Подсоединение солнечных батарей. Аккумуляторы для солнечных батарей — обзор цен на модели. Что учесть при выборе?

Максимальная теоретическая электрическая эффективность. Кремниевых элементов в монохромном видимом свете, например, желтом или зеленом, составляет%. Однако, лошадиная сила Для солнечного света меньше. Это связано с тем, что спектр Солнца слишком широк, а кремниевые клетки чувствительны только к видимой и ближайшей инфракрасной части спектра. Это также видно из рис. 3, где показана кривая спектральной чувствительности общей кремниевой ячейки.

Хотя интенсивность солнечной радиации на Земле ниже, чем в космосе, разница в двух спектральных составах в конечном итоге приводит к «концентрации» большей части падающей энергии Земли в той части спектра, где фотоэлектрические ячейки являются - Чувствительный.

Спектральная зависимость кремниевой фотогальванической ячейки. Физическое объяснение состоит в том, что фотон должен обладать достаточной энергией для уничтожения электрона. Чтобы освободить электрон, связанный с его атомом из валентной полупроводниковой зоны, он должен быть снабжен, по меньшей мере, минимальной энергией, чтобы достичь более высокого уровень энергии в зоне проводимости.

Это энергия для преодоления «Запретной зоны». Фотогальванические элементы сульфида кадмия. Материалом, который привлекает наибольшее внимание после кремния, является сульфид кадмия. Фотоэлектрические элементы, изготовленные по этой технологии, освещаются фронтально. Ячейка состоит из пэда, на. Это слой сульфида кадмия толщиной 20 мкм и сверху сверху тонкий слой сульфида меди. Вся конструкция герметизирована в прозрачный корпус. Как правило, для подложки используют стекло, распыленный проводящий слой оксида олова, слой сульфида кадмия и, наконец, слой сульфида меди наносится распылением.

Толщина полученной таким образом структуры не превышает 3 нм. Фотовольтаическая ячейка освещена с обратной стороны, т.е. перед достижением перехода свет проходит через стеклянную подложку и полупроводниковый слой сульфида кадмия. Кадмиевые сульфидные конвертеры считаются особенно перспективными для производства дешевых фотоэлементов, необходимых для крупномасштабного фотоэлектрического преобразования солнечной энергии, например, через солнечные электростанции. Прежде всего, для их производства используется очень мало материала, так как слой очень тонкий: они являются типичным примером тонкопленочных фотогальванических элементов.

Они также изготавливаются из поликристаллического материала, который изначально имеет более низкую цену, чем монокристаллический, что более преимущество перед монокристаллическим кремнием. Ток короткого замыкания сравним с током кремния. Максимальная электрическая эффективность составляет от 8 до 5%, но для предметов, полученных в мелкосерийном производстве, Около 5%. Теоретические расчеты показывают, что максимальная эффективность Тонкопленочных фотогальванических элементов сульфида кадмия составляет от 11 до 14%.

Фотогальванические клетки арсенида галлия. Третий тип элементов является фотогальваническим из арсенида галлия. Монокристаллические фотоэлементы арсенида галлия, подобно кремнию, обладают более высокой эффективностью, чем поликристаллические фотоэлементы тонкой пленки. Достигается электрическая эффективность. 13% и, по некоторым данным, до 19%. Максимальная теоретическая эффективность. Больше, чем у кремния, и составляет около 27% при освещении земли. По своим физическим свойствам арсенид галлия ближе всего к оптимальному материалу для изготовления фотоэлектрических элементов.

В результате высокого коэффициента поглощения в видимой области весь падающий свет поглощается в поверхностный слой толщиной не более 1 мкм. Однако потребляемая мощность единицы значительно выше, чем фотоэлементы сульфида кадмия, поскольку используется монокристаллическая подушка арсенида галлия. Мышьяк - редкий и дорогой элемент, но цена одного грамма галлия высокой чистоты примерно в 7 раз больше. Разница в ценах фотовольтаических клеток от и даже больше, учитывая, что в соответствии с существующей технологией сначала необходимо получить соответствующие монокристаллы.

Однако клетки обещают работать с концентрирующими системами при более высоких температурах. Фотогальванические элементы аморфного кремния. Некристаллизованный кремний является материалом низкого качества, имеет более низкую электрическую эффективность при преобразовании солнечной энергии в электричество, но намного дешевле и имеет некоторые эстетические преимущества, которые предпочитают люди. Кроме того, панели из некристаллизованного силикона могут быть сделаны гибкими и простыми в использовании в некоторых применениях и конструкциях.

