Yleiskatsaus aurinkosähkönlähteiden taustalla oleviin pääperiaatteisiin
Systemaattinen lajittelu ryhmiin
Aurinkosähköjärjestelmiä on kahdenlaisia: ne, jotka toimivat ilman verkkoon kytkettyjä, ja ne, jotka toimivat.
1. Itsenäinen aurinkosähköjärjestelmä tunnetaan myös verkon ulkopuolisena vaihtoehtona. Järjestelmän pääosat ovat aurinkokennomoduuli, moottori ja akku. Vaihtovirtaa (AC) käyttävän kuorman virransyöttöä varten on asennettava vaihtovirtamuunnin. Itsenäisiin aurinkosähkövoimaloihin kuuluu useita omavaraisia sähköjärjestelmiä, kuten aurinkosähkökotien sähköjärjestelmät, maaseudun kylien sähköjärjestelmät ja akkuja käyttävät aurinkosähköjärjestelmät. Nämä järjestelmät voivat toimia itsenäisesti ja niitä käytetään moniin tarkoituksiin, kuten kosketussignaalien virransyöttöön, katodien suojaamiseen ja katujen valaisemiseen aurinkoenergialla.
2. Verkkoon kytketty energiavaihtoehto muuttaa aurinkopaneelien tuottaman tasavirran vaihtovirraksi, joka toimii kaupungin sähköverkon kanssa. Tämä mahdollistaa niiden kytkemisen suoraan julkiseen sähköverkkoon. Näitä voidaan kutsua "verkkoon kytketyiksi" yksiköiksi, ja niissä voi olla tai ei ole akkuja. Verkkoon kytketty ja akkuja sisältävä sähköjärjestelmä voidaan helposti ohjelmoida kytkeytymään verkkoon tai irtoamaan siitä tarpeen mukaan. Kotitalouksien verkkoon kytketyissä aurinkosähköjärjestelmissä on yleensä akut. Suuremmissa järjestelmissä taas on yleensä verkkoon kytkettyjä aurinkosähköjärjestelmiä ilman akkuja, joita ei voida ajastaa eikä niillä ole varavirtaa. Suuria aurinkosähkölaitoksia, jotka on kytketty valtakunnalliseen sähköverkkoon, käytetään verkkoon kytketyn aurinkoenergian tuottamiseen. Näiden laitosten energia menee suoraan koteihin ja yrityksiin verkon kautta. Tällaiseen voimalaitokseen sijoittaminen puolestaan maksaa paljon, sen rakentaminen vie kauan, se vie paljon tilaa, eikä sen kehitys ole viime aikoina ollut kovin yleistä. Useimmat verkkoon kytketyt aurinkosähkölaitokset ovat pienimuotoisia hajautettuja verkkoon kytkettyjä aurinkosähkölaitoksia, kuten rakennuksiin rakennettuja aurinkopaneeleja. Tämä johtuu siitä, että sen rakentaminen vaatii vähän rahaa, se on nopea toteuttaa, sillä on vain vähän vaikutuksia ja sillä on vahva poliittinen tuki.
Laitteiston osat
Aurinkosähköjärjestelmään kuuluu aurinkopaneelijärjestelmä, akku, lataus- ja purkausohjain, invertteri, vaihtovirtajakolaatikko, aurinkoseurantajärjestelmä ja muita tärkeitä osia.
Tietyt työkalut toimivat tällä tavalla:
Aurinkoenergialaite
Valo, kuten auringon tai muiden valonlähteiden valo, saa kennon ottamaan energiaa ja luomaan parittoman varauksen molempiin päihin. Tämän nimi on "valosähköinen jännite". Monet ihmiset kutsuvat tätä ilmiötä valosähköiseksi ilmiöksi. Jotta valosta tulisi sähköä, aurinkokennon kahden pään välillä on oltava sähkömotorinen voima. Tämän nimi on aurinkoilmiö. Energiaa on helpompi muuttaa joksikin muuksi aurinkokennojen avulla. Aurinkokennoja valmistetaan kolmenlaisista piikennoista: amorfisista piikennoista, polykiteisistä piikennoista ja monokiteisistä piikennoista.
Akku, joka varastoi virtaa
Kun aurinkokennoryhmä kytketään päälle, hyödyllisyysmalli voi varastoida sen tuottaman energian ja lähettää sen kuormalle milloin tahansa vuorokauden aikana. Jotta aurinkokennot voivat tuottaa energiaa, niiden on oltava edullisia, kestettävä pitkään, kestettävä hyvin suuria purkauksia, latauduttava nopeasti ja vaadittava vain vähän tai ei lainkaan huoltoa. Niiden tulisi myös toimia laajalla lämpötila-alueella.
Latauksen ja purkauksen säätimet
Ilman apuasi tämä työkalu voi estää akkuja latautumasta tai purkautumasta liian nopeasti. Akun purkauskertojen määrä ja purkautumissyvyys määräävät sen käyttöiän. Siksi on erittäin tärkeää, että akussa on lataus- ja purkausmittari, joka estää akun liian suuren tai liian pienen virrankulutuksen.
