Việc sử dụng năng lượng mặt trời như một nguồn thay thế

Năng lượng mặt trời là gì

Mặt trời là một ngôi sao, trong đó, ở chế độ liên tục, các phản ứng nhiệt hạch diễn ra. Kết quả của các quá trình đang diễn ra, một lượng năng lượng khổng lồ được giải phóng từ bề mặt của mặt trời, một phần trong đó làm nóng bầu khí quyển của hành tinh chúng ta.

Năng lượng mặt trời là nguồn năng lượng tái tạo và thân thiện với môi trường.

Làm thế nào bạn có thể ước tính lượng năng lượng mặt trời

Các chuyên gia sử dụng để đánh giá một giá trị như là hằng số mặt trời. Nó tương đương với 1367 watt. Đây là lượng năng lượng mặt trời trên một mét vuông của hành tinh.Khoảng một phần tư bị mất trong bầu khí quyển. Giá trị lớn nhất tại đường xích đạo là 1020 watt trên mét vuông. Tính cả ngày và đêm, sự thay đổi góc tới của tia, giá trị này phải giảm đi ba lần nữa.

Phân bố bức xạ mặt trời trên bản đồ hành tinh

Các phiên bản về nguồn năng lượng mặt trời rất khác nhau. Hiện tại, các chuyên gia cho rằng năng lượng được giải phóng là kết quả của quá trình biến đổi 4 nguyên tử H2 thành một hạt nhân He. Quá trình diễn ra với việc giải phóng một lượng năng lượng đáng kể. Để so sánh, hãy tưởng tượng rằng năng lượng chuyển hóa của 1 gam H2 có thể so sánh với năng lượng thoát ra khi đốt cháy 15 tấn hiđrocacbon.

Sự phát triển của năng lượng mặt trời ở các quốc gia khác nhau và triển vọng của nó

Các loại năng lượng thay thế, bao gồm năng lượng mặt trời, đang phát triển nhanh nhất ở các nước có nền công nghệ tiên tiến. Đó là Mỹ, Tây Ban Nha, Ả Rập Xê Út, Israel và các quốc gia khác có số ngày nắng lớn trong năm. Năng lượng mặt trời cũng đang phát triển ở Nga và các nước SNG. Đúng vậy, tốc độ của chúng ta chậm hơn nhiều do điều kiện khí hậu và thu nhập của người dân thấp hơn.

Ở Nga, có sự phát triển dần dần và trọng tâm là phát triển năng lượng mặt trời ở các vùng Viễn Đông. Các nhà máy điện mặt trời đang được xây dựng tại các khu định cư xa xôi của Yakutia. Điều này cho phép bạn tiết kiệm nhiên liệu nhập khẩu. Các nhà máy điện cũng đang được xây dựng ở miền Nam của đất nước. Ví dụ, trong vùng Lipetsk.

Tất cả những dữ liệu này cho phép chúng tôi kết luận rằng nhiều quốc gia trên thế giới đang cố gắng giới thiệu việc sử dụng năng lượng mặt trời càng nhiều càng tốt. Điều này có liên quan vì tiêu thụ năng lượng không ngừng tăng lên và nguồn lực có hạn.Ngoài ra, lĩnh vực năng lượng truyền thống gây ô nhiễm môi trường rất lớn. Do đó, năng lượng thay thế là tương lai. Và năng lượng của mặt trời là một trong những lĩnh vực quan trọng của nó.

Du ngoạn vào lịch sử

Năng lượng mặt trời đã phát triển như thế nào cho đến ngày nay? Con người đã nghĩ về việc sử dụng mặt trời trong các hoạt động của mình từ thời cổ đại. Mọi người đều biết truyền thuyết mà theo đó Archimedes đã đốt cháy hạm đội của kẻ thù gần thành phố Syracuse của mình. Anh ấy đã sử dụng gương đốt cháy cho việc này. Vài nghìn năm trước, ở Trung Đông, các cung điện của những người cai trị được làm nóng bằng nước, được làm nóng bởi mặt trời. Ở một số quốc gia, chúng ta làm bay hơi nước biển dưới ánh nắng mặt trời để lấy muối. Các nhà khoa học thường tiến hành các thí nghiệm với các thiết bị sưởi ấm chạy bằng năng lượng mặt trời.

