Описание на фотоволтаичните клетки (монтаж, експлоатация, поддръжка)

Описание: Фотоволтаични клетки

Фотоволтаични клетки - устройства за директно преобразуване на слънчевата или светлинната енергия в електрическа енергия, които се наричат ​​фотоклетки (фотоволтаици на английски, получени от гръцката дума photos - светлина и името на уреда за измерване на електродвижеща сила - волта). Слънчевата светлина се превръща в електричество в слънчеви клетки, направени от полупроводников материал, най-често силиций, които генерират електричество, когато са изложени на слънчева светлина. Големи фотоволтаични централи могат да бъдат създадени чрез свързване на фотоволтаични клетки към модули и модули помежду си. В момента най-голямата от тези станции е петмегаватното съоръжение Carris Plain в Калифорния, САЩ. Сега ефективността на фотоволтаичните инсталации е приблизително 10%, но ефективността на отделните фотоволтаични клетки може да достигне 20% или повече.

Ефективността на фотоволтаичните клетки при генериране на електричество се определя от нивото на слънчевата радиация. Фотоволтаичните клетки са свързани в модули, които формират основния компонент на фотоволтаичните системи и могат да бъдат проектирани за различни напрежения до няколкостотин волта. Това се постига чрез комбиниране на фотоклетки и модули в серия. Захранването с променлив ток изисква използването на инвертори.

Ефективността (ефективността) на фотоволтаичните клетки се изчислява като процентно съотношение между електричеството, получено от слънчевата клетка, и електричеството, получено от потребителя. Разграничете теоретичната, лабораторната и практическата ефективност. Важно е да знаете разликите между тях, а за тези, които използват фотоклетки, разбира се, има значение само практическата ефективност.

Практическа ефективност на масово произвежданите слънчеви клетки

- аморфен силиций - 8 - 9%;

- поликристален силиций - 14 - 15%;

- монокристален силиций - 16 - 17%.

Има следните фотоволтаични системи:

1. Самостоятелни системи, състоящи се само от фотоволтаични панели. Те могат също да включват батерии и регулатори.

2. Хибридни системи, които са комбинация от фотоволтаични клетки и допълнителни средства за генериране на електрическа енергия, като вятър, природен газ или дизел. Тези системи често използват по-малки регулатори и батерии.

3. Системите, свързани с мрежата, всъщност са малки електроцентрали, доставящи електричество към общата мрежа.

Схеми на слънчеви батерии

Ето само няколко примера за това как слънчевите панели работят с потребител. Всеки отделен случай изисква индивидуален проект, способен да реши проблема пред нас.

Автономно (с акумулатори) захранване на обекта.Обектът се захранва изключително от слънчевата батерия

Превключване със соларната мрежа на батерията (с батерии). ATS дава възможност за превключване на захранването на обекта при липса на слънчева светлина и когато батериите са напълно разредени към електрическата мрежа. Подобна схема може да се използва в обратен ред - слънчевата батерия действа като резервен източник на енергия, т.е. ATS преминава към батерии на фотоволтаична станция в случай на загуба на захранване от електрическата мрежа.

Проектирането на фотоволтаична инсталация изисква различни фактори, за да се вземат предвид, за да се получат оптимални решения. На първо място, трябва да разберете колко енергия трябва да генерира инсталацията. След това общата дневна консумация се изчислява в ампер часа. Общото съхранение на енергия се извежда от общата седмична и дневна консумация. Необходимо е да се вземе предвид броят на облачните дни, през които уредът трябва да работи. И накрая, трябва да се прецени колко PV модула са необходими за генериране на достатъчно мощност. Малка вятърна турбина и слънчеви клетки са добра комбинация. Генерираната енергия може да се съхранява в никел-кадмиева или оловно-киселинна батерия.

През деня наличната слънчева енергия варира в зависимост от относителното движение на слънцето и наличието или отсъствието на облачна покривка. При ясно време по обяд облъчването, генерирано от слънцето, може да бъде 1000 W/m2, а при гъсти облачни условия, дори по обяд, може да спадне до 100 W/m2 и по-долу. Намалявайки с разстоянието от южната посока, количеството слънчева енергия също се променя с ъгъла на наклон на инсталацията и ориентацията на повърхността.

Търговските слънчеви клетки на пазара имат специфична номинална мощност, която се изразява във ватова пикова мощност (Wp). Това е показател за тяхната максимална мощност при стандартни тестови условия - слънчевата радиация е близка до максималната си стойност от 1000 W/m2, повърхностната температура на фотоклетките е 25 градуса по Целзий. На практика обаче фотоклетките рядко трябва да работят при такива условия. Приблизителната мощност (P) на фотоволтаична система се изчислява по следната формула:

P (kW0x2022h/ден) = Pp (kW) * I (kW0x2022h/m2 на ден) * PR

Аз - излагане на слънчева радиация на повърхността в kW0x2022h/m2 на ден;

Pp - номинална мощност в kW, което е еквивалентно на ефективност, умножена по площ в m2;

PR - коефициент на ефективност на системата.

Използване на фотоклетки

Слънчевите фотоволтаични клетки в редица приложения представляват много осъществима технически и икономически жизнеспособна алтернатива на изкопаемите горива. Слънчевата клетка е в състояние да преобразува слънчевата радиация в електрическа енергия директно, без използването на движещи се машини. Поради тази причина експлоатационният живот на слънчевите генератори е доста дълъг. Фотоволтаичните системи са се доказали добре от самото начало на индустриалната употреба на фотоволтаични клетки. Например слънчевите клетки са основният източник на енергия за сателитите в орбитата на Земята от 60-те години на миналия век. От 70-те години насам слънчевите клетки се използват в автономни електроцентрали. През 80-те години, в масовото производство на потребителски продукти, слънчевите клетки бяха вградени в много устройства, от калкулатори и часовници до музикални инструменти. И накрая, през 90-те години комуналните услуги започнаха да използват фотоволтаични клетки за задоволяване на малки потребителски нужди.