Огляд основних ідей, що лежать в основі фотоелектричних джерел енергії
Систематичне сортування за групами
Існує два типи фотоелектричних систем: ті, що працюють без підключення до мережі, і ті, що підключені до неї.
1. Незалежна фотоелектрична система також відома як автономний варіант. Основні частини системи складають модуль сонячних елементів, двигун та акумулятор. Вам потрібно налаштувати перетворювач змінного струму, щоб живити навантаження, яке використовує змінний струм (AC). Автономні фотоелектричні електростанції включають низку самодостатніх систем живлення, таких як сонячні системи живлення для дому, системи живлення для сільських сіл та фотоелектричні системи живлення з акумуляторними батареями. Ці системи можуть працювати самостійно та використовуються для багатьох цілей, таких як живлення контактних сигналів, захист від катодів та освітлення вулиць сонячною енергією.
2. Варіант живлення від мережі перетворює постійний струм, що виробляється сонячними панелями, на змінний струм, який працює з міською енергомережею. Це дозволяє підключатися безпосередньо до загальнодоступної мережі. Такі установки можна назвати "підключеними до мережі", і вони можуть мати або не мати акумуляторів. Систему живлення, підключену до мережі та яка має акумулятори, можна легко запрограмувати на підключення до мережі або відключення від неї за потреби. Підключені до мережі фотоелектричні системи для будинків зазвичай мають акумулятори. Більші системи, з іншого боку, зазвичай мають підключені до мережі фотоелектричні системи без акумуляторів, які не можна планувати та не мають резервного живлення. Великі фотоелектричні електростанції, підключені до національної енергомережі, використовуються для виробництва сонячної енергії, підключеної до мережі. Енергія з цих установок надходить безпосередньо до будинків та підприємств через мережу. З іншого боку, вкладення коштів у такий тип електростанції коштує дорого, займає багато часу на будівництво, займає багато місця та останнім часом не бачить значного прогресу. Більшість підключених до мережі фотоелектричних систем - це дрібномасштабні розсіяні фотоелектричні системи, підключені до мережі, такі як сонячні панелі, вбудовані в будівлі. Це пояснюється тим, що будівництво вимагає небагато коштів, його можна зробити швидко, воно майже не має жодного впливу та має сильну політичну підтримку.
Частини апаратного забезпечення
Фотоелектрична енергетична система включає сонячну батарею, акумуляторну батарею, контролер заряду та розряду, інвертор, розподільну коробку змінного струму, систему керування сонячним відстеженням та інші важливі компоненти.
Деякі інструменти працюють таким чином:
Пристрій сонячної енергії
Світло, як і від сонця чи інших джерел світла, змушує елемент поглинати енергію та створювати непарний заряд на обох кінцях. Це називається «фотогенерована напруга». Багато людей називають цей ефект фотоелектричним ефектом. Щоб світло перетворилося на електрику, між двома кінцями сонячного елемента має бути присутня електрорушійна сила. Це називається сонячним ефектом. За допомогою сонячних елементів легше перетворити енергію на щось інше. Сонячні елементи складаються з трьох різних типів кремнієвих елементів: аморфних кремнієвих сонячних елементів, полікристалічних кремнієвих сонячних елементів та монокристалічних кремнієвих сонячних елементів.
Акумулятор, який накопичує енергію
Коли сонячні батареї ввімкнено, корисна модель може накопичувати вироблену енергію та відправляти її на навантаження в будь-який час доби. Щоб сонячні батареї виробляли енергію, вони повинні бути дешевими, довго служити, добре витримувати сильний розряд, швидко заряджатися та потребувати мінімального обслуговування або взагалі не потребувати його. Вони також повинні мати можливість працювати в широкому діапазоні температур.
Елементи керування зарядом та розрядом
Без вашої допомоги цей інструмент може запобігти занадто швидкому заряджання або розряджання акумуляторів. Кількість разів і глибина розряджання акумулятора визначає, як довго він прослужить. Ось чому дуже важливо мати монітор заряджання та розряджання, який може запобігти занадто високому або занадто низькому заряду акумулятора.
Змінний струм є протилежністю постійного струму, а генератор перетворює постійний струм на змінний.
