ფოტოელექტრული ენერგიის წყაროების ძირითადი იდეების მიმოხილვა
ჯგუფებად სისტემატური დახარისხება
ფოტოელექტრული სისტემების ორი ტიპი არსებობს: ისეთები, რომლებიც ქსელთან დაკავშირების გარეშე მუშაობენ და ისეთები, რომლებიც ქსელთან დაკავშირების გარეშე არიან.
1. დამოუკიდებელი ფოტოელექტრული სისტემა ასევე ცნობილია, როგორც ქსელიდან გამორთული ვარიანტი. სისტემის ძირითად ნაწილებს მზის ელემენტის მოდული, ძრავა და აკუმულატორი შეადგენს. ცვლადი დენის (AC) გამოყენებით დატვირთვის კვებისათვის საჭიროა ცვლადი დენის გადამყვანის დაყენება. დამოუკიდებელი ფოტოელექტრული დანადგარები მოიცავს თვითკმარი ენერგოსისტემების ფართო სპექტრს, როგორიცაა მზის სახლის ენერგოსისტემები, სოფლის ენერგოსისტემები და ფოტოელექტრული ენერგოსისტემები დაგროვებითი ბატარეებით. ამ სისტემებს შეუძლიათ დამოუკიდებლად მუშაობა და გამოიყენება მრავალი რამისთვის, როგორიცაა კონტაქტური სიგნალების კვება, კათოდებისგან დაცვა და ქუჩების მზის ენერგიით განათება.
2. ქსელთან დაკავშირებული ენერგიის ვარიანტი მზის პანელების მიერ გამომუშავებულ მუდმივ დენის ენერგიას გარდაქმნის ცვლად დენად, რომელიც ქალაქის ელექტროქსელთან მუშაობს. ეს საშუალებას აძლევს მას პირდაპირ დაუკავშირდეს საზოგადოებრივ ქსელს. ამ ერთეულებს შეიძლება ეწოდოს „ქსელთან დაკავშირებული“ ერთეულები და მათ შეიძლება ჰქონდეთ ან არ ჰქონდეთ ელემენტები. ქსელთან დაკავშირებული და აკუმულატორებიანი ენერგოსისტემის მარტივად დაპროგრამება შესაძლებელია ქსელთან დასაკავშირებლად ან გამოსართავად საჭიროებისამებრ. სახლებისთვის განკუთვნილ ქსელთან დაკავშირებულ ფოტოელექტრულ სისტემებს, როგორც წესი, აქვთ აკუმულატორები. მეორეს მხრივ, უფრო დიდ სისტემებს, როგორც წესი, აქვთ ქსელთან დაკავშირებული ფოტოელექტრული სისტემები აკუმულატორების გარეშე, რომელთა დაგეგმვა შეუძლებელია და არ აქვთ სარეზერვო ენერგია. ეროვნულ ელექტროქსელთან დაკავშირებული დიდი ფოტოელექტრული ელექტროსადგურები გამოიყენება ქსელთან დაკავშირებული მზის ენერგიის წარმოებისთვის. ამ ელექტროსადგურებიდან მიღებული ენერგია პირდაპირ ქსელის მეშვეობით სახლებსა და ბიზნესებში მიდის. მეორეს მხრივ, ამ ტიპის ელექტროსადგურში ფულის ჩადება ძვირი ჯდება, მშენებლობას დიდი დრო სჭირდება, დიდ ადგილს იკავებს და ბოლო დროს დიდი პროგრესი არ შეინიშნება. ქსელთან დაკავშირებული ფოტოელექტრული სისტემების უმეტესობა მცირე მასშტაბის, ქსელთან დაკავშირებული ფოტოელექტრული სისტემებია, როგორიცაა შენობებში ჩაშენებული მზის პანელები. ეს იმიტომ ხდება, რომ მათი აშენება მცირე თანხებს მოითხოვს, სწრაფად შეიძლება გაკეთდეს, მცირე გავლენას ახდენს და ძლიერი პოლიტიკური მხარდაჭერა აქვს.
აპარატურის ნაწილები
ფოტოელექტრული ენერგოსისტემა მოიცავს მზის პანელს, აკუმულატორს, დამუხტვისა და განმუხტვის კონტროლერს, ინვერტორს, ცვლადი დენის გამანაწილებელ ყუთს, მზის ენერგიის თვალთვალის მართვის სისტემას და სხვა მნიშვნელოვან ნაწილებს.