Các mô hình đầu tiên của máy sưởi như vậy được sản xuất vào thế kỷ XVII-XVII. Đặc biệt, nhà nghiên cứu N. Saussure đã trình bày phiên bản máy nước nóng của ông. Nó là một hộp gỗ với một nắp thủy tinh. Nước trong thiết bị này đã được làm nóng đến 88 độ C. Năm 1774, A. Lavoisier sử dụng thấu kính để tập trung nhiệt từ mặt trời. Và các thấu kính cũng đã xuất hiện cho phép nấu chảy cục bộ gang trong vài giây.

Pin chuyển đổi năng lượng của mặt trời thành cơ năng được tạo ra bởi các nhà khoa học Pháp. Vào cuối thế kỷ 19, nhà nghiên cứu O. Musho đã phát triển một thiết bị phá vỡ hội tụ các chùm tia có thấu kính trên một nồi hơi. Lò hơi này được sử dụng để vận hành máy in. Tại Hoa Kỳ lúc bấy giờ, người ta đã chế tạo được một đơn vị chạy bằng năng lượng mặt trời với công suất 15 "ngựa".

Bộ cách điện O. Musho

Vào những năm ba mươi của thế kỷ trước, Viện sĩ Ioffe của Liên Xô A.F. đã đề xuất việc sử dụng tế bào quang bán dẫn để chuyển đổi năng lượng mặt trời.Hiệu suất của pin lúc đó chỉ còn dưới 1%. Phải mất nhiều năm trước khi pin mặt trời được phát triển với hiệu suất 10-15%. Sau đó người Mỹ chế tạo các tấm pin mặt trời thuộc loại hiện đại.

Tế bào quang điện cho pin năng lượng mặt trời

Điều đáng nói là pin bán dẫn khá bền và không cần trình độ để chăm sóc chúng. Vì vậy, chúng thường được sử dụng nhiều nhất trong cuộc sống hàng ngày. Ngoài ra còn có toàn bộ nhà máy điện mặt trời. Theo quy luật, chúng được tạo ra ở các quốc gia có số ngày nắng lớn mỗi năm. Đó là Israel, Ả Rập Saudi, miền nam của Mỹ, Ấn Độ, Tây Ban Nha. Bây giờ có những dự án hoàn toàn tuyệt vời. Ví dụ, các nhà máy điện mặt trời bên ngoài khí quyển. Ở đó ánh sáng mặt trời vẫn chưa bị mất năng lượng. Đó là, bức xạ được đề xuất được thu vào quỹ đạo và sau đó được chuyển đổi thành vi sóng. Sau đó, ở dạng này, năng lượng sẽ được gửi đến Trái đất.

Các loại bảng điều khiển

Ngày nay có nhiều loại tấm pin mặt trời khác nhau đang được sử dụng. Trong số đó:

1. Đa tinh thể và đơn tinh thể.
2. Vô định hình.

Các tấm đơn tinh thể có đặc điểm là năng suất thấp, nhưng chúng tương đối rẻ nên rất được ưa chuộng. Nếu cần thiết phải trang bị thêm một hệ thống cung cấp điện để cung cấp dòng điện thay thế khi thiết bị chính bị tắt, thì việc mua một tùy chọn như vậy là hoàn toàn chính đáng.

Đa tinh thể ở vị trí trung gian trong hai tham số này. Những tấm pin như vậy có thể được sử dụng để cung cấp nguồn điện tập trung ở những nơi không có quyền truy cập vào hệ thống tĩnh vì bất kỳ lý do gì.

Đối với các tấm vô định hình, chúng cho thấy năng suất tối đa, nhưng điều này làm tăng đáng kể chi phí của thiết bị. Silicon vô định hình có trong các thiết bị loại này. Cần lưu ý rằng việc mua chúng vẫn chưa thực tế vì công nghệ này đang ở giai đoạn ứng dụng thử nghiệm.

Nguồn năng lượng phi truyền thống là gì

Một nhiệm vụ đầy hứa hẹn trong khu phức hợp năng lượng của thế kỷ 21 là sử dụng và thực hiện các nguồn năng lượng tái tạo. Điều này sẽ làm giảm gánh nặng cho hệ thống sinh thái của hành tinh. Việc sử dụng các nguồn truyền thống ảnh hưởng tiêu cực đến môi trường và dẫn đến sự cạn kiệt của nội địa trái đất. Bao gồm các:

1. Không thể tái tạo:

• than đá;
• khí tự nhiên;
• dầu;
• Sao Thiên Vương.

