Aurinkopaneelien liittäminen. Aurinkoparistot - yleiskatsaus mallien hinnoista. Mitä ottaa huomioon valittaessa?

Suurin teoreettinen sähkötehokkuus. Piisolut yksivärisessä näkyvässä valossa, kuten keltaisessa tai vihreässä, on %. Auringonvalon hevosvoimat ovat kuitenkin pienemmät. Tämä johtuu siitä, että Auringon spektri on liian laaja ja piikennot ovat herkkiä vain spektrin näkyvälle ja lähi-infrapunaosalle. Tämä näkyy myös kuvasta. 3, joka esittää tavallisen piikennon spektrivastekäyrän.

Vaikka auringon säteilyn intensiteetti on alhaisempi maan päällä kuin avaruudessa, näiden kahden spektrin koostumuksen ero johtaa lopulta siihen, että suurin osa Maan tulevasta energiasta "keskittyy" siihen spektrin osaan, jossa aurinkokennot ovat - herkkiä.

Pii-aurinkosähkökennon spektririippuvuus. Fysikaalinen selitys on, että fotonilla on oltava tarpeeksi energiaa tuhotakseen elektronin. Jotta atomiinsa sitoutunut elektroni voidaan vapauttaa valenssipuolijohdekaistalta, sille on annettava vähintään minimimäärä energiaa, jotta johtavuuskaistalla saavutetaan korkeampi energiataso.

Tämä on energiaa "kielletyn alueen" voittamiseksi. Aurinkosähkökennot kadmiumsulfidi. Piin jälkeen eniten huomiota herättävä materiaali on kadmiumsulfidi. Tällä tekniikalla valmistetut aurinkosähkökennot ovat edestä valaistuja. Solu koostuu tyynystä, päällä. Tämä on kadmiumsulfidikerros, jonka paksuus on 20 mikronia ja jonka päällä on ohut kerros kuparisulfidia. Koko rakenne on suljettu läpinäkyvään koteloon. Tyypillisesti alustana käytetään lasia, sputteroitua tinaoksidia johtavaa kerrosta, kadmiumsulfidikerrosta ja lopuksi kuparisulfidikerrosta suihkuttamalla.

Näin saadun rakenteen paksuus ei ylitä 3 nm. Aurinkosähkökenno on valaistu kääntöpuoli, eli ennen siirtymän saavuttamista valo kulkee lasisubstraatin ja kadmiumsulfidin puolijohdekerroksen läpi. Kadmiumsulfidimuuntimia pidetään erityisen lupaavina edullisien aurinkokennojen tuotannossa, joita tarvitaan aurinkoenergian laajamittaiseen muuntamiseen aurinkosähköllä esimerkiksi aurinkovoimaloiden kautta. Ensinnäkin niiden valmistukseen käytetään hyvin vähän materiaalia, koska kerros on erittäin ohut: ne ovat tyypillinen esimerkki ohutkalvoisista aurinkokennoista.

Ne valmistetaan myös monikiteisestä materiaalista, jonka hinta on aluksi halvempi kuin yksikiteinen, joka on edullisempi kuin yksikiteinen pii. Oikosulkuvirta on verrattavissa piivirtaan. Suurin sähköhyötysuhde on 8-5 %, mutta pienierätuotannossa saaduilla tuotteilla noin 5 %. Teoreettiset laskelmat osoittavat, että kadmiumsulfidiohutkalvoisten aurinkokennojen maksimihyötysuhde on 11-14 %.

Galliumarsenidin aurinkosähkökennot. Kolmas solutyyppi on galliumarsenidi aurinkosähkö. Yksikiteisillä galliumarsenidi-aurinkokennoilla, kuten piillä, on korkeampi hyötysuhde kuin monikiteisillä ohutkalvokennoilla. Saavuta sähkötehokkuus. 13 prosenttia ja joidenkin lähteiden mukaan jopa 19 prosenttia. Suurin teoreettinen tehokkuus. Enemmän kuin piitä, ja se on noin 27 % maata valaistaessa. Omillaan fyysiset ominaisuudet galliumarsenidi on lähimpänä optimaalista materiaalia aurinkokennojen valmistukseen.

Näkyvän alueen korkean absorptiokertoimen seurauksena kaikki tuleva valo imeytyy pintakerrokseen, jonka paksuus on enintään 1 μm. Yksikön virrankulutus on kuitenkin huomattavasti korkeampi kuin kadmiumsulfidi aurinkokennoissa, koska käytetään galliumarsenidi-yksikidetyynyä. Arseeni on harvinainen ja kallis alkuaine, mutta yhden gramman erittäin puhdasta galliumia hinta on noin 7 kertaa korkeampi. Aurinkosähkökennojen hintaero on peräisin ja vieläkin enemmän, koska olemassa olevan tekniikan mukaisesti on ensin hankittava vastaavat yksittäiskiteet.

Solut lupaavat kuitenkin toimia väkevöintijärjestelmien kanssa korkeammissa lämpötiloissa. Amorfisen piin aurinkokennot. Kiteyttämätön pii on heikkolaatuista materiaalia, jolla on alhaisempi sähköinen hyötysuhde muunnettaessa aurinkoenergiaa sähköksi, mutta se on paljon halvempaa ja sillä on joitain esteettisiä etuja, joita ihmiset pitävät. Lisäksi kiteyttämättömistä silikonipaneeleista voidaan tehdä joustavia ja helppokäyttöisiä joissakin sovelluksissa ja malleissa.

