Нарны зай - фотоэлектрик хөрвүүлэгч (фотокеллер) -ийн хослол - Халаалтын материал үйлдвэрлэдэг нарны коллекторуудаас ялгаатай нь нарны энергийг шууд цахилгаан гүйдэл болгон хувиргадаг хагас дамжуулагч төхөөрөмжүүд.
Нарны цацрагийг дулааны болон цахилгаан энерги болгон хувиргах боломжийг олгодог янз бүрийн төхөөрөмжүүд нь нарны энергийг судлах объект юм (Helios Greek. Ήλιος, Helios - Нар). Фотоэлектрик эсүүд болон нарны коллекторын үйлдвэрлэл янз бүрийн чиглэлд хөгжиж байна. Нарны хавтан нь янз бүрийн хэмжээтэй байдаг: суурилуулсан микрокалулятороос дээврийн машин, байшин барилга хүртэл.
Түүх
1842 онд Александр Эдмонд Беккерел гэрлийг цахилгаан болгон хувиргах үр нөлөөг олж мэдэв. Чарльз Фриттс нь селенийг ашиглан гэрлийг цахилгаан болгон ашиглаж эхлэв. Нарны зайн хавтангийн анхны загварыг Италийн фотохимик Жиакомо Луижи Чамикан бүтээжээ.
1948 оны 3-р сарын 25-ны өдөр Bell Laboratories-ийн мэргэжилтнүүд цахилгаан гүйдэл үйлдвэрлэх анхны цахиурын нарны хавтанг бүтээсэн тухай зарлав. Энэхүү нээлтийг компанийн гурван ажилтан - Калвин Саутер Фуллер (Calvin Souther Fuller), Дэрил Чапин (Daryl Chapin) болон Жералд Пирсон (Gerald Pearson) нар хийжээ. Одоогоос 10 жилийн дараа 1958 оны 3-р сарын 17-нд нарны батерейг ашигладаг Avangard-1 хиймэл дагуулыг АНУ-д хөөргөв. 1958 оны 5-р сарын 15-нд нарны батерейг ашигладаг Спутник-3 хиймэл дагуулыг ЗХУ-д хийв.
Нарны хавтангийн талаар юу мэдэх хэрэгтэй вэ
"Нарны зай" гэдэг нь нарны энергийг шууд гүйдэл болгон хувиргадаг хагас дамжуулагч материал болох үндэс суурь болох хэд хэдэн нарны эсүүдийг илэрхийлдэг илэрхийлэл юм. Энэ процедурыг фотоэлектрик эффект гэж нэрлэдэг. Энэхүү микрофизик үзэгдлийг лабораторийн түвшинд удирдаж, дараа нь уг салбар нь цахиурын нарны модулийн үйлдвэрлэлийг эзэмшсэн. Нарны хавтангийн үр ашиг - 18-22%. Тэдгээр дэх фотокеллуудын холболт нь цуваа ба зэрэгцээ байна.
Тэдний байрладаг хүрээ нь диэлектрик материалаар хийгдсэн байдаг.
Зуны байшин, хувийн байшинд нарны хавтанг холбох схем. Системийн зөв ажиллагаа нь цахилгаан станцын хэлхээний бүх бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг зөв сонгоход нөлөөлдөг. Нарны батерейг бүрдүүлдэг модулиудын чанар нь нарнаас дэлхий рүү фотоноор дамжуулсан замыг хэрхэн амжилттай гүйцэтгэж байгаагаас хамаарна.
Гэрлийн цацраг туяа руу урхинд орсноор тэд шууд гүйдэл бүхий цахилгаан хэлхээний хэсэг болж хувирдаг. Цаашилбал, даалгавараас хамааран хуримтлагдсан энерги нь батерейнд хуримтлагддаг эсвэл 220 В залгуурыг нийлүүлдэг ээлжит цахилгаан гүйдэл болгон хувиргадаг
Нарны хавтангийн төрлүүд
Цахиурын хагас дамжуулагч үйлдвэрлэхэд ашигладаг төрлийг үндэслэн нарны хавтангийн модулиудыг хоёр ангилдаг. поликристин , дан болор .
Эхнийх нь ялгаатай талстууд байдаг тул тэдгээр нь олон талт гадаргуутай тэгш дөрвөлжин хэлбэртэй байдаг. Цахиурын хайлмал нь тэдгээрийг үйлдвэрлэхэд ашигладаг. Нэгдүгээрт, түүхий эдийг тусгай хэлбэрээр цутгаж, дараа нь хайлуулах замаар олж авсан блокуудыг дөрвөлжин хавтангаар хуваана. Үйлдвэрлэлийн явцад хайлсан цахиурын массыг аажмаар хөргөхөд хүргэдэг.
Монокристалл хавтан нь илүү үр ашигтай бөгөөд ижил хэмжээтэйгээр илүү их энерги гаргадаг боловч поликристал хавтан нь хямд байдаг.Модуль нь 36 эсвэл 72 поликристал хавтангаас бүрдэнэ. Самбар нь ийм зангилааны багцаас бүрдэнэ. Технологи нь харьцангуй энгийн, үнэтэй тоног төхөөрөмж ашиглахгүй, томоохон санхүүгийн хөрөнгө оруулалт шаарддаггүй. Эдгээр модулиудыг хасах нь нэг юм - үр ашиг нь 18% -иас хэтрэхгүй байна.
Тэдгээрийн давамгайлсан эрэлт хэрэгцээ хямд байгаатай холбон тайлбарлаж байна. Өмнөхөөс ялгаатай нь дан талст хавтангийн гадаргуу нь нэгэн төрлийн юм. Эдгээр нь нимгэн ялтсууд бөгөөд булангуудад дөрвөлжин зүсэлт хэлбэрээр тодорхойлогддог. Тэдгээрийг авахын тулд цахиурын болорыг зохиомлоор ургадаг. Энэ тохиолдолд ашигласан нарны эсүүд нь цахиурын цилиндрээс бүрдэнэ.
Цахиурын утсыг бүх талаас нь шүргэх замаар гүйцэтгэл сайжирна. Энэ процесс нь үнэтэй боловч үр бүтээлтэй байдаг. Нэг болор элементийн үр ашиг 22% хүрч болно. Тэдний өртөг нь тухайн бүсийн поликристаллаас 10% -аас өндөр байдаг.
Нарны зай гэж юу вэ?
Нарны зай (SB) нь цахилгаан дамжуулагчийг ашиглан нэг төхөөрөмжид нэгтгэсэн хэд хэдэн фотоэлектрик модулиуд юм.
Хэрэв зай нь модулиудаас бүрдэх юм бол (үүнийг бас самбар гэж нэрлэдэг) модулиуд бүр хэд хэдэн нарны эсүүдээс бүрддэг (үүнийг эс гэж нэрлэдэг). Нарны зай нь батерей болон бүхэл бүтэн нарны төхөөрөмжийн гол элемент юм.
Зураг дээр янз бүрийн форматтай нарны эсүүд харагдаж байна.
Гэхдээ гэрэл зургийн самбар угсрах.
Практикт фотовольтай эсүүдийг нэмэлт төхөөрөмжтэй уялдуулан ашигладаг бөгөөд энэ нь гүйдлийг хувиргах, хуримтлуулах, цаашлаад хэрэглэгчдэд түгээх зорилгоор үйлчилдэг. Гэрийн нарны эрчим хүчний хэрэгсэлд дараах төхөөрөмжийг багтаасан болно.
- Фотоэлектрик хавтангууд нь нарны гэрэл тусах үед цахилгаан үүсгэдэг системийн гол элемент юм.
- Цэнэглэдэг зай нь эрчим хүчний хадгалах төхөөрөмж бөгөөд SB үүнийг үйлдвэрлэхгүй байгаа цагт (жишээлбэл, шөнийн цагаар) хэрэглэгчдэд аль болох нэмэлт цахилгаан эрчим хүчээр хангах боломжийг олгодог.
- Хянагч - батерейг цаг хугацаанд нь цэнэглэх үүрэгтэй төхөөрөмж бөгөөд батерейг хэт их цэнэглэх, гүн цэнэггүй болгохоос хамгаалдаг.
- Хөрвүүлэгч нь цахилгаан давтамжийн хувиргагч бөгөөд энэ нь шаардлагатай давтамж ба хүчдэл бүхий гаралтын үед ээлжит гүйдлийг хүлээн авах боломжийг олгодог.
Схемийн дагуу нарны эрчим хүчээр ажилладаг цахилгаан хангамжийн систем дараах байдалтай байна.
Схем нь маш энгийн боловч үр дүнтэй ажиллахын тулд түүнд оролцсон бүх төхөөрөмжийн ажиллагааны параметрүүдийг зөв тооцоолох шаардлагатай болно.
Нарны хавтангийн элементүүд ба ажиллах зарчим
Нарны батерейны ажил бол гэрлийн болон үйлдвэрлэлийн төхөөрөмжийг тэжээдэг нарны туяаны энергийг цахилгаан болгон хувиргах явдал юм. Нарны цахилгаан станцын үйл ажиллагаа нь зарчмын хувьд ердийнхтэй ижил схемийн дагуу хийгддэг.
Нарны хавтан нь 5 элементээс бүрдэх бөгөөд нарны суурилуулалтын эхний бүрэлдэхүүн хэсэг нь фото хавтангууд юм.
Тэдгээрийн хагас дамжуулагч төхөөрөмжүүд нь селестиел биений энергийг тогтмол цахилгаан гүйдэл болгон хувиргадаг. Нарны зайны хүч, хүчдэл хоёулаа өөр байж болох ч дандаа 12 В-ийн олон тооны байдаг. Нарны зай нь модульчлагдсан нэгжийн цуглуулга юм. Батерейг нарны шууд тусгалтай газар байрлуулна уу.
Нарны хавтангийн ажиллагааг зохицуулах, хянахын тулд батарей, инвертер, хянагч гэх мэт төхөөрөмжүүдийг хэлхээнд оруулсан болно. Батерей нь систем дэх уламжлалт үүргээ гүйцэтгэдэг - энэ нь цахилгаанд хадгалагддаг. Энэ нь гэр ахуйн цахилгаан хэрэгслийг төвлөрсөн сүлжээнээс ажиллуулах явцад тохиолддог бөгөөд байшинг бүхэлд нь нарны модулиар тэжээх үед илүүдэл цахилгаан гардаг.
Эрчим хүчний дэлгүүр нь хэлхээг ийм их хэмжээний цахилгаан эрчим хүчээр хангадаг бөгөөд ингэснээр тогтвортой хүчдэл байнга хадгалагддаг. Дүрмээр бол хэлхээнд хос батарей орно - анхдагч ба нөөц. Эхнийх нь хуримтлагдсан цахилгаан эрчим хүчийг тэр даруй цахилгаан сүлжээнд илгээдэг.
