Přehled hlavních myšlenek fotovoltaických zdrojů energie
Systematické třídění do skupin
Existují dva typy fotovoltaických systémů: ty, které fungují bez připojení k síti, a ty, které ano.
1. Nezávislý fotovoltaický systém je také známý jako varianta mimo síť. Hlavní části systému tvoří modul solárních článků, motor a akumulátor. Pro napájení zátěže, která využívá střídavý proud (AC), je třeba nastavit měnič střídavého proudu. Samostatné fotovoltaické elektrárny zahrnují řadu soběstačných energetických systémů, jako jsou solární systémy pro domácnosti, systémy pro venkovské vesnice a fotovoltaické systémy s akumulátory. Tyto systémy mohou fungovat samostatně a používají se k mnoha účelům, jako je napájení kontaktních signálů, ochrana před katodami a osvětlení ulic solární energií.
2. Možnost napájení ze sítě mění stejnosměrný proud vyrobený solárními panely na střídavý proud, který pracuje s městskou elektrickou sítí. To umožňuje přímé připojení k veřejné síti. Tyto jednotky se mohou nazývat „připojené k síti“ a mohou, ale nemusí mít baterie. Energetický systém, který je připojen k síti a má akumulátory, lze snadno naprogramovat tak, aby se podle potřeby připojoval nebo odpojoval od sítě. Fotovoltaické systémy pro domácnosti připojené k síti obvykle mají akumulátory. Větší systémy naopak obvykle mají fotovoltaické systémy připojené k síti bez akumulátorů, které nelze plánovat a nemají záložní napájení. Velké fotovoltaické elektrárny, které jsou připojeny k národní elektrické síti, se používají k výrobě solární energie připojené k síti. Energie z těchto elektráren jde přímo do domácností a podniků prostřednictvím sítě. Investice do tohoto typu elektrárny je na druhou stranu drahá, její výstavba trvá dlouho, zabírá hodně místa a v poslední době se v ní moc nepokročilo. Většina fotovoltaických systémů připojených k síti jsou malé rozptýlené fotovoltaické systémy připojené k síti, jako jsou solární panely zabudované do budov. Je to proto, že jeho výstavba vyžaduje málo peněz, lze ji provést rychle, zanechává malý dopad a má silnou politickou podporu.
Části hardwaru
Fotovoltaický energetický systém zahrnuje solární panel, akumulátor, regulátor nabíjení a vybíjení, střídač, rozvodnou skříň střídavého proudu, systém sledování slunečního záření a další důležité součásti.
Některé nástroje fungují tímto způsobem:
Solární zařízení
Světlo, podobně jako ze slunce nebo jiných světelných zdrojů, způsobuje, že článek přijímá energii a vytváří na obou koncích lichý náboj. Název pro tento jev je „fotogenerované napětí“. Mnoho lidí tento jev nazývá fotoelektrický jev. Aby se světlo stalo elektřinou, musí mezi oběma konci solárního článku působit elektromotorická síla. Název pro tento jev je solární jev. Pomocí solárních článků je snazší přeměnit energii na něco jiného. Solární články se skládají ze tří různých typů křemíkových článků: amorfních křemíkových solárních článků, polykrystalických křemíkových solárních článků a monokrystalických křemíkových solárních článků.
Baterie, která ukládá energii
Když je solární panel zapnutý, užitný model může ukládat vyrobenou energii a odesílat ji do zátěže kdykoli během dne. Aby solární články mohly vyrábět energii, musí být levné, mít dlouhou životnost, dobře snášet silné vybíjení, rychle se nabíjet a vyžadovat jen malou nebo žádnou údržbu. Měly by být také schopny pracovat v širokém rozsahu teplot.
Ovládací prvky pro nabíjení a vybíjení
Bez vaší pomoci může tento nástroj zabránit příliš rychlému nabíjení nebo vybíjení baterií. Kolikrát a jak hluboce je baterie vybita, určuje, jak dlouho vydrží. Proto je velmi důležité mít monitor nabíjení a vybíjení, který dokáže zabránit tomu, aby baterie měla příliš mnoho nebo příliš málo energie.
Střídavý proud je opakem stejnosměrného proudu a generátor mění stejnosměrný proud na střídavý proud.
