Принципы солнечных батарей и как они работают

Солнечные панели основаны на полупроводниковых материалах, использующих фотоэлектрические материалы для поглощения световой энергии после фотоэлектрического преобразования, в результате чего генерируется электрический ток.

Как работают солнечные батареи?

Солнечные панели работают, преобразуя солнечный свет в электричество, процесс, который использует естественную энергию солнца для питания домов, предприятий и многого другого. Вот как это происходит:

1. Солнечные элементы улавливают солнечный свет

• Солнечные панели состоят из фотоэлектрических (PV) элементов.
• Эти элементы состоят из полупроводниковых материалов, обычно кремния, которые поглощают солнечный свет.
• Когда солнечный свет попадает на фотоэлементы, он выбивает электроны из их атомов, генерируя электрический ток.

2. Создание постоянного тока (DC)

• Свободно движущиеся электроны создают постоянный ток.
• В постоянном токе поток электрического заряда направлен в одном направлении.

3. Преобразование в полезный переменный ток (AC)

• Поскольку большинство домов и бытовых приборов работают на переменном токе, постоянный ток необходимо преобразовывать.
• Устройство, называемое инвертор преобразует постоянный ток в переменный, позволяя использовать электроэнергию для питания вашего дома или предприятия.

4. Использование или хранение электроэнергии

• После преобразования в переменный ток электричество можно сразу же использовать для питания устройств в вашем доме.
• Избыток электроэнергии можно хранить в аккумуляторах или отправлять обратно в сеть через чистый учет, где его можно будет использовать в дальнейшем.

5. Текущее производство солнечной энергии

• Пока светит солнце, солнечные панели будут продолжать вырабатывать электроэнергию.
• Даже в пасмурные дни солнечные панели все равно могут вырабатывать некоторое количество энергии, хотя и со сниженной эффективностью.

Этот простой процесс позволяет солнечным панелям стать чистым, возобновляемым источником электроэнергии для широкого спектра применений.

Из чего сделаны солнечные батареи?

Солнечные панели в основном состоят из нескольких ключевых компонентов, каждый из которых играет важную роль в преобразовании солнечного света в электричество. Вот разбивка основных материалов, используемых в солнечных панелях:

1. Фотоэлектрические (PV) элементы

• Материалы: Кремний (наиболее распространенный полупроводниковый материал).
• Функция: Фотоэлектрические элементы отвечают за преобразование солнечного света в электричество посредством фотоэлектрического эффекта.
  • Монокристаллический кремний: Изготовлен из монокристаллического кремния, обеспечивает высокую эффективность и долговечность.
  • Поликристаллический кремний: Изготовлен из нескольких кристаллов кремния, немного менее эффективен, но более экономичен.

2. Стекло

• Материалы: Закаленное стекло.
• Функция: Защищает фотоэлементы от повреждений окружающей среды, таких как град, мусор и погода. Он разработан, чтобы быть очень прочным и прозрачным, чтобы солнечный свет легко проходил через него.

3. Герметик

• Материалы: Этиленвинилацетат (ЭВА).
• Функция: Это защитный слой, который инкапсулирует фотоэлементы и удерживает их на месте. Он также обеспечивает изоляцию и защищает элементы от влаги, вибраций и физического стресса.

4. Задний лист

• Материалы: Обычно это материал на основе полимера.
• Функция: Задний лист обеспечивает структурную поддержку и защиту внутренних компонентов солнечной панели. Он предотвращает попадание воды и других загрязняющих веществ внутрь.

5. Корзина

• Материалы: Обычно изготавливается из анодированного алюминия.
• Функция: Рама удерживает солнечную панель вместе и обеспечивает точки крепления для установки. Она также добавляет структурной прочности, чтобы выдерживать ветер, снег и другие внешние условия.

6. Проводники

• Материалы: Тонкие металлические полоски, обычно серебряные или медные.
• Функция: Эти проводники соединяют фотоэлектрические элементы и пропускают электрический ток. Они собирают и передают электричество, вырабатываемое элементами.

7. Распределительная коробка

• Материалы: Прочный пластиковый или металлический корпус.
• Функция: Распределительная коробка — это место, где размещаются электрические соединения. Она также содержит диоды, чтобы предотвратить обратный поток энергии, когда панель не вырабатывает электричество (например, ночью).

Вместе эти компоненты образуют прочную и эффективную солнечную панель, способную улавливать и преобразовывать солнечный свет в полезную электроэнергию для домов, предприятий и других целей.