2. Có thể gia hạn:

• gỗ;
• Năng lượng Hidro.

Năng lượng thay thế là một hệ thống các cách thức và phương pháp thu nhận, truyền tải và sử dụng năng lượng mới, được sử dụng kém, nhưng có lợi cho môi trường.

Nguồn năng lượng thay thế (AES) là các chất và quá trình tồn tại trong môi trường tự nhiên và có thể thu được năng lượng cần thiết.

Điều kiện làm việc và hiệu quả

Tốt hơn hết là bạn nên giao việc tính toán và lắp đặt hệ thống năng lượng mặt trời cho những người có chuyên môn. Việc tuân thủ kỹ thuật cài đặt sẽ đảm bảo khả năng hoạt động và đạt được hiệu suất đã được công bố. Để cải thiện hiệu quả và tuổi thọ sử dụng, phải tính đến một số sắc thái.

Van nhiệt. Trong các hệ thống sưởi truyền thống, bộ phận điều nhiệt hiếm khi được lắp đặt, vì bộ tạo nhiệt có nhiệm vụ điều chỉnh nhiệt độ. Tuy nhiên, khi bố trí một hệ thống năng lượng mặt trời, người ta không nên quên van bảo vệ.

Làm nóng bể chứa đến nhiệt độ tối đa cho phép làm tăng hiệu suất của bộ thu nhiệt và cho phép bạn sử dụng nhiệt mặt trời ngay cả khi thời tiết nhiều mây

Vị trí tối ưu của van là cách lò sưởi 60 cm. Khi đặt gần, "bộ điều nhiệt" sẽ nóng lên và chặn nguồn cung cấp nước nóng.

Vị trí của bể chứa. Bể đệm DHW phải được lắp đặt ở nơi dễ tiếp cận.

Khi đặt trong một căn phòng nhỏ gọn, cần đặc biệt chú ý đến chiều cao của trần nhà

Khoảng trống tối thiểu phía trên bình là 60 cm. Khoảng trống này là cần thiết để bảo dưỡng ắc quy và thay thế cực dương magiê

Lắp đặt bình giãn nở. Phần tử bù giãn nở vì nhiệt trong thời kỳ ngưng trệ. Việc lắp đặt bể chứa phía trên thiết bị bơm sẽ gây ra hiện tượng quá nhiệt của màng và mòn sớm.

Vị trí tối ưu cho bể giãn nở là dưới tổ máy bơm. Hiệu ứng nhiệt độ trong quá trình lắp đặt này giảm đáng kể và màng giữ được độ đàn hồi lâu hơn.

Kết nối mạch năng lượng mặt trời. Khi kết nối các đường ống, nên tổ chức một vòng lặp. "Thermoloop" làm giảm sự mất nhiệt, ngăn cản sự thoát ra của chất lỏng được đun nóng.

Phiên bản đúng kỹ thuật của việc thực hiện "vòng lặp" của mạch năng lượng mặt trời. Việc bỏ qua yêu cầu khiến nhiệt độ trong bể chứa giảm 1-2 ° C mỗi đêm

Kiểm tra van. Ngăn chặn sự "đảo lộn" của tuần hoàn chất làm mát. Khi thiếu hoạt động năng lượng mặt trời, van một chiều ngăn không cho nhiệt tích tụ trong ngày tản ra.

Phát triển năng lượng mặt trời

Như đã đề cập, các số liệu phản ánh ngày nay các đặc điểm của sự phát triển của năng lượng mặt trời đang tăng lên một cách đều đặn.Bảng điều khiển năng lượng mặt trời từ lâu đã không còn là một thuật ngữ chỉ giới hạn hẹp của các chuyên gia kỹ thuật, và ngày nay họ không chỉ nói về năng lượng mặt trời mà còn tạo ra lợi nhuận từ các dự án đã hoàn thành.

Vào tháng 9 năm 2008, việc xây dựng một nhà máy năng lượng mặt trời đặt tại thành phố Olmedilla de Alarcón của Tây Ban Nha đã được hoàn thành. Công suất đỉnh của nhà máy điện Olmedilla đạt 60 MW.