Хоёр дахь нь хуримтлагдсан энергийг зөвхөн сүлжээнд хүчдэл унасны дараа өгдөг. Ихэнх тохиолдолд нарны гэрэлтэй цаг агаар эсвэл гэрэл зургийн самбар ажиллахгүй байх үед нөөц батерей хэрэгтэй болдог.
Нарны хавтанг зөв холбох схем Нарны хавтан ба батерейны хоорондох нэг төрлийн зуучлагч нь хянагч юм. Энэхүү электрон төхөөрөмж нь батерейг цэнэглэх, цэнэггүй болгох, мөн энэ үйл явцыг хянах функцтэй.
Өдрийн өөр цаг үед гадаргуугийн нэг хэсгийг наранд янз бүрийн байдлаар цацруулж байдаг. Тиймээс самбар дээрх хүчдэлийн гаралт мөн өөрчлөгддөг. Батерейг ердийн хязгаарт цэнэглэхийн тулд хүчдэл шаардлагатай бөгөөд түүний утга нь тодорхой хязгаарт хязгаарлагддаг. Нарны коллектор нь дулаалгын улмаас үүссэн жигд бус байдлыг арилгадаг. Ийм төхөөрөмж байгаа нь батерейг дараа нь буцалгаж цэнэглэхийг хориглодог. Түүнчлэн хянагч нь эрчим хүчний хангамжийг тогтоосон нормоос доогуур түвшинд байлгахыг зөвшөөрөхгүй бөгөөд энэ нь бүхэл бүтэн эрчим хүчний системийн найдвартай ажиллагааг баталгаажуулдаг.
Фотоэлектрик хавтангийн тооцоолол
Фотоэлектрик хувиргагч (нарны хавтан) загварыг тооцоолохдоо төлөвлөж байхдаа мэдэх ёстой хамгийн эхний зүйл бол нарны хавтанг холбосон тоног төхөөрөмжид зарцуулах цахилгааны хэмжээ юм. Ватт (Вт эсвэл кВт) -аар хэмжигддэг нарны эрчим хүчний ирээдүйн хэрэглэгчдийн нэрлэсэн хүчийг нэгтгэснээр бид цахилгаан эрчим хүчний хэрэглээний сарын дундаж хэмжээг - W * h (kW * h) авч болно. Нарны батерейны шаардлагатай хүчийг (W) олж авсан утга дээр үндэслэн тодорхойлно.
Жишээлбэл, 250 ваттын хүчин чадалтай жижиг нарны цахилгаан станцаар эрчим хүчээр хангах цахилгаан тоног төхөөрөмжийн жагсаалтыг авч үзье.
Хүснэгтийг нарны хавтан үйлдвэрлэгчдийн нэгнийх нь сайтаас авсан болно.
Өдөр тутмын эрчим хүчний хэрэглээ 950 Вт * цаг (0.95 кВт.цаг) ба 250 Вт-ийн хүчдэлийн хоорондох зөрүү байдаг бөгөөд энэ нь тасралтгүй ажиллах үед өдөрт 6 кВт.цаг эрчим хүч үйлдвэрлэх ёстой (заасан хэмжээнээс хамаагүй их). Гэхдээ бид нарны хавтангуудын талаар тусгайлан ярилцаж байгаа тул эдгээр төхөөрөмжүүд зөвхөн өдрийн цагаар (9-16 цаг хүртэл), тэр ч байтугай тодорхой өдрүүдэд боловсруулж чаддаг гэдгийг санах нь зүйтэй. Үүлэрхэг цаг агаартай үед цахилгаан эрчим хүчний үйлдвэрлэл мөн буурдаг. Өглөө, оройд батерейгаас үүссэн цахилгаан эрчим хүчний хэмжээ нь өдрийн дундаж үнийн дүнгийн 20-30 хувиас хэтрэхгүй байна. Үүнээс гадна, нэрлэсэн хүчийг зөвхөн оновчтой нөхцөл байгаа тохиолдолд л эс бүрээс авах боломжтой.
Яагаад батерейны хүчин чадал 60 ваттаар хэмжигддэг вэ, энэ нь 30-аас их өгдөг вэ? 60 Вт-ийн үнэ цэнийг 1000 Вт / м²-ийн дулаалгын үед эсийн үйлдвэрлэгчид тогтоодог бөгөөд зайны температур 25 градус байна. Дэлхий дээр ийм нөхцөл байдал байдаггүй, тэр ч байтугай Оросын төв хэсэгт ийм байдаг.
Энэ бүхэн нь нарны зайн хавтангуудын дизайнд тодорхой эрчим хүчний нөөцийг байрлуулахад анхаарч үздэг.
Одоо 250 кВт хүч чадлын үзүүлэлт хаанаас гарсныг ярилцъя. Тодорхойлсон параметр нь нарны цацрагийн тэгш бус байдлыг засахад чиглэсэн бүх залруулгыг харгалзан үзэх ба практик туршилтууд дээр үндэслэсэн дундаж өгөгдлийг илэрхийлнэ. Тухайлбал: батерейны янз бүрийн ажиллагааны нөхцөлд хүчийг хэмжиж, өдрийн дундаж утгыг тооцоолох.
Хэрэглээний хэмжээг мэдэх үед модулийн шаардлагатай хүч дээр суурилсан фотоэлектрик эсийг сонгоорой: 100Вт модуль бүр өдөрт 400-500 Wh * цаг гаргадаг.
Бид цаашаа явна: цахилгаан эрчим хүчний өдөр тутмын дундаж хэрэгцээг мэдээд нарны эрчим хүч, нэг фотоэлектрик самбар дахь шаардлагатай эсийн тоог тооцоолж болно.
Цаашдын тооцоог хийхдээ бид өмнө нь мэддэг байсан хүснэгтийн өгөгдөлд анхаарлаа хандуулах болно. Тэгэхээр нийт эрчим хүчний хэрэглээ өдөрт ойролцоогоор 1 кВт / цаг (0.95 кВт) байна гэж бодъё. Бид аль хэдийн мэдэж байсанчлан хамгийн багадаа 250 ваттын хүчин чадалтай нарны батерей хэрэгтэй болно.
Ажлын модулийг угсрахдаа 1.75 Вт-ийн нэрлэсэн хүч бүхий фотоэлектрик эс ашиглахаар төлөвлөж байна гэж бодъё (эс бүрийн хүчийг нарны эсийн үүсгэдэг одоогийн хүч, хүчдлийн үр дүнгээр тодорхойлно). Дөрвөн стандарт модульд (тус бүр 36 эс) нэгтгэгдсэн 144 эсийн хүч 252 ватт болно. Дунджаар ийм батерейгаар бид өдөрт 1 - 1.26 кВт / цаг, эсвэл сард 30 - 38 кВт / цаг цахилгаан авдаг. Гэхдээ зуны сайхан өдрүүдэд, өвлийн улиралд ч гэсэн эдгээр утгыг үргэлж олж авах боломжгүй байдаг. Түүнээс гадна хойд өргөрөгт үр дүн нь арай бага, өмнөд хэсэгт - илүү өндөр байж болно.
Нарны зай байдаг - 3.45 кВт. Тэд сүлжээнд зэрэгцээ ажиллаж байгаа тул үр ашиг нь хамгийн их байх болно:
Нарны хэмжээ ердийнхөөс илүү том байсан тул эдгээр өгөгдөл дунджаас арай өндөр байна. Хэрэв циклон удаан үргэлжилж байвал өвлийн сард үйлдвэрлэх хэмжээ 100-150 кВт * цагаас хэтрэхгүй байх магадлалтай.
Үзүүлсэн утгууд нь киловатт бөгөөд үүнийг нарны хавтангаас шууд авах боломжтой. Эцсийн хэрэглэгчдэд хэр их энерги хүрэх нь цахилгаан хангамжийн системд суурилуулсан нэмэлт тоног төхөөрөмжийн онцлогоос хамаарна. Бид тэдний талаар дараа ярих болно.
Таны харж байгаагаар өгөгдсөн хүчийг үйлдвэрлэхэд шаардлагатай нарны эсийн тоог зөвхөн ойролцоогоор тооцоолж болно. Илүү нарийвчлалтай тооцооллыг хийхийн тулд олон тооны параметрүүдээс (таны сайтын газарзүйн байршлыг оруулаад) шаардагдах батерейг тодорхойлоход туслах тусгай програмууд болон нарны эрчим хүчний онлайн тооцоолууруудыг ашиглахыг зөвлөж байна.
Хэрэв анх удаа фотоэлектрик хавтанг зөв тооцоолох боломжгүй байсан бол (мөн мэргэжлийн бус хүмүүс үүнтэй төстэй асуудал тулгардаг) маш чухал биш юм. Алдагдсан хүчийг хэд хэдэн нэмэлт зураг суурилуулах замаар үргэлж хийж болно.
Гурван төрлийн төхөөрөмж байдаг.
Асаах, унтраах - зайгаа нарны батерейгаар холбодог эсвэл салгасан төхөөрөмж, түүний терминал дахь хүчдэлийн түвшингээс хамаарна. Цэнэглэх түвшин 70% тогтвортой байна.
PWM хянагч - модуляци нь цэнэглэх сүүлийн үе шатанд 100% цэнэглэх боломжийг танд олгоно.
MRI хийдэг - эдгээр төхөөрөмжүүд нь нарны зайнаас хүлээн авсан энергийн параметрүүдийг зайгаа цэнэглэхэд хамгийн тохиромжтой болгож хөрвүүлдэг бөгөөд үр ашгийг нь 30% хүртэл нэмэгдүүлдэг.
Хөрвүүлэгч - нарны модулиудаас хүлээн авсан шууд гүйдлийг 220 В-ийн ээлжит хүчдэл болгон хувиргадаг төхөөрөмж.
Энэ нь ихэнх төрлийн гэр ахуйн цахилгаан хэрэгсэлд ажиллаж буй ялгаа юм. Инвертерийг гурван хувилбарт ашиглах боломжтой: дангаар, сүлжээ, эрлийз. Эхнийх нь гадаад цахилгаан сүлжээнд холбогддоггүй. Сүлжээнд (сүлжээнд) зөвхөн төвлөрсөн сүлжээгээр ажилладаг.
Хувиргах функцээс гадна ийм хөрвүүлэгч нь одоогийн далайц, хүчдэлийн давтамж болон бусад сүлжээний параметрүүдийг тохируулах боломжтой. Гибрид (эрлийз) хувиргагч нь бие даасан болон сүлжээний тоног төхөөрөмжийн аль алиных нь үүргийг гүйцэтгэдэг. Төвийн цахилгаан хангамж ажиллаж байх үед нарны батерейгаас хамгийн их хүчийг авдаг бөгөөд хэрэв ерөнхий сүлжээ салгагдсан бол бүрэн бие даасан ажилладаг.
Фотоэлектрик эсүүдийн төрөл зүйл
Энэ бүлгийн тусламжтайгаар бид хамгийн нийтлэг гэрэл зургийн эсүүдийн давуу болон сул талуудтай холбоотой буруу ойлголтуудыг арилгахыг хичээх болно. Энэ нь танд зөв төхөөрөмжийг сонгоход хялбар болгоно. Нарны эсийн монокристаллин ба поликристин цахиурын модулиудыг өнөө үед өргөн ашиглаж байна.