Painoaan vähentävillä suurilla moduuleilla on se etu, että ne kattavat suuret teollisuusrakennukset. Gretzel-aurinkosähkökennot. Tekniikat, kuten Graetzel-solut tai väriainesolut, ovat myös tunnettuja. Ne on tehty paljon yksinkertaisempia - tarvitaan vain lasipala, joka on maalattu erityisellä materiaalilla. Altistuessaan valolle se saa kyvyn tuottaa sähköä. Luonnollisesti näillä materiaaleilla on vieläkin pienempi sähkötehokkuus ja lyhyempi käyttöikä.

Toinen konsepti on tandem-kennot - eri materiaalien yhdistelmä voi vastaanottaa laajemman osan auringon spektristä ja saavuttaa korkeamman hyötysuhteen - noin 30%. On myös laitteita, joissa valon pitoisuutta käytetään erittäin tehokkaasti. Käytetään suurta keräilijää - parabolista peiliä tai linssejä, jotka keskittävät valon laitteeseen. Tällaiset laitteet voivat saavuttaa yli 40 % tehokkuuden.

Nanosolut. Kalifornian yliopiston tutkijat ovat kehittäneet nanomateriaalin, joka voidaan valmistaa massatuotantona paljon halvemmalla. Nanomateriaali on kiteiden muodossa, jotka tunnetaan myös nanokiteinä. Ne on valmistettu halvemmista materiaaleista, ja niiden joustavuus ja kevyt rakenne ovat avaintekijä uusien aurinkoenergiamarkkinoiden avaamisessa.

Periaate on seuraava: erikoismuotoon valmistettu nanomateriaali, joka tunnetaan nimellä tetrapode, asetetaan muovikerrokselle valokuvaustekniikan tapaan. Tämä luo nanopaneeleita, jotka ovat joustavampia ja pienempiä kuin nykyisin käytetyt aurinkopaneelit. Nano-aurinkopaneeleita valmistetaan, jotka ovat 100 kertaa ohuempia kuin tähän mennessä tehdyt aurinkopaneelit. Tämä menetelmä voisi johtaa halvempien aurinkopaneelien massatuotantoon, jotka leimattaisiin kuin sanomalehti.

Levyt sijoitetaan rakennusten katoille ja ne saatetaan sähkövoimaan. On myös kehitystä, kuten muovilevyjä, jotka on päällystetty titaanioksidinanokiteillä. Kiteet on päällystetty aurinkosähköväreillä, jotka absorboivat valoa ja muuttavat sen sähköksi. Tuloksena oleva valoaktiivinen muovi on edullista, kevyttä ja joustavaa. Se voidaan tehdä eri muotoisina, oikealla ja värillisinä. Tuote on samanlainen kuin erittäin ohut ja muovinen käärepaperi, ja se voidaan integroida vaatteisiin, kattoihin, tietokoneisiin, Kännykät.

Alle 1 kW:n tuuliturbiineja käytetään kotitalouksissa syrjäisissä paikoissa, jotka liittyvät tiettyihin sähkönkuluttajiin. Valmistajat tarjoavat tällä hetkellä pienen tuuliturbiinisarjan, jossa on ladattava akku ja latausohjain.

Pieni tuulivoimala. Suurin hyötysuhde saavutetaan, kun roottorin akseli on yhdensuuntainen tuulen nopeuden kanssa. Pienet tuuliturbiinit on varustettu tuulilasilla, joka koostuu tasosta, joka pyörittää laitetta tuulen suunnan mukaan. Rakenne on niin kiinteä, että se kääntää siivet aina edullisimpaan suuntaan tuulta päin.

Tällaisia ​​tuulilaseja ei asenneta suuriin napoihin kahdesta syystä. Niiden huomattava paino vaatisi valtavan tuulilasilevyn ja alhaisen tehokkuuden normaalin työnkulun aikana tapahtuvan kallistuksen vuoksi. Tällöin tuulen suunnan ohjaamiseen asennetaan tuulimittarit ja tietokone suorittaa tuuliturbiinin suuntauksen tuulen suunnan mukaan. Suunta ei muutu suhteellisen vakaassa tuulen suunnassa.

tuulipuiston parametrit. Valmistaja asettaa kullekin tuulipuistolle tehokäyrän. Tämä on tuotetun pätötehon riippuvuus tuulen nopeudesta. Tämä käyrä on ratkaiseva tuulipuistojen asennuspaikan valinnassa. Kuvassa Kuva 7 esittää viisi eri tehokäyrää viidelle tuulipuistotyypille. Tuulipuistokäyrät.

Synkroniset generaattorit sopivat parhaiten pienille tuuliturbiineille, joissa tuulen nopeus muuttuu äkillisesti ja usein. Enimmäkseen käytetään vaakaakselisia tuuliturbiineja. ■ tiettyjen käyttäjien tarjoamina offline-lähteinä.

■ monimutkaisessa työssä aurinkosähköjärjestelmien kanssa. ■ yhteistyössä dieselyksiköiden kanssa. ■ hybridijärjestelmissä, joissa käytetään erilaisia ​​tehomuuntajien ja akkujen komponentteja. Tuulivoimalat pystyakselilla. Suunnittelu koostuu kahdesta puolisylinterimäisestä työpinnasta, jotka on yhdistetty pystyakseliin. Kaksi pintaa siirtyvät säteen suunnassa muodostaen kaksi reikää. Tuuli menee toiseen kahdesta reiästä ja kohdistaa painetta yhden työpinnan sisäpuolelle, jolloin se pyörii ja vastaavasti akseli, johon se on kytketty.