A napelem akkumulátora lehetővé teszi, hogy otthon összeszerelje és autonóm legyen
- A napelemek típusai és funkciójuk
- Milyen anyagból készültek a napelemek
- A napelem akkumulátorának fő elemei
- Gyártási technológia
- Hogyan működik a napelem?
- Hogyan csatlakoztassunk egy napelemet
A modern napelemek olyan fotocellák kombinációi, amelyek képesek a napelemes elektromágneses sugárzást elektromos energiává alakítani. Fő alkotóelemei a fotocellák, amelyek száma a gyártott feszültség és áramerősség függ. A napelemek eszköze a belső fotoelektromos hatás jelenségén alapul, amelyet először 1839-ben tudós Edmond Becquerel fedezett fel. 1873-ban egy másik tudós Willoughby Smith észrevette ezt a hatást a szelén lemez napfény sugárzása során. A napelemek legnagyobb eloszlását a huszadik század közepétől nyerték.
A napelemek típusai és funkciójuk
Jelenleg többféle napelemtípust használnak. Mindegyiküknek hosszú élettartama van, ami gyakran meghaladja a 30 évet. Ezt a mechanikai alkatrészek és a fogyóeszközök hiányában lehet elérni.
A fotocellák leggyakoribb típusa ma:
- monokristályos;
- polikristályos;
- Vékony film.
A leggyakoribb típus a polikristályos panelek, amelyek az ár és a hatékonyság optimális arányában különböznek egymástól. A legtöbb esetben hatékonysága eléri a 12-13% -ot. Az elemeket kristályos szerkezet és kék szín jellemzi. A monokristályos napelemek hatékonyabbak, mivel hatékonysága eléri a 15-16% -ot. Azonban, mivel a teljesítmény egy watt teljesítmény, a használat drágább.
A monokristályos és a polikristályos elemek hasonló funkcióval rendelkeznek:
A vékonyréteg a legalacsonyabb hatékonyságú, amely nem haladja meg a 12% -ot. Ugyanakkor a fotocellák alacsony árának köszönhetően, amelyek a tervezés részét képezik, az elektromos energia egy wattja olcsóbb, mint más elemekben. Ráadásul a vékony film panelek 2-3-szor nagyobb területet foglalnak el, mint a mono- és polikristályos panelek. Ezért jobb, ha 10 kW-nál nagyobb teljesítményű nagy teljesítményű rendszerek táplálására használják.
Milyen anyagból készültek a napelemek
A napelemek gyártására leggyakrabban használt anyag a kristályos szilícium. Egykristályos szilíciumot a Czochralski módszer vagy olvasztótégely készít. A gyártásnál egyszerűbb a polikristályos szilícium, amely a szerkezet kristálygyűjteménye. Szintetikus szilíciumot is használhatunk fénycsövek gyártásához. A gyártás során két vékony réteg szilíciumot helyeznek egymásra. Kedvezőbb a gyártás, de kevésbé hatékony.
A napelem akkumulátorának fő elemei
A napelemek modern eszköze biztosítja a tartós ház kötelező megjelenését, amelyben fotocellákat helyeznek el. Ez a panelek törékenységének köszönhető. Az eset egy kis méretű doboz, kis oldalirányú bordákkal. Ebben az esetben a szélek nem befolyásolhatják a napfényt, hogy az elemek kimenetére kerüljenek. A doboz méretét a napelemek száma határozza meg. A tervezés következő eleme az aljzat, amely közvetlenül a panelen található a testben. Az aljzat felszerelése előtt a testet különleges festékekkel kell kezelni, amelyek ellenállnak a mikroorganizmusoknak és a nedvességnek. Ezenkívül a háznak szellőzőnyílásokkal kell rendelkeznie, amelyek bizonyos hőmérsékletet tartanak fenn és olyan gázokat hoznak létre, amelyek az akkumulátor kis mennyiségű kisülése esetén szabadulnak fel.