Trạm năng lượng mặt trời Olmedilla

Tại Đức, trạm năng lượng mặt trời Waldpolenz được vận hành, đặt tại Sachsen, gần các thành phố Brandis và Bennewitz. Với công suất đỉnh 40 MW, nhà máy này là một trong những nhà máy điện mặt trời lớn nhất thế giới.

Trạm năng lượng mặt trời Waldpolenz

Bất ngờ đối với nhiều người, tin tốt bắt đầu làm hài lòng Ukraine. Theo EBRD, Ukraine có thể sớm trở thành nước dẫn đầu trong số các nền kinh tế xanh ở châu Âu, đặc biệt là liên quan đến thị trường năng lượng mặt trời, một trong những thị trường năng lượng tái tạo hứa hẹn nhất.

Các nhà máy điện mặt trời hoạt động ở

• Vùng Orenburg:
  “Sakmarskaya im. A. A. Vlaznev, công suất lắp máy 25 MW;
  Perevolotskaya, công suất lắp đặt 5,0 MW.
• Cộng hòa Bashkortostan:
  Buribaevskaya, công suất lắp máy 20,0 MW;
  Bugulchanskaya, công suất lắp đặt 15,0 MW.
• Cộng hòa Altai:
  Kosh-Agachskaya, công suất lắp máy 10,0 MW;
  Ust-Kanskaya, công suất lắp đặt 5,0 MW.
• Cộng hòa Khakassia:
  "Abakanskaya", với công suất lắp đặt 5,2 MW.
• Vùng Belgorod:
  "AltEnergo", với công suất lắp đặt 0,1 MW.
• Tại Cộng hòa Crimea, không kể Hệ thống Năng lượng Thống nhất của đất nước, có 13 nhà máy điện mặt trời với tổng công suất 289,5 MW.
• Ngoài ra, một trạm hoạt động bên ngoài hệ thống ở Cộng hòa Sakha-Yakutia (1,0 MW) và ở Lãnh thổ Xuyên Baikal (0,12 MW).

Các nhà máy điện đang trong giai đoạn phát triển và xây dựng dự án

• Tại Lãnh thổ Altai, 2 trạm với tổng công suất thiết kế 20,0 MW dự kiến ​​đưa vào vận hành vào năm 2019.
• Tại khu vực Astrakhan, 6 trạm với tổng công suất thiết kế 90,0 MW dự kiến ​​đưa vào vận hành trong năm 2017.
• Tại khu vực Volgograd, 6 nhà máy với tổng công suất thiết kế 100,0 MW được lên kế hoạch đưa vào vận hành trong năm 2017 và 2018.
• Tại Lãnh thổ Xuyên Baikal, 3 trạm với tổng công suất thiết kế là 40,0 MW được lên kế hoạch đưa vào vận hành trong năm 2017 và 2018.
• Tại vùng Irkutsk, 1 trạm với công suất dự kiến ​​15,0 MW dự kiến ​​sẽ được đưa vào hoạt động trong năm 2018.
• Tại vùng Lipetsk, 3 trạm với tổng công suất thiết kế 45,0 MW dự kiến ​​đưa vào vận hành trong năm 2017.
• Tại khu vực Omsk, 2 trạm với công suất dự kiến ​​là 40,0 MW được lên kế hoạch đưa vào vận hành trong năm 2017 và 2019.
• Tại khu vực Orenburg, trạm thứ 7, công suất thiết kế 260,0 MW, dự kiến ​​đưa vào vận hành trong năm 2017-2019.
• Tại Cộng hòa Bashkortostan, 3 trạm với công suất dự kiến ​​là 29,0 MW được lên kế hoạch đưa vào hoạt động trong năm 2017 và 2018.
• Tại Cộng hòa Buryatia, 5 nhà máy với công suất dự kiến ​​70,0 MW được lên kế hoạch đưa vào hoạt động trong năm 2017 và 2018.
• Tại Cộng hòa Dagestan, 2 trạm với công suất dự kiến ​​10,0 MW được lên kế hoạch đưa vào hoạt động trong năm 2017.
• Tại Cộng hòa Kalmykia, 4 nhà máy với công suất dự kiến ​​70,0 MW được lên kế hoạch đưa vào hoạt động trong năm 2017 và 2019.
• Tại khu vực Samara, 1 trạm với công suất dự kiến ​​75,0 MW dự kiến ​​sẽ được đưa vào hoạt động trong năm 2018.
• Tại vùng Saratov, 3 trạm với công suất dự kiến ​​là 40,0 MW được lên kế hoạch đưa vào vận hành trong năm 2017 và 2018.
• Tại Lãnh thổ Stavropol, 4 trạm với công suất dự kiến ​​115,0 MW được lên kế hoạch đưa vào hoạt động trong năm 2017-2019.
• Tại khu vực Chelyabinsk, 4 trạm với công suất dự kiến ​​60,0 MW được lên kế hoạch đưa vào hoạt động trong năm 2017 và 2018.