Энэ бол дан болор модулийн ердийн нарны эс (эс) -ийг яг нарийн харуулсан бөгөөд үүнийг муруй булангаар нь нарийн ялгаж чаддаг.
Доорх нь поликристолын эсийн зураг.
Аль модуль илүү дээр вэ? FORUMHOUSE хэрэглэгчид энэ талаар идэвхтэй маргаж байна.Хэн нэгэн нь поликристулийн модулиуд нь үүлэрхэг цаг агаарт илүү үр дүнтэй ажилладаг гэж үздэг бол монокристалл хавтангууд нь нартай өдөр маш сайн гүйцэтгэл үзүүлдэг.
Надад моно байна - 175 ваттыг 230 ваттын дор өгдөг. Гэхдээ би тэднээс татгалзаж, поликристаллуудад ханддаг. Тэнгэр цэлмэг байх үед ядаж л болороос цахилгаанаа асаагаарай, гэхдээ үүлэрхэг үед минийх огт ажиллахгүй.
Энэ тохиолдолд практик хэмжилт хийсний дараа танилцуулсан мэдэгдлийг бүрэн няцаасан эсэргүүцэгчид үргэлж байх болно.
Би эсрэгээр нь авдаг: поликристал нь бүдгэрэхэд маш мэдрэмтгий байдаг. Жижиг үүл нар тусах тусам үүссэн гүйдлийн хэмжээнд шууд нөлөөлдөг. Дашрамд хэлэхэд хүчдэл бараг өөрчлөгддөггүй. Ганц талст самбар нь илүү тогтвортой ажилладаг. Сайн гэрэлтүүлэгтэй бол хоёр самбар хоёулаа сайн ажилладаг: хоёр самбарын зарласан хүч нь 50Вт, эдгээр хоёулаа ижил 50Вт өгдөг. Эндээс харахад монопанель нь сайн гэрэлд илүү их хүч өгдөг гэсэн домог хэрхэн алга болсныг бид харж байна.
Хоёрдахь мэдэгдэл нь фотоэлектрик эсүүдийн амьдралд хамааралтай: поликристал нас нь дан кристал эсүүдээс хурдан байдаг. Албан ёсны статистикийг авч үзье: нэг дан болор хавтангийн хэвийн ашиглалтын хугацаа 30 жил байна (зарим үйлдвэрлэгчид ийм модулиуд 50 жил хүртэл ажиллах боломжтой гэж мэдэгдэж байна). Үүний зэрэгцээ поликристал хавтанг үр дүнтэй ашиглах хугацаа 20 жилээс хэтрэхгүй байна.
Үнэн хэрэгтээ, нарны хавтангийн хүч чадал нь ашиглалтын жил бүр тодорхой хувиар (0.67% - 0.71%) буурдаг. Үүний зэрэгцээ, үйл ажиллагааны эхний жилд тэдний хүч даруй 2% ба 3% буурч магадгүй юм (дан болор ба поликристал хавтангийн хувьд тус тусад нь). Таны харж байгаагаар ялгаа байгаа боловч ач холбогдолгүй юм. Хэрэв та үзүүлсэн үзүүлэлтүүд нь фотоэлектрик модулийн чанараас ихээхэн хамаардаг гэж үзвэл ялгааг үл тоомсорлож болно. Түүнчлэн, хайхрамжгүй үйлдвэрлэгчдийн хийсэн хямд үнэтэй дан болор хавтангууд ашиглалтын эхний жилд хүчнийхээ 20% -ийг алдсан тохиолдол байдаг. Дүгнэлт: PV модулийг үйлдвэрлэгч илүү найдвартай байх тусам түүний бүтээгдэхүүн илүү бат бөх байдаг.
Манай порталын олон хэрэглэгчид дан болор модулиуд нь поликристалаас үргэлж үнэтэй байдаг гэж мэдэгдсэн. Ихэнх үйлдвэрлэгчдийн хувьд үнийн ялгаа (нэг ваттын хүч чадлын хувьд) үнэхээр мэдэгдэхүйц байдаг бөгөөд энэ нь поликристал элементүүдийг худалдан авах илүү сонирхолтой болгодог. Үүнтэй маргах аргагүй байдаг. Гэхдээ нэг болор хавтангийн үр ашиг нь поликристалуудтай харьцуулахад илүү өндөр гэдэгтэй маргах аргагүй юм. Тиймээс, ажлын модулиудын ижил хүч чадал бүхий поликристал батерей нь том талбайтай болно. Өөрөөр хэлбэл, үнийн хувьд ялалт байгуулвал поликристал элементийг худалдан авагч талбайн алдагдалд орох боломжтой бөгөөд хэрэв SB-ийг суулгахад чөлөөт орон зай байхгүй бол түүнийг ийм тод ашиг тусаас нь хасах боломжтой юм.
Нийтлэг дан талстуудын хувьд үр ашиг нь дунджаар 17% -18%, поли-ийн хувьд 15% орчим байдаг. Ялгаа нь 2% -3% байна. Гэсэн хэдий ч талбайн хувьд энэ ялгаа 12% -17% байна. Аморф хавтангийн хувьд ялгаа нь бүр ч тодорхой болно: үр ашиг нь 8-10% -тай бол нэг талст самбар нь аморфтой харьцуулахад хагас дахин их байж болно.
Аморф хавтан нь тодорхой давуу талтай боловч хараахан хангалттай түгээмэл болоогүй байгаа өөр нэг төрөл юм: температурын өсөлттэй цахилгаан эрчим хүчний алдагдлын бага коэффициент, маш бага гэрэлд цахилгаан үүсгэх чадвар, нэг кВт үйлдвэрлэсэн эрчим хүчний харьцангуй хямд байдал гэх мэт. Байна. Түгээмэл тархах нэг шалтгаан нь тэдний хязгаарлагдмал үр ашигт оршино. Аморф модулийг уян хатан модуль гэж нэрлэдэг. Уян хатан бүтэц нь тэдгээрийг суурилуулах, задлах, хадгалах ажлыг ихээхэн хөнгөвчилдөг.
Энэ аймшигт сурталчилгаа хэн болохыг би мэдэхгүй. Тэдний үр ашиг нь бага, тэд бараг хоёр дахин их зай эзэлдэг бол нас ахих тусам талст шиг үр ашиг нь буурдаг. Сонгодог модулиуд нь 25% ашиглалтын хугацаандаа 20% -ийн үр ашиг алдах зориулалттай. Аморф нь одоогоор ганц ганц нэмэх зүйлтэй: тэд хар шил шиг харагддаг (та фасадыг ийм байдлаар бүрхэж болно).
Нарны хавтанг барих ажлын зүйлсийг сонгохдоо юуны өмнө та тэдний үйлдвэрлэгчийн нэр хүндэд анхаарлаа хандуулах хэрэгтэй. Эцсийн эцэст тэдний бодит гүйцэтгэлийн шинж чанар нь чанараас хамаардаг. Түүнчлэн, нарны модулиудыг суурилуулах нөхцөлийг анхаарч үзэхгүй байх хэрэгтэй: хэрэв нарны хавтанг суурилуулахад зориулагдсан зай хязгаарлагдмал байвал ганц талстыг ашиглах нь зүйтэй. Хэрэв чөлөөт зай байхгүй бол поликристалл эсвэл аморф хавтанг анхаарч үзээрэй. Сүүлийнх нь талст хавтангаас илүү практик байж болох юм.
Үйлдвэрлэгчдээс бэлэн хавтанг худалдаж авснаар та нарны хавтанг барих ажлыг ихээхэн хялбаршуулж чадна. Бүгдийг өөрийн гараар бүтээхийг илүүд үздэг хүмүүсийн хувьд нарны модулийг үйлдвэрлэх явцыг энэ зүйлийн үргэлжлэлд тайлбарлах болно. Мөн ойрын ирээдүйд нарны батерейг бүрэн ажиллуулж чадахгүй байгаа төхөөрөмж, батерей, хянагч, хөрвүүлэгч зэргийг сонгох шалгуурын талаар ярилцахаар төлөвлөж байна. Манай нийтлэлийн хангамжийг шинэчлэх талаар байнга холбоотой байгаарай.
Зураг дээр 2 самбар харагдаж байна: гар хийцийн дан болор 180 Вт (зүүн талд) ба үйлдвэрлэгчээс 100 Вт (баруун) поликристалл.
Та манай портал дээр хэлэлцэхэд нээлттэй байгаа холбогдох сэдвээр хамгийн түгээмэл энергийн өөр эх үүсвэрийн талаар олж мэдэх боломжтой. Автономит байшин барих тухай хэсэгт та өөр эрчим хүчний болон нарны хавтангуудын талаар сонирхолтой олон зүйлийг мэдэж авах боломжтой. Жижиг хэмжээний видео нь ердийн нарны цахилгаан станцын үндсэн элементүүдийн тухай, нарны хавтанг суурилуулах онцлог шинж чанаруудын талаар ярих болно.
Нарны зайн модулийн төрлүүд
Нарны хавтан-модулиудыг нарны эсүүдээс угсардаг, эс тэгвээс - фотоэлектрик хөрвүүлэгчид. Хоёр төрлийн УЕХ өргөн хэрэглээг олжээ.
Тэдгээрийг үйлдвэрлэхэд ашигладаг силикон хагас дамжуулагчийн төрлөөр ялгаатай байдаг.
- Поликристалл. Эдгээр нь урт хугацааны хөргөлтөөр цахиур хайлмалаар хийгдсэн нарны эсүүд юм. Энгийн үйлдвэрлэлийн арга нь үнийн боломжийн байдлыг тодорхойлдог боловч поликристалийн гүйцэтгэл нь 12% -иас хэтрэхгүй байна.
- Монокристал. Эдгээр нь зохиомлоор ургуулсан силикон болорын нимгэн ялтсуудыг хайчлах замаар олж авсан элементүүд юм. Хамгийн үр бүтээлтэй, үнэтэй сонголт. Бүс нутгийн дундаж үр ашиг нь 17% байдаг бөгөөд та нэг талст фотошопыг илүү өндөр үзүүлэлттэй олох боломжтой.
Нэг төрлийн гадаргуутай хавтгай дөрвөлжин хэлбэртэй поликристал нарны эсүүд. Монокристал зүйл нь зүсэгдсэн булан (псевдо-квадрат) бүхий нимгэн, нэгэн төрлийн гадаргуугийн бүтэцтэй квадратууд юм.
Ижил чадал бүхий эхний хувилбарын хавтан нь хоёрдахь хэмжээнээс арай том (18% -тай, 22% -тай). Гэхдээ хувь нь дунджаар арван хямд бөгөөд давамгайлсан эрэлт хэрэгцээтэй байдаг.
Автономит халаалттай эрчим хүчээр хангах нарны хавтанг сонгох дүрэм ба нюаны талаар эндээс уншиж болно.