Gyártási technológia
Kezdetben a fotocellákat össze kell forrasztani. Ha fémdarabokat vásárolt, akkor csak az akkumulátorfüleket egyesítheti. Ezt nagyon óvatosan és óvatosan kell elvégeznie. Forrasztás után a csatlakoztatott alkatrészeket ragasztják a panel tetején lévő hordozóhoz. Ez a legjobb megoldás egy különleges szilikon ragasztó, amely nem befolyásolja a napfény áthatolását. Ezenkívül elősegíti a normál hőátadást. Azonban ne tegye túlzásba ragasztóval, mivel ez károsíthatja az elemeket. Csak a sejtek középpontját kell ragasztani. Ezután minden elemet csatlakoztatni kell a huzalhoz, amelyet az előzőekben megadott szellőzőnyílások egyikében táplálnak. A vezetéknek a napelemekhez történő rögzítése érdekében jobb szilikon gitt használatával.
A következő lépcsőben a panelek felett a Plexiglas kerül telepítésre. Azonban ezt megelőzően csatlakoztassa a Schottky diódát az érzékeny hővezető komponensektől. Ez a dióda blokkoló eszközként szolgál, amely védi a fotocellákat feszültségcseppek esetén. Ezenkívül a Schottky dióda kikapcsolja a rendszer teljesítményét egy kis teljesítményhálózaton. Tehát a napból feltöltött elemeket nem szabad lemerülni, ha a tápfeszültséget levágják. Amikor a dióda csatlakoztatva van, a Plexiglas-ot behelyezheti és csavarokkal rögzítheti. A napelemek gyártásának technológiája meglehetősen egyszerű és érthető. Az egyetlen fontos dolog, hogy a csatlakozási sorrendet megfelelően kövesse, különben az egész rendszer nem fog működni.
Hogyan működik a napelem?
A napelemek működési elve egy félvezető jelenlétén alapul, két egymással összekötött lemez formájában. Minden lemezt szilíciumból készítenek további szennyeződések felhasználásával. Ennek köszönhetően a lemezek sajátos tulajdonságokkal rendelkeznek. Az első közülük több a valence-elektronoknál, és a második hiányzik ezeknek az elektronoknak. Ezeket a félvezetőket n és p nevezik. Ha ezek a félvezetők egyetlen egészbe vannak integrálva, akkor a PN átmenet a kapcsolattartó pontokon keresztül érhető el. Amikor az akkumulátor közvetlen napfénynek van kitéve, pozitív és negatív lebegő terhelések kezdik felhalmozni az átmenet mindkét oldalán. Ennek eredményeképpen feszültség keletkezik, és mágneses mező keletkezik. Ha ehhez az elemhez egy huzalt csatlakoztat, a villamos energia áthalad.
Hogyan csatlakoztassunk egy napelemet
Miután létrehozta a napelemtáblát, elkezdheti kapcsolódni a kapcsolathoz. Nem tudod közvetlenül a hálózathoz csatlakoztatni az áramkimaradás elkerülése érdekében. Vagyis kívánatos egy autonóm rendszer telepítése akkumulátorokkal. A napelemeket naponta töltik, és gyorsan lemerülnek. Ugyanakkor a kisülési mélység igen jelentős lehet. Ezért az elemek gyorsan meghibásodhatnak. Annak érdekében, hogy ez megtörténjen, jobb, ha a hibrid akkumulátortöltőn keresztül hagyja el a hálózati kapcsolatot. Ez a készülék elsőbbséget ad a fotocelláknak a terhelés eloszlásában. A frekvenciaváltó nem fog többletet adni a hálózatnak, hanem átviszi az elemekre. Ez az opció az egyik legoptimálisabb. Ez a rendszer egy hibrid inverterből, napelemek és elemek töltésszabályozójából áll. Egy ilyen mechanizmus nemcsak a fő, hanem a tartalék áramellátó rendszerként is működhet.