Фотоэлектрлік қуат көздерінің негізгі идеяларына шолу
Топтарға жүйелі түрде сұрыптау
Фотоэлектрлік жүйелердің екі түрі бар: желіге қосылмай жұмыс істейтіндер және қосылатындар.
1. Тәуелсіз фотоэлектрлік жүйе желіден тыс опция ретінде де белгілі. Күн батареясының модулі, қозғалтқыш және аккумулятор жүйенің негізгі бөліктерін құрайды. Айнымалы токты (AC) пайдаланатын жүктемені қуаттандыру үшін айнымалы ток түрлендіргішін орнату қажет. Автономды фотоэлектрлік станцияларға күн энергиясымен жұмыс істейтін үй қуат жүйелері, ауылдық ауылдық қуат жүйелері және аккумуляторлық батареялары бар фотоэлектрлік қуат жүйелері сияқты бірқатар өзін-өзі қамтамасыз ететін қуат жүйелері кіреді. Бұл жүйелер өздігінен жұмыс істей алады және байланыс сигналдарын қуаттандыру, катодтардан қорғау және көшелерді күн энергиясымен жарықтандыру сияқты көптеген мақсаттарда қолданылады.
2. Желідегі энергия опциясы күн батареялары шығаратын тұрақты ток қуатын қаланың электр желісімен жұмыс істейтін айнымалы ток қуатына айналдырады. Бұл оған тікелей қоғамдық электр желісіне қосылуға мүмкіндік береді. Оларды «желіге қосылған» қондырғылар деп атауға болады және оларда батареялар болуы немесе болмауы мүмкін. Желіге қосылған және аккумуляторлары бар электр жүйесін қажет болған жағдайда желіге қосылу немесе ажырату үшін оңай бағдарламалауға болады. Үйлерге арналған желіге қосылған фотоэлектрлік жүйелерде әдетте аккумуляторлар болады. Екінші жағынан, үлкен жүйелерде әдетте кесте бойынша жұмыс істей алмайтын және резервтік қуаты жоқ аккумуляторлары жоқ желіге қосылған фотоэлектрлік жүйелер болады. Ұлттық электр желісіне қосылған ірі фотоэлектрлік электр станциялары желіге қосылған күн энергиясын өндіру үшін пайдаланылады. Бұл станциялардан шығатын энергия желі арқылы тікелей үйлер мен кәсіпорындарға түседі. Екінші жағынан, мұндай электр станциясына ақша салу көп шығын әкеледі, құрылысы көп уақытты алады, көп орын алады және соңғы кезде көп ілгерілеушілік байқалмайды. Электр желісіне қосылған күн энергиясының көпшілігі ғимараттарға орнатылған күн батареялары сияқты шағын көлемді электр желісіне қосылған күн энергиясы болып табылады. Себебі, оны салу үшін аз қаражат қажет, тез аяқталуы мүмкін, әсері аз және саяси қолдауы күшті.
Аппараттық құралдардың бөліктері
Фотоэлектрлік қуат жүйесіне күн батареясы, аккумулятор, зарядтау және разрядтау контроллері, инвертор, айнымалы ток тарату қорабы, күн энергиясын бақылау жүйесі және басқа да маңызды бөлшектер кіреді.
Кейбір құралдар осылай жұмыс істейді:
Күн энергиясымен жұмыс істейтін құрылғы
Күннен немесе басқа жарық көздерінен келетін жарық сияқты, батареяның энергияны қабылдауына және екі ұшынан да тақ заряд жасауына себеп болады. Мұның атауы «фотогенерацияланған кернеу». Көптеген адамдар бұл әсерді фотоэлектрлік эффект деп атайды. Жарықтың электр энергиясына айналуы үшін күн батареясының екі ұшының арасында электр қозғаушы күш болуы керек. Мұның атауы - күн эффектісі. Күн батареяларының көмегімен энергияны басқа нәрсеге айналдыру оңайырақ. Күн батареялары үш түрлі кремний батареяларынан тұрады: аморфты кремнийлі күн батареялары, поликристалды кремнийлі күн батареялары және монокристалды кремнийлі күн батареялары.
Қуатты сақтайтын батарея
Күн батареяларының массиві қосылған кезде, пайдалы модель өзі өндіретін энергияны сақтап, оны тәуліктің кез келген уақытында жүктемеге жібере алады. Күн батареялары энергия өндіруі үшін олар арзан болуы, ұзақ уақыт қызмет етуі, көп разрядты жақсы қабылдауы, тез зарядталуы және техникалық қызмет көрсетуді қажет етпеуі немесе аз күтімді қажет етуі керек. Олар сондай-ақ кең температура диапазонында жұмыс істей алуы керек.
Зарядтау және разрядтауды басқару элементтері
Сіздің көмегіңіздісіз бұл құрал батареялардың тым тез зарядталуына немесе разрядталуына жол бермейді. Батареяның қанша рет және қаншалықты терең разрядталуы оның қанша уақытқа қызмет ететінін анықтайды. Сондықтан батареяның тым көп немесе тым аз қуат алуына жол бермейтін зарядтау және разрядтау мониторының болуы өте маңызды.
