Ogniwa i moduły słoneczne. Schemat, opis

Bezpłatna biblioteka techniczna

ENCYKLOPEDIA RADIOELEKTRONIKI I INŻYNIERII ELEKTRYCZNEJ
Darmowa biblioteka / Schematy urządzeń radioelektronicznych i elektrycznych

Ogniwa i moduły słoneczne. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

Bezpłatna biblioteka techniczna

Encyklopedia radioelektroniki i elektrotechniki / Alternatywne źródła energii

Komentarze do artykułu

Sposób pozyskiwania energii elektrycznej ze światła słonecznego jest znany od dawna. Zjawisko efektu fotoelektrycznego po raz pierwszy zaobserwował E. Becquerel w 1839 roku. Na zjawisko to zwrócono jednak uwagę dopiero w 1873 roku, kiedy to W. Smith odkrył podobny efekt, gdy płytkę selenową napromieniowano światłem. Już w XX wieku. wynaleziono krzemowe ogniwo słoneczne, które w latach pięćdziesiątych XX wieku osiągnęło wysoki stopień doskonałości.

Najprostszą konstrukcję ogniwa słonecznego opartego na krzemie monokrystalicznym przedstawiono na rys.1. Na małej głębokości od powierzchni płytki krzemowej warstwy p tworzy się złącze pn z cienkim metalowym stykiem.

Solidny metalowy styk jest nakładany na tylną stronę płytki. Kiedy ogniwo słoneczne jest oświetlone, zaabsorbowane fotony generują nierównowagowe pary elektron-dziura. Elektrony generowane w warstwie p w pobliżu złącza pn zbliżają się do złącza pn i są przenoszone do regionu n przez pole elektryczne. Podobnie nadmiar dziur powstałych w warstwie n jest częściowo przenoszony do warstwy p. W rezultacie warstwa n uzyskuje dodatkowy ładunek ujemny, a warstwa p dodatni.

Początkowa różnica potencjałów kontaktowych między warstwami p i n półprzewodnika maleje, aw obwodzie zewnętrznym pojawia się napięcie. Biegun ujemny źródła odpowiada warstwie n, a biegun dodatni warstwie p.

W przeciwieństwie do innych źródeł prądu, charakterystyka ogniw słonecznych zależy od ilości światła padającego na powierzchnię. Na przykład nadchodząca chmura może zmniejszyć moc wyjściową o ponad 50%. Ponadto ogniwa słoneczne mają rozrzut parametrów, dlatego należy je sortować według prądu wyjściowego.

Obciążając element, można wykreślić zależność mocy wyjściowej od napięcia (rys. 2). Moc szczytowa odpowiada napięciu 0,47 V.

Zatem, aby porównać ze sobą ogniwa słoneczne w tych samych warunkach, należy je tak naładować, aby napięcie wyjściowe wynosiło 0,47 V. Dopasowane ogniwa należy zlutować szeregowo, aby uzyskać wyższe napięcie lub równolegle, aby uzyskać wyższe aktualny. Możesz także użyć połączenia szeregowo-równoległego.

Ważnym punktem jest reżim temperaturowy. Gdy element zostanie nagrzany o jeden stopień powyżej 25°C, traci 0,002 V. Dla porównania na rys. 3 przedstawiono rodzinę krzywych charakterystyki prądowo-napięciowej dla temperatur 25 i 60°C. W jasny, słoneczny dzień elementy nagrzewają się do 60-70°C. To jest główna przyczyna spadku wydajności ogniw fotowoltaicznych (zwykle jest to 10-16%). Element o wymiarach 100x100 mm może zatem generować 1...1,6 wata.

Połączenie ogniw słonecznych w łańcuchy równoległe i szeregowe nazywa się modułem słonecznym. Przy ładowaniu akumulatorów napięciem znamionowym 12 V z reguły wymaganych jest 36 ogniw słonecznych, co daje 16… w ładowarce.

Wszystkie systemy fotowoltaiczne można podzielić na dwa typy: autonomiczne i podłączone do sieci elektrycznej (te ostatnie oddają nadwyżkę energii elektrycznej do sieci). System autonomiczny składa się z zestawu modułów fotowoltaicznych umieszczonych na konstrukcji wsporczej, baterii (akumulatora), kontrolera ładowania i rozładowania baterii oraz przewodów połączeniowych. Jeśli konsument potrzebuje napięcia przemiennego, do tego zestawu dodaje się przetwornicę napięcia stałego na napięcie przemienne.