Нарны зайг ажиллуулах зарчим
Төхөөрөмж нь нарны туяаг цахилгаан болгон шууд хувиргах зориулалттай. Энэ үйлдлийг фотоэлектрик эффект гэж нэрлэдэг. Элементүүдийг бүтээхэд ашигладаг хагас дамжуулагч (цахиурын өлгүүр) нь эерэг ба сөрөг цэнэгтэй электронуудтай бөгөөд n-давхарга (-) ба p-давхарга (+) гэсэн хоёр давхаргаас бүрдэнэ. Нарны гэрлийн нөлөөн дор хэт их электронууд давхрагаас тогшиж, өөр давхаргад хоосон зайг эзэлдэг. Энэ нь чөлөөт электронууд байнга хөдөлж, нэг хавтангаас нөгөөд шилжих, батерейнд хуримтлагддаг цахилгаан үүсгэдэг.
Нарны зай хэрхэн ажилладаг нь түүний төхөөрөмжөөс ихээхэн хамаардаг. Эхэндээ нарны эсийг цахиураар хийсэн. Цахиурыг цэвэрлэх үйл явц нь нэлээд хөдөлмөр, үнэтэй тул кадми, зэс, галий, индиумын нэгдлүүдээс өөр фотокеллель бүхий загваруудыг боловсруулж байгаа боловч бүтээмж багатай байна.
Технологи хөгжихийн хэрээр нарны хавтангийн үр ашиг өссөн. Өнөөдрийг хүртэл энэ тоо зууны эхэнд бүртгэгдсэн нэг хувиас хорин хувиас дээш өсчээ. Энэ нь эдгээр өдрүүдэд хавтанг зөвхөн дотоодын хэрэгцээнд төдийгүй үйлдвэрлэлийн зориулалтаар ашиглах боломжийг бидэнд олгодог.
Үзүүлэлт
Нарны зайны төхөөрөмж нь маш энгийн бөгөөд хэд хэдэн бүрэлдэхүүн хэсгээс бүрдэнэ.
- Шууд нарны хавтан / нарны хавтан,
- Шууд гүйдлийг ээлжлэн гүйдэл болгон хувиргадаг инвертер.
- Зайны түвшний хянагч.
Нарны зайны батерейг шаардлагатай функцийг харгалзан худалдаж авах хэрэгтэй. Тэд хуримтлагдаж, цахилгааныг өгдөг. Хувьцаа, хэрэглээ нь өдрийн туршид тохиолддог бөгөөд шөнийн цагаар хуримтлагдсан цэнэгийг л авдаг. Тиймээс эрчим хүчний байнгын, тасралтгүй хангамж байдаг.
Хэт их цэнэглэж, цэнэгээ алдах нь батерейны ашиглалтын хугацааг богиносгодог. Нарны цэнэг хянагч нь хамгийн дээд үзүүлэлтүүдэд хүрэх үед батерей дахь энерги хуримтлалыг автоматаар зогсоож, хүчтэй цэнэглэгдсэн тохиолдолд төхөөрөмжийн ачааллыг салгадаг.
(Tesla Powerwall - 7 кВт-ын нарны зайны батерей, цахилгаан тээврийн хэрэгслийн гэр цэнэглэгч)
Нарны хавтангуудад зориулсан сүлжээний инвертер нь дизайны хамгийн чухал элемент юм. Энэ нь нарны гэрлээс хүлээн авсан энергийг янз бүрийн хүчин чадлын ээлжит гүйдэл болгон хувиргадаг. Синхрон хувиргагч бөгөөд энэ нь давтамж ба фаз дахь цахилгаан гүйдлийн гаралтын хүчдэлийг тогтмол сүлжээнд нэгтгэдэг.
Зургийг цуврал болон зэрэгцээ байдлаар холбож болно. Сүүлчийн сонголт нь хүч, хүчдэл ба гүйдлийн параметрүүдийг нэмэгдүүлж, нэг элемент үйл ажиллагаагаа алдаж байсан ч төхөөрөмжийг ажиллуулах боломжийг олгодог. Хосолсон загварыг хоёр схемийг ашиглан хийдэг. Хавтангийн ашиглалтын хугацаа 25 жил байна.
Нарны суурилуулалт
Хэрэв барилга байгууламжийг орон сууцны зайг цахилгаанжуулахад ашиглах бол угсралтын газрыг сайтар сонгох хэрэгтэй. Хэрвээ хавтангууд нь өндөр барилга байгууламж эсвэл модоор хүрээлэгдсэн бол шаардлагатай эрчим хүчийг авахад хэцүү байх болно. Тэд нарны гэрлийн цацраг хамгийн их байх ёстой, өөрөөр хэлбэл урд зүг рүү байрлуулах ёстой. Дизайныг өнцгөөр суулгах нь илүү дээр бөгөөд энэ нь системийн байршлын байршлын газарзүйн өргөрөгтэй тэнцүү юм.
Нарны хавтанг байрлуулах хэрэгтэй бөгөөд ингэснээр эзэмшигч нь тоос, шороо, цасыг үе үе цэвэрлэх чадвартай байдаг тул энэ нь эрчим хүч гаргах чадвар буурахад хүргэдэг.
Барилгын эрчим хүчний хангамж
Нарны коллекторууд шиг том хэмжээтэй нарны хавтангууд нь олон тооны нартай өдрүүд бүхий халуун орны болон субтропикийн бүс нутагт өргөн хэрэглэгддэг. Ялангуяа Газар дундын тэнгисийн орнуудад алдартай бөгөөд байшингийн дээвэр дээр байрладаг.
2007 оны 3-р сараас хойш Испанид шинэ байшингууд нарны ус халаагчаар тоноглогдсон бөгөөд байшингийн байршил, хүлээгдэж буй усны зарцуулалтаас хамааран халуун усны хэрэгцээний 30% -иас 70% -ийг бие даан хангаж байна. Орон сууцны бус барилга байгууламжууд (худалдааны төв, эмнэлэг гэх мэт) гэрэл зургийн аппараттай байх ёстой.
Одоогийн байдлаар нарны гэрэлд шилжсэн нь хүмүүсийн дунд нэлээд шүүмжлэл дагуулж байна. Энэ нь цахилгаан эрчим хүчний үнэ өндөр, байгалийн ландшафтын байдалтай холбоотой юм. Нарны хавтангууд руу шилжихийг эсэргүүцэгчид нар ийм шилжилтийг шүүмжилж байна. Учир нь нарны хавтан, салхин цахилгаан станц суурилуулсан байшин, газар өмчлөгчид улсаас татаас авдаг боловч энгийн түрээслэгчид нь тийм биш юм. Үүнтэй холбогдуулан Германы Холбооны Эдийн засгийн яам ойрын ирээдүйд фотоэлектрик суурилуулалт эсвэл дулааны цахилгаан станцын эрчим хүчээр хангаж байгаа байшинд амьдардаг түрээслэгчдэд урамшуулал олгох боломжийг олгох хуулийн төслийг боловсруулжээ. Эрчим хүчний өөр эх үүсвэр ашигладаг байшингийн эздэд татаас өгөхөөс гадна эдгээр байшинд амьдардаг түрээслэгчдэд татаас өгөх төлөвлөгөөтэй байгаа.
Замын гадаргуу
- 2014 онд Нидерландад дэлхийн хамгийн анхны нарны хүчдэл бүхий дугуйн зам нээгдэв.
- 2016 онд Францын Экологи, Эрчим хүчний сайд Сеголене Рояал барьсан цочрол, халуунд тэсвэртэй нарны хавтан бүхий 1000 км замыг барихаар төлөвлөж байгаагаа зарлав. Ийм замын 1 км нь 5000 хүний цахилгаан эрчим хүчний хэрэгцээг хангах боломжтой гэж үзэж байна (халаалтаас бусад) [эрхгүй эх сурвалж?] .
- 2017 оны 2-р сард Францын засгийн газраас Туруовре-ау-Перше хотын Норман тосгонд нарны эрчим хүчээр ажилладаг замыг нээлээ. Нэг км урттай замын хэсэг нь 2880 нарны хавтангаар тоноглогдсон байна. Ийм хучилтын ажил нь тосгоны гэрэлтүүлгийг цахилгаан эрчим хүчээр хангах болно. Уг самбарууд нь жилд 280 мегаваттын цахилгаан эрчим хүч үйлдвэрлэх юм. Уг замын нэг хэсгийг барихад 5 сая евро зарцуулсан байна.
- Мөн зам дээр бие даасан гэрлэн дохиог асаахад ашигладаг
Нарны цахилгаан станцын иж бүрэн
Таны цахилгаан станцад тохирох бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг сонгохын тулд төхөөрөмжүүдийн тоо, тэдгээрийн хүчийг тодорхойлох шаардлагатай. Тодорхой болгохын тулд тодорхой жишээг авч үзэх нь илүү дээр юм: 3-р сараас 9-р сар хүртэл амьдардаг Рязань хотын захад зуслангийн байшин байдаг.
Нарны хавтангийн иж бүрдэл нь: нарны хавтан, инвертер, бэхэлгээ, нэмэлт материал (кабель, автомат машин гэх мэт) орно.Өдөр тутмын дундаж хэрэглээ 10,000 Вт / цаг, ачаалал дунджаар 500 ватт, хамгийн их ачаалал нь 1000 ватт. Бид дээд ачааллыг тооцоолж, дээд хэмжээг 25% -иар нэмэгдүүлдэг: 1000 x 1.25 = 1250 ватт.
Сансрын хэрэглээ
Нарны зай нь сансрын хөлөг дээр цахилгаан энерги үүсгэх гол арга замуудын нэг юм: тэд ямар ч материалыг ашиглахгүйгээр удаан хугацаагаар ажилладаг бөгөөд цөмийн болон радиоизотопын энергийн эх үүсвэрээс ялгаатай нь байгаль орчинд ээлтэй байдаг.
Гэсэн хэдий ч нарнаас маш хол зайд нисэх үед (Ангарагийн тойрог замаас цааш) нисэх үед нарны энергийн урсгал нь Нараас хол байгаа квадраттай урвуу хамааралтай тул тэдгээрийн ашиглалт асуудалтай болно. Сугар гариг болон мөнгөн ус руу нисэх үед эсрэгээрээ нарны зайны хүч ихээхэн нэмэгддэг (Сугар гаригийн бүсэд 2 дахин, Буд гаригийн бүсэд 6 дахин их).
Одоогийн хүчдэл
Хамгийн түгээмэл батерейны зэрэглэл нь 12 В-ын үр дүн юм. Нарны станцын хянагч, инвертер гэх мэт эдгээр бүрэлдэхүүн хэсгүүд нь 12-оос 48 В.-ын хүчдэлд зориулагдсан байдаг. 12 В батерейтай байх нь тохиромжтой, учир нь бүтэлгүйтсэн тохиолдолд та тэдгээрийг нэг нэгээр нь сольж болно. Байна.
