Palyginti neseniai pati idėja privačius namus aprūpinti elektra autonomiškai buvo laikoma fantastiška. Šiandien tai yra objektyvi realybė. Europoje saulės baterijos naudojamos nuo seno, nes tai beveik neišsenkantis pigios energijos š altinis. Mūsų šalyje elektros energijos gavimas iš tokių įrenginių tik populiarėja. Šis procesas nevyksta per greitai, o to priežastis yra didelė jų kaina.
Saulės baterijos veikimo principas pagrįstas tuo, kad dviejose skirtingomis medžiagomis (boru ir fosforu) padengtose silicio plokštėse veikiant saulės šviesai atsiranda elektros srovė. Fosforu padengtoje plokštelėje atsiranda laisvųjų elektronų.
Trūkstamos dalelės susidaro tose plokštelėse, kurios yra padengtos boru. Elektronai pradeda judėti veikiami saulės šviesos. Taip saulės baterijose generuojama elektros srovė. Plonos vario sruogos, kurios yra padengtosiš kiekvienos baterijos paimkite srovę ir nukreipkite ją į numatytą paskirtį.
Viena plokštelė gali maitinti nedidelę lemputę. Išvada rodo pati. Kad saulės baterijos aprūpintų namą pakankamai galios, jų plotas turi būti gana didelis.
Silikoninės pavaros
Taigi, saulės baterijos veikimo principas aiškus. Srovė susidaro veikiant ultravioletiniams spinduliams ant specialių plokščių. Jei silicis naudojamas kaip medžiaga tokioms plokštėms sukurti, tada baterijos vadinamos siliciu (arba silicio vandeniliu).
Tiems įdėklams reikalingos labai sudėtingos gamybos sistemos. Tai savo ruožtu daro didelę įtaką produktų kainai.
Silicio saulės elementų yra įvairių.
Vieno kristalo keitikliai
Tai plokštės su nuožulniais kampais. Jų spalva visada yra grynai juoda.
Jei kalbėtume apie vieno kristalo keitiklius, tai saulės baterijos veikimo principą galima trumpai apibūdinti kaip vidutinio efektyvumo. Visos tokios baterijos šviesai jautrių elementų ląstelės yra nukreiptos viena kryptimi.
Tai leidžia jums gauti aukščiausią rezultatą tarp panašių sistemų. Šio tipo baterijų efektyvumas siekia 25%.
Neigiama yra tai, kad tokios plokštės visada turi būti nukreiptos į saulę.
Jei saulė pasislepia už debesų, nusileidžia į horizontą arba dar nepakilo, baterijos generuos gana silpną srovęgalia.
Polikristalinis
Šių mechanizmų plokštės visada yra kvadratinės, tamsiai mėlynos. Jų paviršiuje yra nevienalyčių silicio kristalų.
Polikristalinių baterijų efektyvumas nėra toks didelis kaip monokristalinių modelių. Jis gali siekti 18 proc. Tačiau šį trūkumą kompensuoja pranašumai, kurie bus aptarti toliau.
Šio tipo saulės baterijų veikimo principas leidžia jas gaminti ne tik iš gryno silicio, bet ir iš antrinių žaliavų. Tai paaiškina kai kuriuos įrangos defektus. Išskirtinis šio tipo mechanizmų bruožas yra tai, kad jie gali gana efektyviai generuoti elektros srovę net ir debesuotu oru. Dėl tokios naudingos kokybės jie yra būtini tose vietose, kur išsklaidyta saulės šviesa yra įprasta kasdienybė.
Amorfinės silicio plokštės
Amorfinės plokštės yra pigesnės nei kitos, nuo to priklauso saulės baterijos veikimo principas ir jo konstrukcija. Kiekviena plokštė susideda iš kelių labai plonų silicio sluoksnių. Jie gaminami purškiant medžiagos daleles vakuume ant folijos, stiklo ar plastiko.
Plokščių efektyvumas yra daug mažesnis nei ankstesnių modelių. Jis pasiekia 6 proc. Silicio sluoksniai greitai išdega saulėje. Po šešių mėnesių naudojimo šių baterijų jų efektyvumas sumažės 15 %, o kartais net 20 %.
Dveji eksploatavimo metai visiškai išnaudos veikliųjų medžiagų išteklius, todėl skydelį reikės pakeisti.