Большие модули, которым удается снизить свой вес, имеют преимущество прикрытия крупных промышленных зданий. Гретцельские фотогальванические элементы. Известны также такие технологии, как клетки Гретцеля или красильные клетки. Они сделаны намного проще - требуется только кусок стекла, окрашенный специальным материалом. При воздействии света он приобретает свойство производить электричество. Естественно, эти материалы имеют еще более низкий электрический КПД и более короткий срок службы.

Другая концепция - тандемные клетки - комбинация различных материалов может принимать более широкую часть солнечного спектра и достигать более высокой эффективности - около 30%. Существуют также устройства, в которых концентрация света используется с очень высокой эффективностью. Используется большой коллектор - параболическое зеркало или линзы, которые концентрируют свет на устройстве. Такие устройства могут достичь эффективности более 40%.

Наноклеточные клетки. Исследователи из Калифорнийского университета разработали наноматериал, который может быть изготовлен массой с гораздо меньшими затратами. Наноматериал находится в форме кристаллов, также известных как нанокристаллы. Они изготовлены из более дешевых материалов, а их гибкость и легкая конструкция являются ключевым фактором в открытии новых рынков солнечной энергии.

Принцип заключается в следующем: наноматериал, изготовленный в специальных формах, известный как тетраподы, помещается на пластиковый слой, подобный технологии производства фотопленки. Это создает нано-панели, которые являются более гибкими и меньшими, чем используемые в настоящее время солнечные панели. Производятся нано-солнечные панели, которые в 100 раз тоньше солнечных панелей, изготовленных до сих пор. Этот метод может привести к массовому производству более дешевых солнечных батарей, которые будут штамповаться как газета.

Листы будут размещены на крышах зданий, а затем будут питаться электричеством. Имеются также такие разработки, как пластиковые листы, покрытые нанокристаллами оксида титана. Кристаллы покрыты фотовольтаическими красителями, которые поглощают свет и превращают его в электричество. Полученный светоактивный пластик является недорогим, легким и гибким. Он может быть изготовлен в другой форме, вправо и в цвете. Продукт похож на очень тонкую и пластиковую оберточную бумагу и может быть интегрирован в одежду, крыши, компьютеры, мобильные телефоны.

Ветряные турбины мощностью менее 1 кВт используются для бытовых целей в отдаленных местах, связанных с конкретными электрическими потребителями. В настоящее время производители предлагают небольшой комплект ветряных турбин с перезаряжаемой батареей и зарядным контроллером.

Небольшая ветровая установка. Наибольшая эффективность достигается, когда ось ротора параллельна скорости ветра. Небольшие ветровые турбины оснащены ветровым стеклом, состоящим из плоскости, вращающей устройство в соответствии с направлением ветра. Конструкция настолько фиксирована, что она всегда поворачивает лезвия в наиболее благоприятном направлении к ветру.

Такие ветровые стекла не установлены на больших концентраторах по двум причинам. Их значительный вес потребует огромной пластины ветрового стекла и низкой эффективности из-за колебаний вертикальной оси во время обычного рабочего процесса. В этом случае установлены анемометры для контроля направления ветра, а направление ориентации ветряной турбины в соответствии с направлением ветра выполняется компьютером. Ориентация не изменяется в относительно устойчивом направлении ветра.

Параметры ветропарков. Производитель устанавливает кривую мощности для каждой ветряной электростанции. Такова зависимость производимой активной мощности от скорости ветра. Эта кривая является решающей для выбора мест установки для ветропарков. На рис. 7 приведены пять различных кривых мощности для пяти типов ветровых электростанций. Кривые ветроэлектростанции.

Синхронные генераторы лучше всего подходят для работы в небольших ветровых турбинах, характеризующихся резкими и частыми изменениями скорости ветра. В основном используются ветряные турбины с горизонтальным валом. ■ как автономные источники, которые предоставляют конкретные пользователи.

■ в комплексной работе с фотоэлектрическими системами. ■ в сотрудничестве с дизельными агрегатами. ■ в гибридных системах с использованием различных компонентов силовых трансформаторов и аккумуляторов. Ветроэлектростанции с вертикальным валом. Конструкция состоит из двух полуцилиндрических рабочих поверхностей, соединенных с вертикальной осью. Две поверхности смещены в радиальном направлении, образуя два отверстия. Ветер входит в одно из двух отверстий и оказывает давление на внутреннюю часть одной рабочей поверхности, заставляя его вращаться и, соответственно, к валу, к которому он подключен.