Tổng công suất dự kiến ​​của các nhà máy điện mặt trời đang phát triển và xây dựng là 1079,0 MW.
Máy phát nhiệt điện, máy thu năng lượng mặt trời và nhà máy nhiệt mặt trời cũng được sử dụng rộng rãi trong các nhà máy công nghiệp và trong cuộc sống hàng ngày. Tùy chọn và phương pháp sử dụng là do mọi người lựa chọn cho mình.

Số lượng các thiết bị kỹ thuật sử dụng năng lượng mặt trời để tạo ra năng lượng điện và nhiệt, cũng như số lượng các nhà máy điện mặt trời đang được xây dựng, công suất của chúng - tự nó nói lên - ở Nga, các nguồn năng lượng thay thế nên được phát triển.

Truyền năng lượng mặt trời đến Trái đất

Năng lượng mặt trời từ một vệ tinh được truyền tới Trái đất bằng cách sử dụng một máy phát sóng vi ba xuyên qua không gian và khí quyển và được nhận trên trái đất bởi một ăng-ten gọi là trực tràng. Rectenna là một ăng-ten phi tuyến tính được thiết kế để chuyển đổi năng lượng của trường sóng tới trên nó.

truyền tia laser

Những phát triển gần đây cho thấy sử dụng tia laser với các tia laser thể rắn mới được phát triển cho phép truyền năng lượng hiệu quả.Trong vòng một vài năm, có thể đạt được phạm vi hiệu suất từ ​​10% đến 20%, nhưng việc thử nghiệm thêm vẫn cần phải xem xét các nguy cơ có thể xảy ra mà điều này có thể gây ra cho mắt.

lò vi sóng

So với truyền laser, truyền qua vi sóng tiên tiến hơn, có hiệu suất cao hơn tới 85%. Tia vi sóng thấp hơn rất nhiều so với nồng độ gây chết người, ngay cả khi tiếp xúc trong thời gian dài. Vì vậy lò vi sóng có tần số sóng vi ba 2,45 GHz với một biện pháp bảo vệ nhất định là hoàn toàn vô hại. Dòng điện do tế bào quang điện tạo ra được chạy qua một nam châm, biến dòng điện thành sóng điện từ. Sóng điện từ này đi qua ống dẫn sóng, tạo nên các đặc tính của sóng điện từ. Hiệu quả của việc truyền tải điện không dây phụ thuộc vào nhiều thông số.

Thông tin công nghệ quan trọng

Nếu chúng ta xem xét chi tiết về pin năng lượng mặt trời thì nguyên lý hoạt động của nó rất dễ hiểu. Các phần riêng biệt của tấm ảnh thay đổi độ dẫn điện trong các phần riêng biệt dưới tác động của bức xạ tử ngoại.

Kết quả là, năng lượng mặt trời được chuyển đổi thành năng lượng điện, có thể được sử dụng ngay lập tức cho các thiết bị điện hoặc được lưu trữ trên các phương tiện tự động có thể tháo rời.

Để hiểu chi tiết hơn về quy trình này, cần đánh giá một số khía cạnh quan trọng:

1. Pin năng lượng mặt trời là một hệ thống chuyển đổi quang điện đặc biệt tạo thành một cấu trúc chung và được kết nối theo một trình tự nhất định.
2. Có hai lớp trong cấu trúc của bộ chuyển đổi quang, có thể khác nhau về loại độ dẫn điện.
3. Các tấm silicon được sử dụng để sản xuất các bộ chuyển đổi này.
4. Phốt pho cũng được thêm vào silic ở lớp n, gây ra sự dư thừa electron có chỉ số tích điện âm.
5. Lớp loại p được làm từ silicon và boron, dẫn đến sự hình thành cái gọi là "lỗ".
6. Cuối cùng, cả hai lớp đều nằm giữa các điện cực với các điện tích khác nhau.