ზოგიერთი ინსტრუმენტი ამ გზით მუშაობს:
მზის ენერგიის მოწყობილობა
მზის ან სხვა სინათლის წყაროების მსგავსად, სინათლე აიძულებს უჯრედს შეიწოვოს ენერგია და ორივე ბოლოში უცნაური მუხტი წარმოქმნას. ამის სახელია „ფოტოგენერირებული ძაბვა“. ბევრი ადამიანი ამ ეფექტს ფოტოელექტრულ ეფექტს უწოდებს. იმისათვის, რომ სინათლე ელექტროენერგიად იქცეს, მზის უჯრედის ორ ბოლოს შორის უნდა არსებობდეს ელექტრომამოძრავებელი ძალა. ამის სახელია მზის ეფექტი. მზის უჯრედების დახმარებით ენერგიის სხვა რამედ გარდაქმნა უფრო ადვილია. მზის უჯრედები შედგება სილიციუმის უჯრედების სამი განსხვავებული ტიპისგან: ამორფული სილიციუმის მზის უჯრედები, პოლიკრისტალური სილიციუმის მზის უჯრედები და მონოკრისტალური სილიციუმის მზის უჯრედები.
ბატარეა, რომელიც ენერგიას ინახავს
როდესაც მზის ელემენტების მასივი ჩართულია, სასარგებლო მოდელს შეუძლია დაგროვდეს მის მიერ გამომუშავებული ენერგია და გადასცეს დატვირთვას დღის ნებისმიერ დროს. იმისათვის, რომ მზის ელემენტებმა გამოიმუშაონ ენერგია, ისინი უნდა იყოს იაფი, დიდხანს ემსახურებოდეს, კარგად უძლებდეს ძლიერ განმუხტვას, სწრაფად იტენებოდეს და საჭიროებდეს მცირე ან საერთოდ არ საჭიროებს მოვლას. მათ ასევე უნდა შეეძლოთ მუშაობა ფართო ტემპერატურულ დიაპაზონში.
დატენვისა და განმუხტვის კონტროლი
თქვენი დახმარების გარეშე, ამ ხელსაწყოს შეუძლია თავიდან აიცილოს აკუმულატორების ძალიან სწრაფად დატენვა ან განმუხტვა. აკუმულატორის განმუხტვის სიხშირე და სიღრმე განსაზღვრავს, თუ რამდენ ხანს გაძლებს ის. სწორედ ამიტომ არის ძალიან მნიშვნელოვანი დატენვისა და განმუხტვის მონიტორის ქონა, რომელიც ხელს შეუშლის აკუმულატორის ძალიან ბევრ ან ძალიან ცოტა ენერგიას.
ცვლადი დენი მუდმივი დენის საპირისპიროა და გენერატორი მუდმივად ცვლად დენად გარდაქმნის.
რაღაც, რაც მუდმივ დენს ცვლად დენად გარდაქმნის. დატვირთვა არის ცვლადი დენა, მაგრამ მზის ელემენტები და აკუმულატორები მუდმივი დენისაა, ამიტომ საჭიროა გადამრთველი. მათი მუშაობის წესის მიხედვით, ინვერტორი შეიძლება დაიყოს ორ ჯგუფად: მზის ინვერტორი, რომელიც დამოუკიდებლად მუშაობს და რომელიც დაკავშირებულია ელექტრო ქსელთან. თუ ელექტროენერგიის წარმოებისთვის მხოლოდ მზის ელემენტებს იყენებთ, შეგიძლიათ სხვა დატვირთვაც დამოუკიდებელი გენერატორით უზრუნველყოთ. ელექტრო ქსელთან დაკავშირებული მზის ტრანსფორმატორი მზის ენერგიის სისტემას ქსელთან მუშაობის საშუალებას აძლევს. ინვერტორები ორი განსხვავებული ტიპისაა: სინუსოიდური ტალღის ინვერტორები და კვადრატული ტალღის ინვერტორები. კვადრატული ტალღის გადამყვანი სქემის დამზადება მარტივი და იაფია, მაგრამ მას დიდი ჰარმონიული კომპონენტი აქვს. ჩვეულებრივ, ის რამდენიმე ასეული ვატის ან ნაკლები ჰარმონიული მოთხოვნილებისთვის გამოიყენება. სინუსოიდური ტალღის ინვერტორები ძვირია, მაგრამ მათ შეუძლიათ მრავალი სხვადასხვა სამუშაოს შესრულება.