Obliczenie FES obejmuje: określenie mocy znamionowej modułów, ich ilości, schematów połączeń, dobór rodzaju i pojemności akumulatora, mocy falownika oraz regulatora ładowania-rozładowania.

Moc konsumentów jest wskazana w kartach produktu. Moc falownika należy dobrać na podstawie całkowitej mocy odbiorników pomnożonej przez 1,25. Należy pamiętać, że niektórzy odbiorcy w momencie rozruchu pobierają moc wielokrotnie większą niż nominalna (silniki elektryczne).

Zakres nominalny falowników to 150, 300, 500, 800, 1500, 2500, 5000 W. Dla mocy powyżej 1 kW wybiera się napięcie stacji co najmniej 48 V.

Określenie pojemności baterii. Pojemność baterii jest wybierana ze standardowego zakresu pojemności. A obliczoną pojemność uzyskuje się, dzieląc całkowitą moc odbiorników przez iloczyn napięcia akumulatora i głębokości rozładowania akumulatora. Na przykład, jeśli łączna moc odbiorców wynosi 1000 W, w tym. dziennie, a głębokość rozładowania akumulatora 12 V wynosi 50%, to obliczona pojemność wyniesie 1000 / (12x0,5) = 167 A.h. To obliczenie jest wykonane dla warunku, w którym wszystkie dni są słoneczne.

Określenie mocy całkowitej i liczby modułów fotowoltaicznych. Średnie wartości promieniowania słonecznego dla różnych szerokości geograficznych i różnych miesięcy w roku podane są w tablicach meteorologicznych. Na przykład dla szerokości geograficznej 50° wartość promieniowania słonecznego w lipcu wynosi 180 kWh/m2, gdy teren jest zorientowany na południe pod kątem 40° do horyzontu. Oznacza to, że średnio w lipcu słońce świeci przez 180 godzin (6 godzin dziennie) z natężeniem 1000 W/m2.

Moduł Pw wygeneruje następującą ilość energii w wybranym okresie:

W = k Pw E/1000,

gdzie E jest wartością nasłonecznienia dla wybranego okresu; k jest współczynnikiem równym 0,5 latem i 0,7 zimą (uwzględniono poprawkę na nagrzewanie się elementów na słońcu). Przykładowo przy mocy modułu 1000 W i E = 180 kWh/m2 wygeneruje w lipcu 90 kWh energii elektrycznej.

Na podstawie tych danych można obliczyć całkowitą moc modułów i dzieląc ją przez moc jednego modułu, obliczyć liczbę modułów.

Zobacz inne artykuły Sekcja Alternatywne źródła energii.

Czytaj i pisz przydatne komentarze do tego artykułu.

<< Wstecz

Najnowsze wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika:

Maszyna do przerzedzania kwiatów w ogrodach 02.05.2024

We współczesnym rolnictwie postęp technologiczny ma na celu zwiększenie efektywności procesów pielęgnacji roślin. We Włoszech zaprezentowano innowacyjną maszynę do przerzedzania kwiatów Florix, zaprojektowaną z myślą o optymalizacji etapu zbioru. Narzędzie to zostało wyposażone w ruchome ramiona, co pozwala na łatwe dostosowanie go do potrzeb ogrodu. Operator może regulować prędkość cienkich drutów, sterując nimi z kabiny ciągnika za pomocą joysticka. Takie podejście znacznie zwiększa efektywność procesu przerzedzania kwiatów, dając możliwość indywidualnego dostosowania do specyficznych warunków ogrodu, a także odmiany i rodzaju uprawianych w nim owoców. Po dwóch latach testowania maszyny Florix na różnych rodzajach owoców wyniki były bardzo zachęcające. Rolnicy, tacy jak Filiberto Montanari, który używa maszyny Florix od kilku lat, zgłosili znaczną redukcję czasu i pracy potrzebnej do przerzedzania kwiatów. ... >>