Năng lượng mặt trời được sử dụng ở đâu?

Việc sử dụng năng lượng mặt trời đang tăng lên hàng năm. Cách đây không lâu, năng lượng của mặt trời đã được sử dụng để làm nóng nước trong ngôi nhà nông thôn trong cơn mưa rào mùa hè. Và ngày nay, nhiều cách lắp đặt khác nhau đã được sử dụng để sưởi ấm nhà riêng, trong các tháp giải nhiệt. Các tấm pin mặt trời tạo ra điện năng cần thiết để cung cấp năng lượng cho các ngôi làng nhỏ.

Đặc điểm của việc sử dụng năng lượng mặt trời

Quang năng từ bức xạ mặt trời được biến đổi thành tế bào quang điện. Đây là cấu trúc hai lớp bao gồm 2 chất bán dẫn khác loại. Chất bán dẫn ở dưới cùng là loại p và bán dẫn ở trên cùng là loại n. Cái thứ nhất thiếu electron và cái thứ hai bị thừa.

Các điện tử trong chất bán dẫn loại n hấp thụ bức xạ mặt trời, làm cho các điện tử trong nó bị lệch quỹ đạo. Cường độ xung đủ để biến đổi thành chất bán dẫn loại p. Kết quả là, một dòng điện tử có hướng xảy ra và điện được tạo ra. Silicon được sử dụng trong sản xuất pin mặt trời.

Cho đến nay, một số loại tế bào quang được sản xuất:

• Đơn tinh thể. Chúng được sản xuất từ ​​các đơn tinh thể silicon và có cấu trúc tinh thể đồng nhất. Trong số các loại khác, chúng nổi bật với hiệu quả cao nhất (khoảng 20 phần trăm) và tăng chi phí;
• Đa tinh thể. Cấu trúc đa tinh thể, kém đồng nhất. Chúng rẻ hơn và có hiệu suất từ ​​15 đến 18 phần trăm;
• Phim ngắn. Các tế bào năng lượng mặt trời này được tạo ra bằng cách phún xạ silicon vô định hình trên một chất nền linh hoạt.Các tế bào quang điện như vậy là rẻ nhất, nhưng hiệu quả của chúng không được mong đợi nhiều. Chúng được sử dụng trong sản xuất các tấm pin mặt trời linh hoạt.

bảng điều khiển năng lượng mặt trời hiệu quả

Năng lượng mặt trời được chuyển đổi thành gì và nó được sản xuất như thế nào?

Năng lượng mặt trời thuộc về loại thay thế. Nó đang phát triển năng động, đưa ra các phương pháp mới để lấy năng lượng từ Mặt trời. Cho đến nay, các phương pháp thu năng lượng mặt trời và quá trình biến đổi tiếp theo của nó đã được biết đến:

• quang điện hay phương pháp quang điện - sự thu năng lượng bằng cách sử dụng tế bào quang điện;
• không khí nóng - khi năng lượng của Mặt trời được chuyển thành không khí và được gửi đến máy phát điện tăng áp;
• phương pháp nhiệt mặt trời - sưởi ấm bằng các tia của bề mặt tích tụ nhiệt năng;
• "buồm mặt trời" - một thiết bị cùng tên, hoạt động trong chân không, chuyển đổi tia nắng mặt trời thành động năng;
• Phương pháp khinh khí cầu - bức xạ mặt trời làm nóng khí cầu, trong đó hơi nước được sinh ra do nhiệt, dùng để tạo ra điện dự phòng.

Năng lượng nhận từ Mặt trời có thể trực tiếp (thông qua pin mặt trời) hoặc gián tiếp (sử dụng tập trung năng lượng mặt trời, như trường hợp của phương pháp nhiệt mặt trời). Những ưu điểm chính của năng lượng mặt trời là không có khí thải độc hại và chi phí điện năng thấp hơn. Điều này khuyến khích ngày càng nhiều người và doanh nghiệp chuyển sang sử dụng năng lượng mặt trời như một giải pháp thay thế. Năng lượng thay thế tích cực nhất được sử dụng ở các nước như Đức, Nhật Bản và Trung Quốc.