გაჯეტი, რომელიც აკონტროლებს მზის თვალყურის დევნებას
მზის სინათლის კუთხე იცვლება მთელი წლის განმავლობაში, მზის ამოსვლისა და ჩასვლისას გაზაფხულზე, ზაფხულში, შემოდგომაზე და ზამთარში. ეს იმიტომ ხდება, რომ სისტემები ფიქსირებულ ადგილასაა განლაგებული. იმისათვის, რომ ისინი საუკეთესოდ მუშაობდნენ, მზის უჯრედები ყოველთვის მზისკენ უნდა იყოს მიმართული. ამჟამად, მზის თვალთვალის მოწყობილობამ უნდა გამოიყენოს თავისი გრძედი და განედი, რათა გაარკვიოს, რა კუთხეა მზე წლის სხვადასხვა დროს. და ა.შ., PLC, მიკროკონტროლერი ან კომპიუტერული პროგრამა შეინარჩუნებს მზის მდებარეობას წლის ყველა დროს. ეს ხდება მზის მდებარეობის გამოთვლით თვალთვალის მისაღწევად. გამოიყენება კომპიუტერული მონაცემების თეორია და მას სჭირდება დედამიწის გრძედის და განედის მონაცემები და პარამეტრები. მას შემდეგ, რაც ის დაყენდება, მისი გადაადგილება ან დაშლა ადვილი არ არის; მონაცემები და პარამეტრები ყოველ ჯერზე უნდა გადატვირთოთ. პრინციპები, სქემები, ტექნოლოგია და აღჭურვილობა რთულია და არაპროფესიონალ ადამიანებს არ შეუძლიათ მათი ადვილად შეცვლა. ჭკვიანი მზის ტრეკერები შეიძლება დამონტაჟდეს სწრაფ მანქანებსა და მატარებლებზე, ასევე გემებზე, საზღვაო ფლოტებზე, საკომუნიკაციო სასწრაფო დახმარების მანქანებსა და სპეციალური სამხედრო მანქანებზე. ჭკვიანი მზის ტრეკერი უზრუნველყოფს, რომ სისტემა მზესთან ერთად სწორ გზაზე დარჩეს, მიუხედავად იმისა, თუ სად მიდის ან როგორ შემობრუნდება ის.
რა შეგიძლიათ გააკეთოთ მზის ენერგიით
ნახევარგამტარული ურთიერთქმედების ფოტოელექტრული ეფექტი არის ფოტოელექტრული (PV) ენერგიის გენერაციის არსი. ის სინათლეს ელექტროენერგიად გარდაქმნის. მზის ელემენტი ყველაზე მნიშვნელოვანი ნაწილია. დიდი ფართობის მზის მოდულების დამზადება შესაძლებელია მზის უჯრედების ზედიზედ განლაგებით და მათი დაცვით. შემდეგ ეს მოდულები შეიძლება გაერთიანდეს სიმძლავრის კონტროლერებთან და სხვა ნაწილებთან ერთად, რათა შეიქმნას ფოტოელექტრული ენერგიის გენერაციის მოწყობილობა. ფოტოელექტრული სისტემა უკეთესია, რადგან მისი გამოყენება მეტ ადგილას შეიძლება, რადგან მზე ყველგან ანათებს. ფოტოელექტრული სისტემის სხვა უპირატესობებია ის, რომ ის უსაფრთხო და საიმედოა, არ გამოსცემს ხმაურს და არ აბინძურებს გარემოს, არ მოიხმარს საწვავს და საკაბელო ხაზების ადგილზე გაყვანა შესაძლებელია, რაც აჩქარებს მშენებლობის პროცესს. ფოტოელექტრული ენერგია იყენებს მზის ელემენტებს მზის სინათლის პირდაპირ ელექტროენერგიად გარდასაქმნელად, ფოტოელექტრული ეფექტის იდეის საფუძველზე. ფოტოელექტრული ენერგოსისტემა ძირითადად შედგება მზის პანელებისგან (ასევე მოდულებს უწოდებენ), კონტროლერებისგან და ინვერტორებისგან. მისი გამოყენება შესაძლებელია დამოუკიდებლად ან ელექტრო ქსელთან მიერთებით. რადგან ამ ნაწილების უმეტესობა ელექტროა და არა მექანიკური, ფოტოელექტრული მოწყობილობები ძალიან კარგად არის დამზადებული, საიმედო, გამძლე და მარტივი დასაყენებელი და მოვლილია. ფოტოელექტრული ტექნოლოგიის გამოყენება შესაძლებელია ნებისმიერი დარგისთვის, კოსმოსური ხომალდების ენერგიით მომარაგებიდან დაწყებული სახლებით დამთავრებული, თამაშებიდან დაწყებული მეგავატიანი მასშტაბის ელექტროსადგურებით დამთავრებული და სხვა.
მზის უჯრედები, რომლებიც წარმოდგენილია ვაფლის სახით, როგორიცაა მონოკრისტალური სილიციუმი, პოლიკრისტალური სილიციუმი, ამორფული სილიციუმი და თხელაპნიანი უჯრედები, მზის ფოტოელექტრული ენერგიის ყველაზე ძირითად ნაწილებს წარმოადგენს. ამჟამად, მონოკრისტალური და პოლიკრისტალური აკუმულატორები ყველაზე პოპულარული ამორფული აკუმულატორებია მცირე სისტემებისა და კომპიუტერის სარეზერვო კვებისთვის.