Bet yra du pliusai, dėl kurių šios baterijos vis dar perkamos. Pirma, jie veikia net debesuotu oru. Antra, kaip jau minėta, jie nėra tokie brangūs kaip kiti variantai.
Hibridiniai fotokeitikliai
Amorfinis silicis yra mikrokristalų išdėstymo pagrindas. Dėl saulės baterijos veikimo principo jis panašus į polikristalinę plokštę. Skirtumas tarp šio tipo baterijų yra tas, kad jie gali generuoti didesnės galios elektros srovę esant išsklaidytai saulės šviesai, pavyzdžiui, debesuotą dieną arba auštant.
Be to, baterijos veikia veikiamos ne tik saulės spindulių, bet ir infraraudonųjų spindulių.
Polimerinės plėvelės saulės keitikliai
Ši silicio plokščių alternatyva turi visas galimybes tapti saulės kolektorių rinkos lydere. Jie primena plėvelę, susidedančią iš kelių sluoksnių. Tarp jų galime išskirti aliuminio laidininkų tinklelį, veikliosios medžiagos polimerinį sluoksnį, substratą iš organinių medžiagų ir apsauginę plėvelę.
Tokie fotoelementai, sujungti vienas su kitu, sudaro ritininio tipo plėvelinį saulės elementą. Šios plokštės yra lengvesnės ir kompaktiškesnės nei silicio plokštės. Jų gamyboje brangus silicis nenaudojamas, o pats gamybos procesas nėra toks brangus. Dėl to ritininis skydas yra pigesnis nei visi kiti.
Dėl saulės baterijų veikimo principo jų efektyvumas nėra per didelis.
Jis pasiekia 7%.
Šio tipo plokščių gamybos procesassumažinamas iki daugiasluoksnio spausdinimo ant fotoelemento plėvelės. Pagaminta Danijoje.
Kitas privalumas – galimybė perpjauti ritininį akumuliatorių ir pritaikyti jį bet kokio dydžio bei formos.
Tik vienas minusas. Baterijos ką tik pradėtos gaminti, todėl jų gauti vis dar gana sunku.
Tačiau yra pagrindo manyti, kad šie elementai greitai įgis pelnytą gerą reputaciją tarp vartotojų, o tai suteiks gamintojams galimybę gaminti didesniu mastu.
Namų šildymas saulės energija
Saulės baterijos, skirtos namui šildyti, veikimo principas radikaliai išskiria juos iš visų aukščiau aprašytų prietaisų. Tai visiškai kitoks įrenginys. Toliau aprašomas.
Pagrindinė saulės šildymo sistemos dalis yra kolektorius, kuris gauna jos šviesą ir paverčia ją kinetine energija. Šio elemento plotas gali svyruoti nuo 30 iki 70 kvadratinių metrų.
Kolektoriaus tvirtinimui naudojama speciali technika. Plokštės tarpusavyje sujungtos metaliniais kontaktais.
Kitas sistemos komponentas yra akumuliacinis katilas. Jis paverčia kinetinę energiją į šiluminę energiją. Jis dalyvauja šildant vandenį, kurio tūris gali siekti 300 litrų. Kartais tokias sistemas palaiko papildomi sauso kuro katilai.
Užbaikite sistemąsaulės šildymo sienų ir grindų elementai, kuriuose šildomas skystis cirkuliuoja plonais variniais vamzdžiais, paskirstytais visame jų plote. Dėl žemos plokščių paleidimo temperatūros ir tolygaus šilumos perdavimo patalpa pakankamai greitai įšyla.
Kaip veikia saulės šildymas?
Pažiūrėkime atidžiau, kaip saulės baterijos veikia su ultravioletine šviesa.
Yra skirtumas tarp kolektoriaus ir saugojimo elemento temperatūros. Šilumos nešiklis, kuris dažniausiai yra vanduo, į kurį pilamas antifrizas, pradeda cirkuliuoti sistemoje. Skysčio atliekamas darbas yra būtent kinetinė energija.
Skysčiui pereinant per sistemos sluoksnius, kinetinė energija paverčiama šiluma, kuri naudojama namui šildyti. Šis nešiklio cirkuliacijos procesas aprūpina patalpą šiluma ir leidžia jį laikyti bet kuriuo paros ir metų laiku.
Taigi, išsiaiškinome, kaip veikia saulės baterijos.
