Захранване за медицински и телекомуникационни устройства;
• захранване на системи за водоснабдяване и пречистване;
• презареждане на лаптопи, мобилни телефони.

Тънкият филм има най-ниската ефективност, която не надвишава 12%. В същото време, поради ниската цена на фотоклетките, които са част от дизайна, един ват електроенергия е по-евтин тук, отколкото в другите батерии. В допълнение, тънкослойните панели заемат 2-3 пъти по-голяма площ от моно- и поликристалните панели. Следователно, техните по-добре е да се използват големи енергийни системи с мощност над 10 kW.

От какъв материал се произвеждат слънчеви клетки

Най-често срещаните Материалът за производство на слънчеви панели е кристален силиций. Еднокристалния силиций се произвежда по метода на Цохлалски или тигел. По-прости за производството е поликристалният силиций, който в структурата е колекция от кристали. Също така, лентовият силиций може да се използва като материал за производство на фотоклетки. За производството му, два тънки слоя силиций се наслагват един върху друг. По-евтино е да се произвежда, но и по-малко ефективно.

Основните елементи на слънчевата батерия

Съвременното устройство на слънчевата батерия осигурява задължително наличието на трайни корпуси, в които ще се поставят фотоклетки. Това се дължи на крехкостта на панелите. Калъфът е кутия с малки размери с малки странични ребра. В този случай ръбовете не бива да пречат на слънчевата светлина, за да достигнат изходите на елементите. Размерът на кутията се определя от броя на слънчевите клетки. Следващият елемент на дизайна е субстратът, който се намира в тялото директно върху панела. Преди да инсталирате основата, тялото трябва да се третира със специални бои, които са устойчиви на микроорганизми и влага. В допълнение, корпусът трябва да има вентилационни отвори, които да поддържат определена температура и да произвеждат газове, които се освобождават, когато батерията работи малко.

Производствена технология

Първоначално фотоклетките трябва да бъдат запоени заедно. Ако сте купили артикули с метални издатини, тогава просто можете да спойкате батериите. Трябва да направите това много внимателно и внимателно. След запояване свързаните компоненти трябва да бъдат залепени към основата в горната част на панела. Това се прави най-добре със специално силиконово лепило, което не пречи на проникването на слънчева светлина. В допълнение, тя насърчава нормалното пренос на топлина. Въпреки това, не прекалявайте с лепило, тъй като това може да повреди батериите. Само центърът на клетките трябва да бъде залепен. След това всички елементи трябва да бъдат свързани към проводника, който се подава в един от предварително осигурените вентилационни отвори. За да фиксирате жицата към соларните клетки, по-добре е да използвате силиконова замазка.

На следващия етап се монтира плексиглас върху панелите. Преди това обаче трябва да свържете Schottky диода от чувствителните компоненти за топлопроводимост. Този диод ще служи като блокиращо устройство, което ще предпази фотоклетките в случай на падане на напрежение. В допълнение, Schottky диодът ще изключи захранването на системата при малка електрическа мрежа. Така че, батериите, заредени от слънцето, няма да бъдат изтощени при прекъсване на захранването. Когато диодът е свързан, можете да поставите плексиглас и да го фиксирате с винтове. Технологията за производство на слънчеви панели е съвсем проста и разбираема. Единственото важно нещо е да следвате последователността на връзката правилно, в противен случай цялата система няма да работи.

Как функционира слънчевата батерия?

Принципът на работа на слънчевата батерия се основава на наличието на полупроводник под формата на две плочи, свързани един към друг. Всяка плоча е изработена от силиций с използване на допълнителни примеси. Благодарение на това плочите имат свои собствени уникални свойства. Първият от тях има излишък от валентни електрони, а вторият има недостиг на тези електрони. Тези полупроводници се наричат ​​n и p. Ако тези полупроводници се комбинират в едно цяло, тогава може да се получи PN преход в точката на контакт между тях. В момент, когато батерията е изложена на пряка слънчева светлина, положителните и отрицателните плаващи товари започват да се натрупват и от двете страни на този преход. В резултат на това се генерира напрежение и възниква магнитно поле. Ако свържете проводник към този елемент, електричеството ще преминава през него.

Как да свържете слънчева батерия

След като направите слънчев панел, можете да започнете да се свързвате с него. Не можете да го свържете директно към мрежата, за да избегнете загуба на енергия. Това означава, че е желателно да се инсталира автономна система с батерии. Те ще се зареждат от слънчеви панели всеки ден и бързо ще се зареждат. В същото време дълбочината на изхвърлянето може да бъде доста съществена. Ето защо батериите могат бързо да се повредят. За да се случи това, е по-добре да оставите мрежовата връзка чрез хибриден инвертор на батерията. Това устройство ще даде приоритет на фотоклетките при разпределението на товара. Инверторът няма да даде излишна мощност в мрежата, но ще го прехвърли на батериите. Тази опция е една от най-оптималните. Тази система се състои от хибриден инвертор, контролер за зареждане на слънчеви панели и батерии. Такъв механизъм може да работи не само като основна, но и като резервна система за захранване.