Zaawansowany mikroskop na podczerwień 02.05.2024

Mikroskopy odgrywają ważną rolę w badaniach naukowych, umożliwiając naukowcom zagłębianie się w struktury i procesy niewidoczne dla oka. Jednak różne metody mikroskopii mają swoje ograniczenia, a wśród nich było ograniczenie rozdzielczości przy korzystaniu z zakresu podczerwieni. Jednak najnowsze osiągnięcia japońskich badaczy z Uniwersytetu Tokijskiego otwierają nowe perspektywy badania mikroświata. Naukowcy z Uniwersytetu Tokijskiego zaprezentowali nowy mikroskop, który zrewolucjonizuje możliwości mikroskopii w podczerwieni. Ten zaawansowany instrument pozwala zobaczyć wewnętrzne struktury żywych bakterii z niesamowitą wyrazistością w skali nanometrowej. Zazwyczaj ograniczenia mikroskopów średniej podczerwieni wynikają z niskiej rozdzielczości, ale najnowsze odkrycia japońskich badaczy przezwyciężają te ograniczenia. Zdaniem naukowców opracowany mikroskop umożliwia tworzenie obrazów o rozdzielczości do 120 nanometrów, czyli 30 razy większej niż rozdzielczość tradycyjnych mikroskopów. ... >>

Pułapka powietrzna na owady 01.05.2024

Rolnictwo jest jednym z kluczowych sektorów gospodarki, a zwalczanie szkodników stanowi integralną część tego procesu. Zespół naukowców z Indyjskiej Rady Badań Rolniczych i Centralnego Instytutu Badań nad Ziemniakami (ICAR-CPRI) w Shimla wymyślił innowacyjne rozwiązanie tego problemu – napędzaną wiatrem pułapkę powietrzną na owady. Urządzenie to eliminuje niedociągnięcia tradycyjnych metod zwalczania szkodników, dostarczając dane dotyczące populacji owadów w czasie rzeczywistym. Pułapka zasilana jest w całości energią wiatru, co czyni ją rozwiązaniem przyjaznym dla środowiska i niewymagającym zasilania. Jego unikalna konstrukcja umożliwia monitorowanie zarówno szkodliwych, jak i pożytecznych owadów, zapewniając pełny przegląd populacji na każdym obszarze rolniczym. „Oceniając docelowe szkodniki we właściwym czasie, możemy podjąć niezbędne środki w celu zwalczania zarówno szkodników, jak i chorób” – mówi Kapil ... >>

Przypadkowe wiadomości z Archiwum

Lek AI do testowania na ludziach po raz pierwszy 09.02.2020

Lek, opracowany wyłącznie przez sztuczną inteligencję, po raz pierwszy zostanie poddany badaniom klinicznym na ludziach. Jest przeznaczony do leczenia zaburzeń obsesyjno-kompulsywnych.

Lek ten został odkryty przy użyciu systemów sztucznej inteligencji z Oxfordu firmy biotechnologicznej Exscientia. Uzyskanie leku na tym etapie rozwoju zajmuje zwykle około 4,5 roku, ale Exscientia twierdzi, że dzięki wykorzystaniu narzędzi AI proces rozwoju trwał mniej niż 12 miesięcy.

Lek, nazwany DSP-1181, został stworzony przy użyciu algorytmów przesiewowych potencjalnych związków względem ogromnej bazy danych parametrów, w tym czynników genetycznych pacjenta.

Dyrektor generalny Exscientia, profesor Andrew Hopkins, nazwał badania „kluczowym kamieniem milowym w odkrywaniu leków” i zauważył, że do znalezienia odpowiednich cząsteczek leku potrzebne są „miliardy” decyzji, co czyni ich ostateczne stworzenie „ogromną decyzją”. Jeśli chodzi o sztuczną inteligencję, „pięknem algorytmów jest to, że są agnostyczne, dzięki czemu można je zastosować w każdej chorobie”.

Inne ciekawe wiadomości:

▪ Nazwany najbardziej atrakcyjnym typem kobiety

▪ Stworzył najdokładniejsze wagi na świecie

▪ Przewód elektryczny DNA

▪ Kaperzy zebrani na Księżycu

▪ Teslaforeza w nanoskali

Wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika

Ciekawe materiały z bezpłatnej biblioteki technicznej:

▪ część serwisu Transport osobisty: lądowy, wodny, powietrzny. Wybór artykułu

▪ Artykuł Zwyczaje. Kołyska

▪ artykuł Jak chińska firma, przeciwko której złożyła pozew o sklonowanie Segwaya, rozwiązała problem? Szczegółowa odpowiedź

▪ artykuł Akmella ogród. Legendy, uprawa, metody aplikacji

▪ artykuł Interfejs AON-Z80. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

▪ artykuł Miniaturowy telewizor. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

Zostaw swój komentarz do tego artykułu:

Wszystkie języki tej strony

Strona główna | biblioteka | Artykuły | Mapa stony | Recenzje witryn