Vaihtovirta on tasavirran vastakohta, ja generaattori muuttaa tasavirran vaihtovirraksi.
Jokin, joka muuttaa tasavirran vaihtovirraksi. Kuorma on vaihtovirtaa, mutta aurinkokennot ja akut ovat tasavirtaa, joten tarvitaan kytkin. Toimintatapansa perusteella invertteri voidaan jakaa kahteen ryhmään: itsenäisesti toimivaan aurinkoinvertteriin ja sähköverkkoon kytkettyyn invertteriin. Jos käytät sähkön tuottamiseen vain aurinkokennoja, voit syöttää eri kuormaa erillisellä generaattorilla. Sähköverkkoon kytketty aurinkomuuntaja saa aurinkosähköjärjestelmän toimimaan verkon kanssa. Inverttereitä on kahta eri tyyppiä: siniaaltoinverttereitä ja kanttiaaltoinverttereitä. Kanttiaaltomuunninpiirin valmistaminen on yksinkertaista ja halpaa, mutta siinä on suuri harmoninen komponentti. Sitä käytetään yleensä muutaman sadan watin tai sitä pienempään harmoniseen tehoon. Siniaaltoinvertterit ovat kalliita, mutta ne voivat syöttää virtaa moniin eri töihin.
Aurinkoseurantaa ohjaava laite
Auringon valon kulma muuttuu ympäri vuoden auringon noustessa ja laskiessa keväällä, kesällä, syksyllä ja talvella. Tämä johtuu siitä, että järjestelmät ovat kiinteässä paikassa. Jotta ne toimisivat parhaiten, aurinkokennojen tulisi aina olla aurinkoa kohti. Tällä hetkellä auringonseurantalaitteen on käytettävä pituus- ja leveysastetta selvittääkseen, missä kulmassa aurinko on eri vuodenaikoina. PLC, mikrokontrolleri tai tietokoneohjelmisto pitää auringon sijainnin kaikkina vuodenaikoina. Tämä tehdään laskemalla auringon sijainti seurannan saavuttamiseksi. Tietokonedatateoriaa käytetään, ja se tarvitsee maapallon pituus- ja leveysasteiden tiedot ja asetukset. Kun se on asennettu, sitä ei ole helppo siirtää tai purkaa; tiedot ja parametrit on asetettava uudelleen joka kerta. Periaatteet, piirit, teknologia ja laitteet ovat monimutkaisia, eivätkä ammattilaiset voi helposti muuttaa niitä. Älykkäitä aurinkoseurantalaitteita voidaan asentaa nopeisiin autoihin ja juniin sekä laivoihin, laivastoihin, viestintä- ja hätäajoneuvoihin ja erikoissota-ajoneuvoihin. Älykäs auringonseurantalaite varmistaa, että järjestelmä pysyy auringon radalla riippumatta siitä, minne se menee tai miten se kääntyy.
Mitä voit tehdä aurinkoenergialla
Aurinkosähköntuotannossa on kyse puolijohdevuorovaikutuksen fotovoltaisesta vaikutuksesta. Se muuttaa valon sähköksi. Aurinkokenno on tärkein osa. Laajapintaisia aurinkomoduuleja voidaan valmistaa asettamalla aurinkokentoja riviin ja suojaamalla niitä. Nämä moduulit voidaan sitten koota yhteen tehonsäätimien ja muiden osien kanssa aurinkosähköntuotantolaitteeksi. Aurinkosähkö on parempi, koska sitä voidaan käyttää useammassa paikassa, koska aurinko paistaa kaikkialle. Muita aurinkosähköjärjestelmän etuja ovat, että se on turvallinen ja luotettava, ei aiheuta melua tai saasteita, ei käytä polttoainetta ja kaapelilinjat voidaan asentaa paikan päälle, mikä nopeuttaa rakennusprosessia. Aurinkosähkö käyttää aurinkokennoja auringonvalon muuntamiseen suoraan sähköksi aurinkosähkövaikutuksen ajatuksen perusteella. Aurinkosähköjärjestelmä koostuu enimmäkseen aurinkopaneeleista (joita kutsutaan myös moduuleiksi), ohjaimista ja inverttereistä. Sitä voidaan käyttää yksinään tai kytkettynä sähköverkkoon. Koska useimmat näistä osista ovat sähköisiä eivätkä mekaanisia, aurinkosähkölaitteet ovat erittäin hyvin tehtyjä, luotettavia, pitkäikäisiä ja helppoja asentaa ja huoltaa. Aurinkosähköteknologiaa voitaisiin käyttää mihin tahansa, avaruusalusten ja kotien voimanlähteestä peleistä megawattiluokan voimalaitoksiin ja paljon muuta.
Aurinkokennot, joita on saatavana kiekkoina, kuten monokiteinen pii, polykiteinen pii, amorfinen pii ja ohutkalvokennot, ovat aurinkosähkön perusosia. Tällä hetkellä monokiteiset ja polykiteiset akut ovat suosituimpia amorfisia akkuja pieniin järjestelmiin ja tietokoneiden varavirtalähteisiin.