Каковы основные солнечные технологии?

Основные солнечные технологии, используемые для преобразования солнечного света в электричество или тепло, можно разделить на три основных типа:

1. Фотоэлектрические (PV) солнечные технологии

• Как это работает: Фотоэлектрические солнечные панели напрямую преобразуют солнечный свет в электричество с помощью полупроводниковых материалов (обычно кремния), которые демонстрируют фотоэлектрический эффектКогда свет попадает на фотоэлементы, электроны вырываются, создавая электрический ток.
• Основные типы:
  • Монокристаллический кремний (Mono-Si): Изготовлен из монокристалла кремния, обеспечивает более высокую эффективность и долговечность. Широко считается самой эффективной и долговечной фотоэлектрической технологией.
  • Поликристаллический кремний (Poly-Si): Изготовленный из нескольких кристаллов кремния, этот тип менее дорогой, но немного менее эффективен, чем монокристаллический.
  • Тонкопленочные солнечные элементы: Состоят из слоев полупроводниковых материалов, которые намного тоньше традиционных кремниевых ячеек. Они более гибкие и легкие, но, как правило, менее эффективны.
    • Примеры: теллурид кадмия (CdTe), селенид меди, индия, галлия (CIGS), аморфный кремний (a-Si).

2. Технология концентрированной солнечной энергии (CSP)

• Как это работает: Системы CSP используют зеркала или линзы для фокусировки солнечного света на небольшой площади, обычно на приемнике. Затем концентрированный солнечный свет используется для нагрева жидкости, которая производит пар для привода турбины и выработки электроэнергии. В отличие от фотоэлектрических систем, CSP работает, преобразуя солнечный свет в тепловую энергию (тепло), которое затем может использоваться для выработки электроэнергии.
• Основные типы:
  • Параболический корыто: Изогнутые зеркала фокусируют солнечный свет на трубку, содержащую поглощающую тепло жидкость, которая генерирует пар, приводящий в движение турбины.
  • Башня солнечной энергии: Зеркала концентрируют солнечный свет на центральной башне, где приемник нагревает жидкость для выработки пара и электроэнергии.
  • Линейные отражатели Френеля: Похожи на параболические желоба, но используют плоские зеркала для концентрации солнечного света на приемнике.
  • Системы Стирлинга Dish: Параболические зеркала фокусируют солнечный свет на двигатель Стирлинга, генерируя механическую энергию, которая приводит в действие генератор.

3. Солнечные тепловые технологии

• Как это работает: Солнечные тепловые системы улавливают солнечный свет для производства тепла, которое можно использовать в жилых и промышленных целях, например, для нагрева воды или отопления помещений.
• Основные типы:
  • Солнечные водонагреватели: Используйте коллекторы на крыше для поглощения солнечного света, который нагревает воду для бытовых нужд.
  • Солнечные системы отопления помещений: Используйте солнечные коллекторы для улавливания тепла и распределения его по всему зданию через воздушные или водяные системы.
  • Солнечное охлаждение: преобразует солнечную энергию в тепловую, которую можно использовать для питания систем охлаждения, таких как абсорбционные охладители.

Новые технологии

• Двусторонние солнечные панели: Эти панели могут улавливать солнечный свет с обеих сторон, увеличивая выработку энергии.
• Перовскитные солнечные элементы: новая, многообещающая фотоэлектрическая технология, использующая особую кристаллическую структуру, называемую перовскитом, которая обеспечивает потенциал для более высокой эффективности и более низких производственных затрат по сравнению с традиционными панелями на основе кремния.
• Интегрированная в здание фотоэлектрическая энергетика (BIPV): Солнечные материалы интегрируются непосредственно в компоненты зданий, такие как окна или крыши, что позволяет зданиям вырабатывать электроэнергию без традиционных солнечных панелей.

Эти технологии предоставляют широкий спектр решений для производства чистой возобновляемой энергии, каждое из которых подходит для различных областей применения, условий и энергетических потребностей.

О солнечных панелях SEL

Когда дело доходит до выбора солнечной панели, SEL предлагает некоторые из самых эффективных вариантов, доступных на рынке. Их панели известны высокой выходной мощностью, долговечностью и превосходной производительностью в условиях низкой освещенности. Если вы ищете максимальную эффективность или долгосрочную надежность, Солнечные панели SEL являются надежным выбором для обеспечения вашего дома или бизнеса чистой энергией.