Něco, co přeměňuje stejnosměrný proud na střídavý. Zátěž je střídavá, ale solární články a baterie jsou stejnosměrné, takže je potřeba spínač. Na základě toho, jak fungují, lze střídače rozdělit do dvou skupin: solární střídače, které pracují samostatně, a ty, které jsou připojeny k elektrické síti. Pokud používáte solární články pouze k výrobě elektřiny, můžete napájet jinou zátěž samostatným generátorem. Solární transformátor, který je připojen k elektrické síti, zajišťuje, aby solární systém fungoval se sítí. Střídače se dodávají ve dvou různých typech: sinusové střídače a obdélníkové střídače. Výroba obvodu obdélníkového měniče je jednoduchá a levná, ale má velkou harmonickou složku. Obvykle se používá pro harmonické potřeby několika stovek wattů nebo méně. Sinusové střídače jsou drahé, ale mohou napájet mnoho různých úloh.
Zařízení, které ovládá sledování slunce
Úhel slunečního světla se mění po celý rok s východem a západem slunce na jaře, v létě, na podzim a v zimě. Je to proto, že systémy jsou na pevném místě. Aby fungovaly co nejlépe, měly by solární články vždy směřovat ke slunci. V současné době musí zařízení pro sledování Slunce používat svou zeměpisnou délku a šířku, aby zjistilo, v jakém úhlu se Slunce nachází v různých ročních obdobích. PLC, mikrokontrolér nebo počítačový software atd. udržují polohu Slunce po celou dobu roku. To se provádí výpočtem polohy Slunce pro dosažení sledování. Používá se teorie počítačových dat a zařízení potřebuje data a nastavení zemské délky a šířky. Jakmile je zařízení nastaveno, není snadné jej přemisťovat ani rozebírat; data a parametry je nutné pokaždé resetovat. Principy, obvody, technologie a zařízení jsou složité a lidé, kteří nejsou profesionálové, je nemohou snadno změnit. Inteligentní solární sledovače lze umístit na rychlá auta a vlaky, stejně jako na lodě, námořnictvo, komunikační záchranná vozidla a speciální válečná vozidla. Chytrý sledovač slunce dokáže zajistit, aby systém zůstal ve správné cestě se Sluncem bez ohledu na to, kam se pohybuje nebo jak se otáčí.
Co můžete dělat se solární energií
Fotovoltaický efekt interakce polovodičů je podstatou fotovoltaické (FV) výroby energie. Přeměňuje světlo na elektřinu. Nejdůležitější součástí je sluneční článek. Velkoplošné solární moduly lze vyrobit tak, že se solární články seřadí do řady a ochrání je. Tyto moduly lze pak sestavit s regulátory výkonu a dalšími součástmi a vytvořit tak fotovoltaické zařízení pro výrobu energie. FV systém je lepší, protože jej lze použít na více místech, protože slunce svítí všude. Dalšími výhodami FV systému je, že je bezpečný a spolehlivý, nehlučný ani neznečišťuje životní prostředí, nespotřebovává palivo a kabelové vedení lze vést na místě, což urychluje proces výstavby. Fotovoltaická energie využívá solární články k přímé přeměně slunečního záření na elektřinu, a to na základě myšlenky fotovoltaického efektu. Fotovoltaický energetický systém se většinou skládá ze solárních panelů (nazývaných také moduly), regulátorů a střídačů. Může být používán samostatně nebo připojen k elektrické síti. Protože většina těchto částí je elektrických a nikoli mechanických, jsou fotovoltaická zařízení velmi dobře vyrobená, spolehlivá, mají dlouhou životnost a snadno se instalují a udržují. Fotovoltaická technologie by mohla být použita k čemukoli, od napájení vesmírných lodí po domácnosti, od her po megawattové elektrárny a další.
Solární články, které se dodávají v destičkách, jako je monokrystalický křemík, polykrystalický křemík, amorfní křemík a tenkovrstvé články, jsou nejzákladnějšími součástmi solární fotovoltaiky. V současné době jsou monokrystalické a polykrystalické baterie nejoblíbenějšími amorfními bateriemi pro malé systémy a záložní napájení počítačů.