Батерейг ажиллуулах онцлог шинж чанар дээр үндэслэн хоёр дахин их хүчдэлтэй үед зөвхөн хос солих боломжтой. 48 V сүлжээнд бүх дөрвөн батерейг нэг салбар дээр өөрчлөх шаардлагатай бөгөөд 48 В нь цахилгаан аюулгүй байдлын үүднээс аль хэдийн аюул учруулж байна. Өөр нэг өнцгөөс харахад хүчдэл их байх тусам жижиг хөндлөн огтлолын утас шаардагдах бөгөөд холбоо барих нь илүү найдвартай байх болно.
Үнэлгээг сонгохдоо хөрвүүлэгчдийн хүч шинж чанар ба оргил ачааллын утгыг хоёуланг нь авч үзэх шаардлагатай.
48 V - 3-6 кВт,
24 эсвэл 48 V - 1.5-аас 3 кВт хүртэл,
12, 24, 48V - 1, 5 кВт хүртэл.
Хэрэв батерейны хүчин чадал ба үнэ ойролцоогоор тэнцүү бол сонголтыг хамгийн их халах гүн, зөвшөөрөгдөх гүйдлийн хамгийн их утгатай зай дээр зогсоох хэрэгтэй.Энэ үзүүлэлт 30-50% -иас хэтрэхгүй бол батерейны ашиглалтын хугацаа ихээхэн нэмэгддэг.
“Батерейг сонгох гол шалгуур бол найдвартай байдал байх ёстой. Тодорхой тохиолдолд анхны хүчдэл 24 В байх болно.
Нарны эсийг сонгох
Нарны зайны хүчийг дараах томъёогоор тооцоолно. Pcm = (1000 x Yesut) / (K x Sin) Үүнд:
Rcm - нарны зайны чадлын нийлбэртэй тэнцэх ватт дахь батерейны хүч, 1000 - кВт / м²-д нарны эсийн мэдрэх чадвар,
Есут - кВт.ц-ийн өдөр тутмын цахилгаан эрчим хүчний хэрэглээ (сонгосон бүсэд - 18). К коэффициент нь бүх алдагдлыг улирлын байдлаар харгалзан үздэг: зуны улиралд - 0.7, өвлийн хувьд - 0.5.
Нүгэл - хавтангийн хамгийн ашигтай налуу дээр кВ х / м² (хүснэгтийн утга) дахь нарны цацрагийн нуралт. Та энэ параметрийг тухайн бүс нутгийн цаг уурын албанаас олж мэдэх боломжтой. Хавар, намрын улиралд нарны хавтанг суурилуулах оновчтой өнцөг нь өргөрөгийн утгатай ижил байна.
Зуны улиралд 15⁰ хасах хэрэгтэй, өвлийн улиралд - 15⁰-ыг нэмэх хэрэгтэй. Самбарууд нь өөрсдийгөө урд зүг рүү чиглүүлэх ёстой. Жишээнээс авсан бүс нь 55 latitude өргөрөгт байрладаг.
Биднийг сонирхож үзэх цаг 3-р сараас 9-р сар хүртэл буурдаг тул бид зуны зүг налуу өнцгийг - 40⁰ газартай харьцуулж үздэг. Энэ тохиолдолд энэ талбайн өдрийн нойргүйдэл дунджаар 4.73 байна.
Бид эдгээр бүх өгөгдлийг томъёонд орлуулж, үйлдлийг гүйцэтгэнэ.
Pcm = 1000 x 12: (0.7 x 4.73) ≈ 3 600 Вт байна .
Хэрэв зайг бүрдүүлдэг модулиуд нь 100 ватт хүч чадалтай бол 36 нэгжийг худалдаж авах шаардлагатай. Тэдгээрийг байрлуулахын тулд танд 5х5 м хэмжээтэй платформ хэрэгтэй бөгөөд бүтэц нь ойролцоогоор 0.3 тонн жинтэй болно.
Зайны угсралт
Зайны багцыг зохион байгуулахдаа дараахь нүхүүдийг анхаарч үзэх хэрэгтэй. Машинд зориулагдсан ердийн батерей нь ийм зориулалтын хувьд тохиромжгүй, "SOLAR" бичээс нь нарны хавтан дээр байх ёстой, худалдаж авсан бүх батерей нь ижил параметртэй байх ёстой бөгөөд хамгийн тохиромжтой нь ижил үйлдвэрлэлийн багцад хамаарна. , элементүүдийг дулаан өрөөнд байрлуулах шаардлагатай бөгөөд хамгийн оновчтой - 25⁰.
Шинэ батерей худалдаж авах шаардлагагүй, учир нь ашигласан батерей нь энэ зорилгоор маш сайн байдаг. Хэрэв температур -5⁰ хүртэл буурвал батерейны хүчин чадал 50% буурна. 100 А / цаг хүчин чадалтай 12 вольт АВ-ийн жишээнд хэрэглэгчийг нэг цаг тутамд 1200 Вт цахилгаан эрчим хүчээр хангах боломжтойг харж болно.
Үнэн бол үүнийг батерейг бүрэн цэнэггүй болгох замаар дагаж мөрдөх бөгөөд энэ нь туйлын хүсээгүй зүйл юм. 60% нь гадагшлуулах "алтан дундаж" гэж тооцогддог тул бид 100 А / цаг тутамд эрчим хүчний нөөцийг 600 Вт / ц (1000 Вт / цаг х 60%) авдаг. Эхний батарейг суурин залгуураас 100% цэнэглэж байх ёстой.
Нөөц нь шөнийн ачааллыг нөхөхөд хангалттай байх ёстой бөгөөд хэрэв цаг агаар үүлэрхэг байвал систем ажиллахын тулд өдрийн турш шаардлагатай параметрүүдийг өгнө. Хэт их батерейг авах нь хүсээгүй юм тэд үргэлж цэнэглэгдэх бөгөөд бага үргэлжлэх болно.
Хамгийн чадварлаг шийдэл бол өдөр тутмын цахилгаан эрчим хүчний хэрэглээг хамардаг нөөцтэй батерейны багц юм. Бид батерейны нийт багтаамжийг тодорхойлдог: (10,000 Вт / цаг: 600 Вт / цаг) х 100 А / ц = 1667 А / цаг Тиймээс нарны цахилгаан станцыг тодорхой жишээгээс тоноглохын тулд 100 А / цаг хүчин чадалтай 16 АВ буюу 8-аас 200 хүртэл хүчдэл шаардагдана. цуваа-зэрэгцээ.
Хянагчийг хэрхэн сонгох вэ
Хянагчийн сонголт нь өөрийн онцлог шинж чанартай байдаг. Зөв сонгогдсон хянагч нь:
1. Батерейны ийм олон үе шаттай цэнэгийг хангахын тулд тэдгээрийн ашиглалтын хугацааг нэмэгдүүлнэ.
2. АВ ба нарны батерейг автомат холболттой холболт / салгах ажлыг цэнэглэх, цэнэглэхтэй хамт холбож гүйцэтгэнэ.
3. Нарны зайнаас ачааллыг батерей болон урвуу дарааллаар холбоно.
Нарны цэнэгийн хянагч нь батерейтай нэг өрөөнд байх ёстой бөгөөд үүний тулд түүний оролтын параметрүүд нь нарны модулийн харгалзах утгатай тохирч байх ёстой бөгөөд гаралт нь системийн доторх зөрүүтэй ижил хүчдэлтэй байх ёстой.
Хянагчийн зөв зөв сонгогдсон эсэхээс их зүйл шалтгаална: зайны багц, нарны системийг бүхэлд нь ажиллуулах. Хэрэв та гэрэлтүүлэг нь хүчийг хянагчнаас шууд авдаг гэдэгт итгэлтэй байгаа бол инвертер худалдаж авахдаа мөнгө хэмнэх боломжтой - хямд сонголтыг худалдаж аваарай.
Хөрвүүлэгчийг хэрхэн сонгох вэ Инвертерийн үүрэг бол удаан хугацааны туршид оргил ачаалал өгөх явдал юм.
Энэ нь түүний оролтын хүчдэл нь системийн доторх зөрүүтэй ижил байвал боломжтой юм.
Хувиргагчийг сонгохдоо хамгийн сайн сонголт бол "Хянагчийн функцтэй инвертер" болно. Дараах шалгуурууд чухал юм: Синус долгионы хэлбэр ба гүйдэл нь ээлжлэн өөрчлөгддөг. 50 Гц давтамжтай синусойд ойрхон байх нь өндөр үр ашгийн баталгаа юм.
Хамгийн тохиромжтой нь, хэрэв энэ үзүүлэлт 90% -иас дээш байвал. Төхөөрөмжийн өөрийн зарцуулалт нь нарны системийн нийт эрчим хүчний хэрэглээтэй тохирч байх ёстой. Хамгийн сайн нь - 1% хүртэл. Төхөөрөмж нь богино хугацааны давхар ачааллыг тэсвэрлэх ёстой.
Өгүүлэлд үзүүлсэн зөвлөмж, тооцооллын жишээ нь гэрт нарны цахилгаан станц суурилуулахад тусална. Эдгээр нь том зуслангийн байшин, жижиг орны байшинд тохиромжтой.
Нарны эрчим хүчээр хангах ажлын схем
Нарны эрчим хүчний хангамжийн системийг бүрдүүлж буй зангилаануудын нууцлаг байдлаар гарч ирэх нэрсийг хараад та төхөөрөмжийн хэт техникийн нарийн төвөгтэй байдлын талаархи ойлголтыг олж авдаг.
Фотоны амьдралын микро түвшинд ийм байна. Цахилгаан хэлхээний ерөнхий хэлхээ ба түүний ажиллах зарчим маш энгийн харагдаж байна. Тэнгэрийн гэрэлтүүлгээс "Ильичийн чийдэн" хүртэлх ердөө дөрвөн алхам бий.
Нарны модуль нь цахилгаан станцын анхны бүрэлдэхүүн хэсэг юм. Эдгээр нь тодорхой тооны стандарт фото хавтангуудаас угсарсан нимгэн тэгш өнцөгт хавтангууд юм. Үйлдвэрлэгчид фото хавтангуудыг цахилгаан хүчдэл, хүчдэлээр ялгаатай, 12 вольтын хүчээр хийдэг.
Хавтгай хэлбэртэй төхөөрөмжүүд нь шууд цацрагт өртсөн гадаргуу дээр тав тухтай байрладаг. Модулийн нэгжүүд нь нарны батерейг хооронд нь холбож хоорондоо холбогддог. Зайны даалгавар бол өгөгдсөн утгын тогтмол гүйдлийг гаргаж нарны хүлээн авсан энергийг хувиргах явдал юм.
Цахилгаан цэнэг хадгалах төхөөрөмж - нарны зайны батерейг хүн бүхэн мэддэг. Нарнаас эрчим хүчний хангамжийн систем дэх тэдний үүрэг уламжлалт шинж чанартай байдаг. Гэрийн хэрэглэгчид төвлөрсөн сүлжээнд холбогдсон үед эрчим хүчний дэлгүүрүүд цахилгаан эрчим хүчээр хадгалагддаг.