Айнымалы ток тұрақты токқа қарама-қарсы, ал генератор тұрақты токты айнымалы токқа түрлендіреді
Тұрақты токты айнымалы токқа айналдыратын нәрсе. Жүктеме айнымалы ток, бірақ күн батареялары мен батареялары тұрақты ток, сондықтан қосқыш болуы керек. Олардың қалай жұмыс істейтініне байланысты инверторды екі топқа бөлуге болады: өздігінен жұмыс істейтін күн инверторы және электр желісіне қосылған. Егер сіз күн батареяларын тек электр энергиясын өндіру үшін пайдалансаңыз, басқа жүктемені автономды генератормен қуаттандыруға болады. Электр желісіне қосылған күн трансформаторы күн энергиясы жүйесінің электр желісімен жұмыс істеуін қамтамасыз етеді. Инверторлар екі түрлі түрде болады: синусоидалық инверторлар және шаршы толқындық инверторлар. Шаршы толқындық түрлендіргіш тізбегін жасау қарапайым және арзан, бірақ оның үлкен гармоникалық компоненті бар. Әдетте ол бірнеше жүз ватт немесе одан аз гармоникалық қажеттіліктер үшін қолданылады. Синусоидалық инверторлар қымбат, бірақ олар көптеген әртүрлі жұмыстарды қуаттандыра алады.
Күн сәулесін бақылауды басқаратын гаджет
Күн сәулесінің бұрышы көктемде, жазда, күзде және қыста күннің шығуы мен батуымен жыл бойы өзгеріп отырады. Себебі жүйелер бекітілген жерде орналасқан. Олардың жақсы жұмыс істеуі үшін күн батареялары әрқашан күнге қаратып тұруы керек. Қазіргі уақытта Күнді бақылау құрылғысы жылдың әртүрлі уақыттарында Күннің қандай бұрышта екенін анықтау үшін өзінің бойлығы мен ендігін пайдалануы керек. Т.б., PLC, микроконтроллер немесе компьютерлік бағдарламалық жасақтама жылдың барлық уақытында Күннің орналасқан жерін сақтайды. Бұл бақылауға қол жеткізу үшін Күннің орналасқан жерін есептеу арқылы жасалады. Компьютерлік деректер теориясы қолданылады және оған Жердің бойлығы мен ендігі туралы деректер мен параметрлер қажет. Орнатылғаннан кейін, оны жылжыту немесе бөлшектеу оңай емес; деректер мен параметрлерді әр уақытта қалпына келтіру керек. Принциптер, схемалар, технология және жабдықтар күрделі, ал кәсіби емес адамдар оларды оңай өзгерте алмайды. Ақылды күн трекерлерін жылдам вагондар мен пойыздарға, сондай-ақ кемелерге, флоттарға, байланыс апаттық көліктеріне және арнайы соғыс көліктеріне орнатуға болады. Ақылды күн трекері жүйенің Күн қайда барса да немесе қалай бұрылса да, оның бағытын сақтай алатынына көз жеткізе алады.
Күн энергиясымен не істеуге болады
Жартылай өткізгіш өзара әрекеттесудің фотоэлектрлік әсері фотоэлектрлік (ФЭ) энергия өндірудің мәні болып табылады. Ол жарықты электр энергиясына айналдырады. Күн батареясы - ең маңызды бөлік. Күн батареяларын қатарға қойып, оларды қорғау арқылы үлкен аумақты күн модульдерін жасауға болады. Содан кейін бұл модульдерді фотоэлектрлік энергия өндіру құрылғысын жасау үшін қуат контроллерлерімен және басқа бөлшектермен біріктіруге болады. ФЭ жақсырақ, себебі оны күн барлық жерге түсетіндіктен көбірек жерлерде пайдалануға болады. ФЭ жүйесінің басқа артықшылықтары - оның қауіпсіз және сенімді болуы, шу шығармайды немесе ластамайды, отын пайдаланбайды және кабель желілерін құрылыс процесін жылдамдатады. Фотоэлектрлік қуат фотоэлектрлік эффект идеясына негізделген күн сәулесін тікелей электр энергиясына айналдыру үшін күн батареяларын пайдаланады. Фотоэлектрлік қуат жүйесі негізінен күн батареяларынан (модульдер деп те аталады), контроллерлерден және инверторлардан тұрады. Оны өздігінен пайдалануға немесе электр желісіне қосуға болады. Бұл бөлшектердің көпшілігі электрлік болғандықтан және механикалық емес болғандықтан, фотоэлектрлік жабдықтар өте жақсы жасалған, сенімді, ұзақ мерзімді және орнату және күтіп ұстау оңай. Фотоэлектрлік технологияны ғарыш кемелерін қуаттандырудан бастап үйлерге, ойындардан мегаваттық электр станцияларына дейін және тағы басқалар үшін пайдалануға болады.
Монокристалды кремний, поликристалды кремний, аморфты кремний және жұқа пленкалы ұяшықтар сияқты пластиналар түрінде келетін күн батареялары күн фотоэлектрлік жүйесінің ең негізгі бөліктері болып табылады. Қазіргі уақытта монокристалды және поликристалды батареялар шағын жүйелер мен компьютерлік резервтік қуат үшін ең танымал аморфты батареялар болып табылады.