Щось, що перетворює постійний струм на змінний. Навантаження – змінний, але сонячні елементи та батареї – постійний, тому потрібен перемикач. Залежно від того, як вони працюють, інвертори можна розділити на дві групи: сонячні інвертори, які працюють самостійно, та ті, що підключені до електромережі. Якщо ви використовуєте сонячні елементи лише для виробництва електроенергії, ви можете живити інше навантаження за допомогою окремого генератора. Сонячний трансформатор, підключений до електромережі, забезпечує роботу сонячної енергетичної системи з мережею. Інвертори бувають двох різних типів: синусоїдальні інвертори та прямокутні інвертори. Створити схему прямокутного перетворювача просто та дешево, але вона має велику гармонійну складову. Зазвичай її використовують для потреб гармонік у кілька сотень ват або менше. Синусоїдальні інвертори дорогі, але вони можуть живити багато різних завдань.
Гаджет, який контролює відстеження сонця
Кут сонячного світла змінюється протягом року, коли сонце сходить і заходить навесні, влітку, восени та взимку. Це пояснюється тим, що системи знаходяться у фіксованому місці. Щоб вони працювали найкраще, сонячні елементи повинні завжди бути спрямовані до сонця. Наразі пристрій відстеження сонця повинен використовувати свою довготу та широту, щоб визначити, під яким кутом знаходиться Сонце в різну пору року. Тож ПЛК, мікроконтролер або комп'ютерне програмне забезпечення зберігатимуть місцезнаходження Сонця в усі пори року. Це робиться шляхом обчислення місцезнаходження Сонця для досягнення відстеження. Використовується теорія комп'ютерних даних, і для цього потрібні дані та налаштування довготи та широти Землі. Після налаштування його нелегко переміщати або розбирати; дані та параметри потрібно щоразу скидати. Принципи, схеми, технології та обладнання складні, і люди, які не є професіоналами, не можуть легко їх змінити. Розумні сонячні трекери можна встановлювати на швидкісні автомобілі та поїзди, а також на кораблі, військово-морські сили, засоби зв'язку та спеціальні військові машини. Розумний сонячний трекер може забезпечити, щоб система залишалася на шляху до Сонця, незалежно від того, куди воно рухається чи як повертається.
Що можна зробити за допомогою сонячної енергії
Фотоелектричний ефект взаємодії напівпровідників – це суть фотоелектричної (ФЕ) генерації енергії. Вона перетворює світло на електрику. Сонячний елемент є найважливішою частиною. Сонячні модулі великої площі можна виготовити, розмістивши сонячні елементи в ряд та захистивши їх. Ці модулі потім можна зібрати разом з контролерами живлення та іншими деталями, щоб створити фотоелектричний пристрій для генерації енергії. ФЕ кращий, оскільки його можна використовувати в більшій кількості місць, оскільки сонце світить скрізь. Інші переваги ФЕ системи полягають у тому, що вона безпечна та надійна, не створює шуму та не забруднює навколишнє середовище, не використовує паливо, а кабельні лінії можна прокладати на місці, що прискорює процес будівництва. Фотоелектрична енергетика використовує сонячні елементи для безпосереднього перетворення сонячного світла на електрику, виходячи з ідеї фотоелектричного ефекту. Фотоелектрична енергетична система здебільшого складається з сонячних панелей (також званих модулями), контролерів та інверторів. Вона може використовуватися окремо або підключена до електромережі. Оскільки більшість цих деталей є електричними, а не механічними, фотоелектричне обладнання дуже добре виготовлене, надійне, довговічне та просте в налаштуванні та обслуговуванні. Фотоелектричні технології можна використовувати для чого завгодно: від живлення космічних кораблів до будинків, від ігор до електростанцій мегаватного масштабу тощо.
Сонячні елементи, які виготовляються у вигляді пластин, таких як монокристалічний кремній, полікристалічний кремній, аморфний кремній та тонкоплівкові елементи, є найпростішими частинами сонячної фотоелектричної системи. На даний момент монокристалічні та полікристалічні батареї є найпопулярнішими аморфними батареями для невеликих систем та резервного живлення комп'ютерів.