Хэрэв тэд нарны модулийн гүйдэл нь цахилгаан хэрэгслийн хэрэглэсэн эрчим хүчийг хангахад хангалттай байвал тэдгээрийн илүүдлийг хуримтлуулдаг.
Батерейны багц нь хэлхээнд шаардлагатай хэмжээний энерги өгч, хэрэглээ нь нэмэгдсэн утга хүртэл тогтвортой хүчдэлийг хадгалдаг. Үүнтэй ижил зүйл тохиолддог, жишээлбэл, шөнийн цагаар гэрэл зургийн самбаргүй эсвэл нартай цаг агаартай үед.
Хянагч нь нарны модуль ба батерейны хоорондох электрон зуучлагч юм. Үүний үүрэг нь зайны түвшинг зохицуулахад оршино. Төхөөрөмж нь бүхэл нарны системийн тогтвортой үйл ажиллагаанд шаардагдах тодорхой хэмээс доогуур цахилгаан потенциалыг дахин цэнэглэх, унахаас сэргийлж өгдөг.
Эргэж харвал нарны хавтанг хувиргагч гэсэн нэр томъёоны дууг маш нарийн тайлбарлав. Тиймээ, үнэн хэрэгтээ энэ хэсэг нь цахилгаан инженерүүдэд хэзээ нэгэн цагт зохиомол санагдаж байсан функцийг гүйцэтгэдэг.
Энэ нь нарны модуль ба батерейны шууд гүйдлийг 220 вольтын зөрүүтэй ээлжит гүйдэл болгон хувиргадаг. Энэ нь гэр ахуйн цахилгаан хэрэгслийн дийлэнх хэсэгт ажилладаг хүчдэл юм.
Оргил ачаалал ба хоногийн дундаж хэрэглээ
Өөрийнхөө нарны станцтай болсонд таатай байх болно. Нарны энергийн хүчийг эзэмших зам дээрх эхний алхам бол киловатт хамгийн оновчтой оргил ачаалал, байшин эсвэл зуны зуслангийн байшингийн киловатт цагт зарцуулдаг эрчим хүчний дундаж хэрэглээг тодорхойлох явдал юм.
Оргил ачаалал нь хэд хэдэн цахилгаан төхөөрөмжийг нэг дор асаах хэрэгцээний үр дүнд бий болдог бөгөөд тэдгээрийн заримын хэт их ассан шинж чанарыг харгалзан тэдгээрийн нийт хүчээр тодорхойлогддог.
Хамгийн их цахилгаан зарцуулалтыг тооцоолох нь аль цахилгаан хэрэгслийг нэгэн зэрэг ажиллуулах зайлшгүй шаардлагатай байгааг тодорхойлох боломжийг олгодог. Энэ үзүүлэлт нь цахилгаан станцын зангилааны тэжээлийн шинж чанар, өөрөөр хэлбэл төхөөрөмжийн нийт өртөгт нийцдэг.
Цахилгаан төхөөрөмжийн өдөр тутмын эрчим хүчний хэрэглээг тухайн сүлжээнд ажиллаж байсан хугацаанд (зарцуулсан цахилгаан) тухайн хүний бие даасан чадлын бүтээгдхүүнээр хэмждэг. Өдөр тутмын эрчим хүчний нийт хэрэглээг өдөр тутам хэрэглэгч бүрийн хэрэглээний цахилгаан эрчим хүчний нийлбэрээр тооцно.
Эрчим хүчний хэрэглээний үр дүн нь нарны цахилгааны хэрэглээг оновчтой болгоход тусална. Тооцооллын үр дүн нь батерейны хүчин чадлыг цаашид тооцоолоход чухал ач холбогдолтой юм. Системийн чухал бүрэлдэхүүн хэсэг болох батерейны багцын үнэ нь энэ параметрээс бүр ч их хамаарна.
Арифметик тооцоололд бэлтгэх
Эхний баганыг уламжлалт байдлаар зурна - серийн дугаар. Хоёрдахь багана нь төхөөрөмжийн нэр юм. Гурав дахь нь түүний бие даасан эрчим хүчний хэрэглээ юм.
Дөрөв дэхээс хорин долоодугаар сарын хоорондох багана нь 00-аас 24-ний өдрийн цагийн хуваарь юм. Тэдэнд хэвтээ бутархай шугамаар дараахь зүйлийг оруулна.
- тоологч дээр - тухайн цагийн хугацаанд төхөөрөмжийн ашиглалтын хугацаа аравтын хэлбэрээр (0,0),
- гэж нэрлэдэг нь түүний бие даасан эрчим хүчний хэрэглээ юм (энэ давталт нь цагийн ачааллыг тооцоолоход шаардлагатай болно).
Хорин найм дахь багана нь гэр ахуйн цахилгаан хэрэгсэл өдрийн турш ажилласан нийт хугацаа юм. Хорин ес дэх үед хувь хүний эрчим хүчний хэрэглээг өдөр тутмын үйл ажиллагааны хугацаатай үржүүлсний үр дүнд төхөөрөмжийн хувийн зарцуулалтыг бүртгэдэг.
Гучин дахь багана нь бас стандарт - тэмдэглэл. Энэ нь завсрын тооцоонд ашигтай болно.
Хэрэглэгчийн тодорхойлолт
Тооцооллын дараагийн үе шат бол тэмдэглэлийн дэвтэрийн хуудсыг гэр ахуйн цахилгаан хэрэглэгчдэд зориулан тодорхойлолт болгон хувиргах явдал юм. Эхний багана нь тодорхой байна. Мөрийн дугаарууд энд байна.
Хоёрдахь баганад эрчим хүчний хэрэглэгчдийн нэрс орсон байна. Хонгилыг цахилгаан хэрэгслээр дүүргэж эхлэхийг зөвлөж байна. Дараахь өрөөнүүдийг цагийн зүүний эсрэг эсвэл цагийн зүүний дагуу (таны хүссэнээр) дүрсэлсэн болно.
Хэрэв хоёрдахь (гэх мэт) шал байгаа бол процедур нь адилхан: шатнаас - тойрог зам. Үүний зэрэгцээ шат шатны төхөөрөмж, гудамжны гэрэлтүүлгийг мартаж болохгүй.
Гуравдахь баганыг хоёрдахь зам дагуух цахилгаан төхөөрөмж бүрийн нэрний эсрэг хүчээр дүүргэх нь дээр.
Дөрөвөөс хорин долоон хүртэлх багана нь өдрийн цаг бүрт тохирч байна. Тохиромжтой болгохын тулд тэдгээрийг нэн даруй шугамын голд хэвтээ шугамаар гаргаж болно. Үүссэн мөрүүдийн дээд хагас нь тоологчидтой адил, доод талууд нь нийлбэр юм.
Эдгээр багана нь шугамаар шугамаар дүүргэгдсэн байдаг. Тоолуурыг цаг хугацааны интервалаар аравтын хэлбэрээр (0,0) хувааж, тодорхой цагийн хугацаанд өгөгдсөн цахилгаан хэрэгслийн ажиллах хугацааг тусгасан болно. Тоолууртай зэрэгцэн гуравдагч баганаас авсан төхөөрөмжийн хүчийг заагчаар оруулна.
Цагийн бүх баганууд дүүрсэний дараа тэдгээр нь цахилгаан хэрэгслийн өдөр тутмын ажлын цагийг тооцоолж, шугамуудаараа үргэлжлүүлдэг. Үр дүнг хорин найман баганын харгалзах нүдэнд тэмдэглэнэ.
Эрчим хүч, ажлын цаг хугацааг үндэслэн бүх хэрэглэгчдийн өдөр тутмын эрчим хүчний хэрэглээг дарааллаар тооцдог. Хорин ес дэх баганын нүдэнд тэмдэглэгдсэн байдаг.
Тодорхойлолтын бүх мөр, баганыг бөглөхдөө тэдгээрийн дүнг тооцоолно. График хүчийг цагийн багануудын илэрхийллээс нэмж цаг тутамд ачааллыг авдаг. Хорин ес дэх баганы өдрийн эрчим хүчний хэрэглээний хувь хэмжээг дээрээс доош харуулснаар тэд нийт өдрийн дундаж хэмжээг олдог.
Тооцоололд ирээдүйн системийн өөрийн хэрэглээ зэргийг багтаахгүй. Энэ хүчин зүйлийг дараагийн тооцоонд туслах коэффициентээр харгалзан үздэг.
Мэдээллийг задлан шинжлэх, оновчтой болгох
Хэрэв нарны эрчим хүчийг нөөц хэлбэрээр хийхээр төлөвлөж байгаа бол цаг тутамд хэрэглэх эрчим хүчний хэрэглээ, өдрийн дундаж эрчим хүчний хэрэглээний өгөгдөл нь нарны эрчим хүчний хэрэглээг багасгахад тусалдаг.
Үүнд төвлөрсөн эрчим хүчийг сэргээн засварлах хүртэл эрчим хүч ихтэй хэрэглэгчдийг ашиглахаас зайлсхийх замаар, ялангуяа оргил ачааллын үед хүрдэг.
Хэрэв нарны эрчим хүчний системийг тогтмол эрчим хүчний хангамжийн эх үүсвэр болгон зохион бүтээсэн бол цагийн ачааллын үр дүнг урагшлуулна. Өдрийн туршид цахилгаан эрчим хүчний хэрэглээг илүү их давамгайлж буй өндөр, уналтад хүргэх байдлаар хуваарилах нь чухал юм.
Оргил үеийг хасч, хамгийн их ачааллыг тэнцүүлэх, цаг хугацааны явцад эрчим хүчний хэрэглээний огцом бууралтыг арилгах нь нарны системийн зангилааны хамгийн хэмнэлттэй хувилбарыг сонгох, нарны станцын тогтвортой, хамгийн чухал, асуудалгүй ажиллуулах боломжийг олгодог.
Оруулсан зураглал нь цочромтгой хуваарийн нийлмэл үзүүлэлтүүдийн үндсэн дээр олж авсан өөрчлөлтийг оновчтой байдлаар харуулав. Өдөр тутмын хэрэглээний үзүүлэлтийг 18-аас 12 кВт / цаг, цагийн дундаж ачаалал 750-аас 500 ватт хүртэл бууруулдаг.
Нарны гэрлийн хүчийг нөөц болгон ашиглах тохиолдолд өөдрөг байдлын ижил зарчим нь ашигтай байдаг. Түр зуурын тав тухгүй байдлыг бий болгохын тулд нарны модуль ба батерейны хүчийг нэмэгдүүлэхэд мөнгө зарцуулах шаардлагагүй болно.
Нарны цахилгаан станцын зангилаа сонгох
Тооцооллыг хялбарчлахын тулд бид нарны зайг цахилгаан эрчим хүчээр хангах гол эх үүсвэр болгон ашиглах хувилбарыг авч үзэх болно. Хэрэглэгч нь 3-р сараас 9-р сар хүртэл байнга оршин суудаг Рязанийн бүсийн нөхцөлт орон сууцны байшин байх болно.
Дээр дурдсан цаг тутамд зарцуулсан эрчим хүчний зарцуулалтыг оновчтой хуваарийн өгөгдөл дээр үндэслэсэн практик тооцоолол нь үндэслэлийг тодорхой болгох болно.
- Өдөр тутмын дундаж эрчим хүчний хэрэглээ = 12,000 ватт / цаг.
- Ачааллын дундаж хэрэглээ = 500 ватт.
- Хамгийн их ачаалал 1200 ватт.
- Оргил ачаалал 1200 x 1.25 = 1500 ватт (+ 25%).
Нарны төхөөрөмжийн нийт хүчин чадал ба бусад үйл ажиллагааны параметрүүдийн тооцоололд шаардлагатай утгыг оруулна.
Нарны системийн ажиллах хүчдэлийг тодорхойлох
Аливаа нарны системийн дотоод ажиллах хүчдэл нь 12 вольтын үржвэр дээр суурилдаг бөгөөд батерейны хамгийн түгээмэл үзүүлэлт юм. Нарны станцуудын хамгийн өргөн хэрэглэгддэг зангилаа: нарны модулиуд, хянагч, инвертер - түгээмэл хэрэглэгддэг 12, 24, 48 вольтын хүчдэл дор үйлдвэрлэгддэг.
Илүү өндөр хүчдэл нь жижиг хөндлөн огтлолын хангамжийн утсыг ашиглах боломжийг олгодог бөгөөд энэ нь холбоо барих найдвартай байдлыг нэмэгдүүлдэг. Нөгөө талаар бүтэлгүйтсэн 12V батерейг нэг нэгээр нь сольж болно.
24 вольтын сүлжээнд батерейны ажиллагааны онцлогийг харгалзан үүнийг зөвхөн хосоор нь солих шаардлагатай болно. 48V-ийн сүлжээнд ижил салбартай бүх дөрвөн батерейг солих шаардлагатай болно. Үүнээс гадна, 48 вольтын хүчдэлд цахилгаан цочрол үүсэх аюул аль хэдийн гараад байна.
Системийн дотоод потенциалын зөрүүний нэрлэсэн утгын үндсэн сонголт нь орчин үеийн үйлдвэрлэлийн үйлдвэрлэсэн инвертерүүдийн хүч шинж чанаруудтай холбоотой бөгөөд оргил ачааллын хэмжээг харгалзан үзэх шаардлагатай.
- 3-аас 6 кВт хүртэл - 48 вольт,
- 1.5-аас 3 кВт хүртэл - 24 эсвэл 48V-тэй тэнцэнэ,
- 1.5 кВт хүртэл - 12, 24, 48V.
Утасны найдвартай байдал ба батерейг солиход тохиромжгүй байдлыг сонгох нь бидний жишээн дээр бид найдвартай байдалд анхаарлаа хандуулах болно. Ирээдүйд тооцоолсон системийн 24 вольтын хүчдэл дээр суурилуулах болно.
Анагаах ухаанд хэрэглэх
Өмнөд Солонгосын эрдэмтэд арьсан доорх нарны эсийг боловсруулжээ.Биеийн дотор байрлуулсан төхөөрөмж, жишээлбэл, зүрхний аппаратыг тасралтгүй ажиллуулахын тулд эрчим хүчний бяцхан эх үүсвэрийг хүний арьсан дор суулгадаг. Ийм батерей нь үснээс 15 дахин нимгэн бөгөөд нарнаас хамгаалах тосыг арьсанд түрхсэн ч цэнэглэх боломжтой.
Зайны багц нарны модулиуд
Нарны зайнаас шаардагдах хүчийг тооцоолох томъёо дараах байдалтай байна.
Pcm = (1000 * Тийм) / (к * Нүгэл),
- Rcm = нарны батерейны хүч = нарны модулийн нийт хүч (хавтан, W),
- 1000 = фотоэлектрик хувиргагчийн хүлээн авсан мэдрэмтгий байдал (кВт / м²)
- Өөх = өдөр тутмын эрчим хүчний хэрэглээний хэрэгцээ (кВт * цаг, бидний жишээ = 18),
- k = бүх алдагдлыг харгалзан улирлын коэффициент (зун = 0.7, өвөл = 0.5),
- Нүгэл = тусгаарлах оновчтой утга (нарны цацрагийн урсгал) нь оновчтой самбар хазайлттай (кВт * ц / м²).
Тусгаарлалтын үнэ цэнийг бүс нутгийн цаг уурын албанаас олж мэдэх боломжтой.
Нарны хавтангийн налуу өнцгийн хэмжээ нь тухайн өргөрөгтэй тэнцүү байна.
- намар, намар
- өвөл нь 15 градус,
- зуны хасах 15 градус.
Бидний жишээн дээр авч үзсэн Рязань муж нь 55-р өргөрөгт байрладаг.
3-р сараас 9-р сар хүртэлх хугацаанд нарны батерейны хамгийн сайн зохицуулаагүй налуу нь дэлхийн гадаргуутай зуны өнцөгтэй 40⁰-тэй тэнцүү юм. Энэхүү модулиудыг суулгаснаар энэ хугацаанд Рязань дахь өдрийн тусгаарлалт дунджаар 4.73 байна. Бүх тоонууд байгаа тул тооцооллыг хийцгээе.
Pcm = 1000 * 12 / (0.7 * 4.73) ≈ 3 600 ватт.
Хэрэв бид 100 ваттын модулийг нарны батерейны үндэс болгон авч байгаа бол тэдгээрийн 36-г шаардлагатай болно. Тэд 300 кг жинтэй бөгөөд 5х5 м хэмжээтэй талбайг эзэлнэ.
Хээрийн батлагдсан утас диаграмм ба нарны хавтанг холбох сонголтыг энд оруулав.
Фото зураг ба модулийн үр ашиг
Нарны цацрагийн урсгал дэлхийн агаар мандалд нэвтрэх (AM0) нэг квадрат тутамд 1366 ватт байдаг (AM1, AM1.5, AM1.5G, AM1.5D-г үзнэ үү). Үүний зэрэгцээ, маш үүлэрхэг цаг агаарт Европт нарны цацрагийн тодорхой эрчим хүч 100 Вт / м²-ээс бага байж болно. эх сурвалжийг заагаагүй байна 1665 хоног ] Вэ. Нийтлэг үйлдвэрлэсэн нарны эсийн тусламжтайгаар энэхүү энергийг 9-24% -ийн үр ашигтайгаар цахилгаан болгон хувиргах боломжтой болно. эх сурвалжийг заагаагүй байна 1665 хоног ] Вэ. Үүний зэрэгцээ батерейны үнэ нэрлэсэн цахилгаан тутамд 1-3 долларын үнэтэй байх болно. Гэрэл зургийг ашиглан үйлдвэрлэх цахилгаан эрчим хүчний үйлдвэрлэлийн хувьд нэг кВт цаг тутамд үнэ нь 0,25 доллар болно. Европын гэрэл зургийн холбооны (EPIA) мэдээлснээр 2020 он гэхэд “нарны” системээр үйлдвэрлэсэн цахилгаан эрчим хүчний үнэ кВт тутамд 0.10 € -ээс доош унах болно. үйлдвэрлэлийн зориулалттай барилга байгууламжид, кВт цаг тутамд 0,15 евро-аас бага. эрхгүй эх сурвалж? ] .
Нарны эсүүд ба модулиудыг төрлөөр нь хувааж: нэг болор, поли-талст, аморф (уян хатан, кино).
2009 онд Spectrolab (Boeing-ийн охин компани) нь 41.6% -ийн үр ашгийг үзүүлдэг нарны эсийг үзүүлэв. 2011 оны 1-р сард энэ компани 39% -ийн үр ашигтайгаар нарны эсийн зах зээлд гарна гэж таамаглаж байсан. 2011 онд Калифорниа төвийн Нарны уулзвар 5.5 × 5.5 мм фотокелийн үр ашгийг 43.5% -ийн үр дүнд хүрч, өмнөх бичлэгээс 1.2% -иар өндөр байна.
2012 онд Morgan Solar нь төвийг фотокелл суурилуулсан самбартай хослуулан полиметил метакрилат (Plexiglas), германий ба галлий арсенидийн Sun Simba системийг бүтээжээ. Хөдөлгөөнгүй самбар бүхий системийн үр ашиг нь 26-30% (жилийн цаг, нар байрлах өнцөгөөс хамаарна) нь кристал цахиур дээр суурилсан нарны эсийн практик үр ашгаас хоёр дахин их юм.
2013 онд Sharp нь 4,4 мм хэмжээтэй гурван давхар зургийн фотокелийг индиум галлий арсенидын үндсэн дээр 44.4% -ийн үр ашигтайгаар бүтээсэн бөгөөд Fraunhofer Institute-ийн Нарны эрчим хүчний систем, Soitec, CEA-Leti, Helmholtz Berlin төвийн мэргэжилтнүүдийн баг байгуулжээ. Fresnel линз ашиглан 44.7% -ийн үр ашиг бүхий фотокелл ашиглаж өөрийн амжилтыг 43.6% давсан байна [ эрхгүй эх сурвалж? ] Вэ. 2014 онд Фраунхофер Нарны эрчим хүчний системүүдийн институт нарны хавтанг бүтээсэн бөгөөд үүний үр дүнд гэрэл нь маш жижиг гэрэл зураг дээр төвлөрсөн тул үр ашиг нь 46% байжээ. эрхгүй эх сурвалж? ] .
2014 онд Испанийн эрдэмтэд нарны хэт улаан туяаны цацрагийг цахилгаан болгон хувиргах чадвартай цахиурын фотоэлектрик эсийг бүтээжээ.
Жижиг антенд (200-300 нм-ийн дарааллаар) өдөөгдсөн гүйдлийг шууд гэрлээр (өөрөөр хэлбэл 500 THz-ийн давтамжийн цахилгаан соронзон цацраг) шууд залруулах үйл ажиллагаа эрхэлдэг наноантенн дээр суурилсан фото энерги үүсгэх нь ирээдүйтэй чиглэл юм. Nanoantennas нь үйлдвэрлэхэд үнэтэй түүхий эд шаарддаггүй бөгөөд үр ашиг нь 85% хүртэл байдаг.
Түүнчлэн, 2018 онд флексофотоволтайик эффектийг олж илрүүлснээр фотокелийн үр ашгийг нэмэгдүүлэх боломж нээгдсэн. Халуун зөөгч (электрон) ашиглалтын хугацааг уртасгасны үр дүнд тэдгээрийн үр ашгийн онолын хязгаарлалт даруй 34-ээс 66 хувь болж өсчээ.
2019 онд Оросын эрдэмтэд Сколково Шинжлэх Ухаан Технологийн Институт (Сколтех), Органик бус химийн хүрээлэн A.V. ОХУ-ын ШУА-ийн Сибирийн салбар (SB RAS), Химийн физикийн асуудлын хүрээлэнгийн эрдэм шинжилгээний ажилтан Николаев нар өнөө үед ашиглагдаж байгаа материалын ихэнх дутагдлыг үл харгалзан нарны эсүүдэд шинэ, хагас дамжуулагч материал хүлээн авав. Орос судлаачдын нэг хэсэг нь Journal of Materials Chemistry A сэтгүүлд нийтэлсэн бөгөөд нарны эсүүд - цогц полимер бисмут иодид (<[Би3Би10]> ба <[BiI4Ашигт малтмалын перовкситтэй төстэй (байгалийн кальцийн титанат) бүтэцтэй төстэй бөгөөд энэ нь гэрлийн цахилгаан хувиргах хурдыг тогтоосон юм. Үүнтэй ижил бүлэг эрдэмтэд перовкситтэй төстэй бүтэцтэй нарийн төвөгтэй антимонины бромид дээр суурилсан хоёр дахь ижил төстэй хагас дамжуулагчийг бүтээжээ.
Нэг төрөл | Фотоэлектрик хувиргах коэффициент,% |
---|---|
Цахиур | 24,7 |
Si (талст) | |
Si (поликристин) | |
Si (нимгэн хальсан дамжуулалт) | |
Si (нимгэн хальсан дэд модуль) | 10,4 |
III-V | |
GaAs (талст) | 25,1 |
GaAs (нимгэн кино) | 24,5 |
GaAs (поликристин) | 18,2 |
InP (талст) | 21,9 |
Халькогенидын нимгэн хальсанууд | |
CIGS (зурагчин) | 19,9 |
CIGS (дэд модуль) | 16,6 |
CdTe (фото зураг) | 16,5 |
Аморф / нанокристалл цахиур | |
Si (аморф) | 9,5 |
Si (нанокристал) | 10,1 |
Фотохимийн | |
Органик будаг дээр үндэслэсэн | 10,4 |
Органик будаг дээр суурилсан (дэд модул) | 7,9 |
Органик | |
Органик полимер | 5,15 |
Давхарласан | |
GaInP / GaAs / Ge | 32,0 |
GaInP / GaAs | 30,3 |
GaAs / CIS (нимгэн кино) | 25,8 |
a-Si / mc-Si (нимгэн дэд модуль) | 11,7 |
Зайны тэжээлийн нэгжийн зохион байгуулалт
Батерейг сонгохдоо дараахь дүрмийг баримтлах хэрэгтэй.
- Ердийн машины батерей нь энэ зорилгоор ашиглахад тохиромжгүй байдаг. Нарны зайг "SOLAR" гэсэн шошготой.
- Батерейг олж авах нь зөвхөн бүх талаараа ижил байх ёстой, нэг үйлдвэрийн багцнаас илүү тохиромжтой.
- Зайны багц байрладаг өрөө дулаан байх ёстой. Батерейг бүрэн хүчээр өгөх үед хамгийн оновчтой температур = 25⁰C. Энэ нь -5 хэм хүртэл буурахад батерейны хүчин чадал 50% буурдаг.
Хэрэв бид тооцоолол хийхэд 12 вольтын хүчдэл, 100 ампер / цаг хүчин чадалтай экспоненциал батерейг авбал тооцоолоход хэцүү биш бөгөөд бүтэн цагийн турш хэрэглэгчдийг нийт 1200 ватт хүчээр хангах боломжтой болно. Гэхдээ энэ нь бүрэн зайлуулахтай холбоотой бөгөөд энэ нь туйлын хүсээгүй юм.
Цэнэгээ удаан ажиллуулахын тулд цэнэгээ 70% -иас доош бууруулахыг зөвлөдөггүй. Хязгаарын тоо = 50%. 60% -ийг дунд үндэс болгон авч дараачийн тооцооллын үндэс болгон 100 A * цаг тутамд батерейны багтаамжтай бүрэлдэхүүн хэсэг (1200 Вт / ц х 60%) тутамд 720 Вт / цаг эрчим хүчний нөөцийг байрлуулна.
Эхний ээлжинд батерейг тогтмол гүйдлийн эх үүсвэрээс 100% цэнэглэж суулгасан байх ёстой. Батерей нь харанхуй ачааллыг бүрэн нөхөх ёстой. Хэрэв та цаг агаар тааруухан биш бол өдрийн турш шаардлагатай системийн параметрүүдийг хадгалаарай.
Хэт их батерей нь байнгын цэнэглэгдэхэд хүргэдэг гэдгийг анхаарч үзэх нь чухал юм. Энэ нь үйлчилгээний хугацааг эрс багасгана. Хамгийн оновчтой шийдэл нь нэгжийг өдөр тутмын эрчим хүчний хэрэглээг хангахад хангалттай эрчим хүчний нөөц бүхий батерейгаар тоноглох явдал юм.
Шаардлагатай нийт батерейны хүчин чадлыг мэдэхийн тулд бид өдөр тутмын нийт хэрэглээний хүчийг 12000 Вт / цагийг 720 Вт / цаг болгон хувааж 100 A * цаг болгон үржүүлнэ.
12 000/720 * 100 = 2500 A * цаг ≈ 1600 A * цаг
Нийтдээ бидний жишээн дээр цуврал зэрэгцээ холбогдсон 200 Ah * дээр 100 эсвэл 8 хүчин чадалтай 16 батерей хэрэгтэй болно.
Фото зургийн үр ашигт нөлөөлөх хүчин зүйлүүд
Нарны эсийн бүтцийн онцлог нь температур нэмэгдэж байгаа хавтангийн гүйцэтгэл буурахад хүргэдэг.
Самбарыг хэсэгчлэн бүдгэрүүлэх нь илчлэггүй элементийн алдагдлын улмаас гаралтын хүчдэл буурахад хүргэдэг бөгөөд энэ нь паразит ачаалал болж эхэлдэг. Энэ дутагдлыг самбарын зураг тус бүр дээр даван туулах замаар арилгаж болно. Үүлэрхэг цаг агаарт нарны шууд тусгал байхгүй үед цацрагийг төвлөрүүлэх зорилгоор линз ашигладаг хавтан нь үр дүн муутай байдаг тул линзний нөлөө алга болдог.
Фотоэлектрик самбарын ашиглалтын шинж чанаруудаас харахад хамгийн их үр ашгийг хүртэхийн тулд ачааллын эсэргүүцлийг зөв сонгох шаардлагатай байдаг. Үүний тулд фотоэлектрик хавтангууд нь ачаалалтай шууд холбогддоггүй, харин гэрэл зургийн системийг хянахын тулд хянагч ашигладаг бөгөөд энэ нь самбаруудын оновчтой ажиллагааг хангаж өгдөг.
Сайн хянагч сонгох
Зайны цэнэг хянагч (зай) -г зөв сонгох нь маш тодорхой ажил юм. Түүний оролтын параметрүүд нь сонгосон нарны модулиудтай, гаралтын хүчдэл нь нарны системийн дотоод потенциалын зөрүүтэй тохирч байх ёстой (бидний жишээнд 24 вольт).
Сайн хянагч дараахь зүйлийг хангах ёстой.
- Тэдний үр ашиглалтын хугацааг хэд дахин сунгадаг олон түвшний батерейны цэнэг.
- Автомат харилцан, зай ба нарны батерей, цэнэгийн цэнэгийн хамааралтай холболтын холболт.
- Батерейгаас нарны зай руу ачааллыг дахин холбодог ба эсрэгээр.
Энэ жижиг зангилаа нь маш чухал бүрэлдэхүүн хэсэг юм.
Хянагчийн зөв сонголт нь үнэтэй батерейны багцын асуудалгүй үйл ажиллагаа, бүхэл системийн тэнцвэрээс хамаарна.
Шилдэг хувиргагчийг сонгох
Урвуу даралтыг урт хугацааны оргил ачаалалтай байлгах үүднээс сонгосон. Түүний оролтын хүчдэл нь нарны системийн дотоод боломжит зөрүүтэй тохирч байх ёстой.
Хамгийн сайн сонголт хийхийн тулд параметрүүдэд анхаарлаа хандуулахыг зөвлөж байна.
- Үүсгэсэн ээлжит гүйдлийн хэлбэр ба давтамж. 50 Гц-ийн синус долгионтой ойрхон байх тусмаа сайн.
- Төхөөрөмжийн үр ашиг. Өндөр 90% - илүү гайхамшигтай.
- Төхөөрөмжийн өөрийн хэрэглээ. Системийн нийт эрчим хүчний хэрэглээтэй тохирч байх ёстой. Хамгийн тохиромжтой - 1% хүртэл.
- Богино хугацааны давхар ачааллыг тэсвэрлэх чадвар.
Хамгийн өвөрмөц загвар бол хянагчийн чиг үүрэг бүхий хөрвүүлэгч юм.
Нарны эрчим хүчний сул тал
- Их газар ашиглах шаардлагатай байна.
- Нарны цахилгаан станц нь шөнийн цагаар ажилладаггүй, оройн үдэш хангалттай сайн ажилладаггүй байхад цахилгаан эрчим хүчний хэрэглээ хамгийн дээд цэгт нь оройн цагт тохиолддог.
- Хүлээн авсан энерги нь хүрээлэн буй орчны цэвэр байдлаас үл хамааран фотоселл өөрөө хорт бодис агуулдаг, тухайлбал, хар тугалга, кадми, галий, хүнцэл гэх мэт.
Нарны цахилгаан станцууд өндөр өртөгтэй, мөн цогцолбор хар тугалга устөрөгчийн тогтвортой байдал, эдгээр нэгдлүүдийн хоруу чанар багатайгаас болж шүүмжилж байна. Нарны эсийн хар тугалгагүй хагас дамжуулагч, жишээлбэл висмут ба сурьма дээр суурилсан, одоо идэвхтэй хөгжиж байна.
Үр ашиг нь хамгийн багадаа 20 хувьд хүрсэн үр ашиг багатай тул нарны зай маш их халдаг. Нарны эрчим хүчний үлдсэн 80 хувь нь нарны хавтангуудыг дунджаар 55 хэм хүртэл халаана. Фотоэлектрик эсийн температур 1 ° -аар өсөхөд түүний үр ашиг 0.5% -иар буурдаг. Энэ хамаарал нь шугаман бус бөгөөд элементийн температур 10 ° -аар нэмэгдэх нь үр ашиг бараг хоёр хүчин зүйл буурахад хүргэдэг. Хөргөгчийг дамжуулдаг хөргөлтийн системийн идэвхтэй элементүүд (фэнүүд эсвэл шахуургууд) нь их хэмжээний энерги зарцуулдаг, үе үе засвар үйлчилгээ шаарддаг бөгөөд бүхэл системийн найдвартай байдлыг бууруулдаг. Идэвхгүй хөргөлтийн систем нь бага үзүүлэлттэй бөгөөд нарны хавтанг хөргөх ажлыг дааж чадахгүй.