Tấm pin mặt trời, thiết bị và ứng dụng

Gần đây, ý tưởng có được điện miễn phí dường như thật tuyệt vời.Nhưng các công nghệ hiện đại không ngừng cải tiến và năng lượng thay thế cũng đang phát triển. Nhiều người bắt đầu sử dụng những phát triển mới, tránh xa nguồn điện lưới, giành được quyền tự chủ hoàn toàn và không làm mất đi sự tiện nghi của đô thị. Một trong những nguồn điện như vậy là các tấm pin mặt trời.
Phạm vi của các loại pin này chủ yếu nhằm cung cấp điện cho các ngôi nhà nông thôn, nhà ở và các khu nhà ở mùa hè, những nơi nằm xa đường dây điện. Đó là, ở những nơi cần có thêm nguồn điện.

Pin năng lượng mặt trời là gì - đây là rất nhiều vật dẫn điện và tế bào quang điện được kết nối thành một hệ thống chuyển đổi năng lượng nhận được từ tia nắng mặt trời thành dòng điện. Hiệu suất của hệ thống này đạt trung bình bốn mươi phần trăm, nhưng điều này đòi hỏi điều kiện thời tiết phù hợp.

Chỉ nên lắp đặt hệ thống năng lượng mặt trời ở những khu vực có thời tiết nắng ráo hầu hết các ngày trong năm. Nó cũng đáng xem xét vị trí địa lý của ngôi nhà. Nhưng về cơ bản, trong điều kiện thuận lợi, ắc quy làm giảm đáng kể mức tiêu thụ điện từ mạng lưới chung.

Hiệu quả của pin năng lượng mặt trời

Một tế bào quang điện, ngay cả vào buổi trưa trong thời tiết quang đãng, tạo ra rất ít điện năng, chỉ đủ để vận hành một đèn pin LED.

Để tăng công suất đầu ra, một số pin mặt trời được kết hợp song song để tăng hiệu điện thế không đổi và mắc nối tiếp để tăng cường độ dòng điện.

Hiệu quả của các tấm pin mặt trời phụ thuộc vào:

• nhiệt độ không khí và bản thân pin;
• lựa chọn chính xác khả năng chịu tải;
• góc tới của tia sáng mặt trời;
• sự hiện diện / không có lớp phủ chống phản xạ;
• công suất phát sáng.

Nhiệt độ bên ngoài càng thấp, tế bào quang điện và pin năng lượng mặt trời nói chung hoạt động càng hiệu quả. Mọi thứ đều đơn giản ở đây. Nhưng với việc tính toán tải trọng thì tình hình phức tạp hơn. Nó phải được chọn dựa trên đầu ra hiện tại của bảng điều khiển. Nhưng giá trị của nó thay đổi tùy thuộc vào các yếu tố thời tiết.

Các tấm pin mặt trời được sản xuất với kỳ vọng điện áp đầu ra là bội số của 12 V - nếu 24 V được cung cấp cho pin, thì hai tấm pin sẽ phải được kết nối song song với nó.

Việc liên tục theo dõi các thông số của pin năng lượng mặt trời và tự điều chỉnh hoạt động của nó là vấn đề. Để làm điều này, tốt hơn là sử dụng bộ điều khiển điều khiển, bộ điều khiển này tự động điều chỉnh cài đặt của chính bảng năng lượng mặt trời để đạt được hiệu suất tối đa và các chế độ hoạt động tối ưu từ nó.

Góc tới lý tưởng của tia sáng mặt trời đối với pin mặt trời là đường thẳng. Tuy nhiên, khi bị lệch trong vòng 30 độ so với phương vuông góc, hiệu suất của bảng điều khiển chỉ giảm khoảng 5%. Nhưng khi góc này tăng hơn nữa, tỷ lệ bức xạ mặt trời ngày càng tăng sẽ bị phản xạ, do đó làm giảm hiệu suất của pin mặt trời.

Nếu pin được yêu cầu để tạo ra năng lượng tối đa vào mùa hè, thì nó phải được định hướng vuông góc với vị trí trung bình của Mặt trời, vị trí mà nó chiếm trên các điểm phân vào mùa xuân và mùa thu.

Đối với khu vực Moscow, nhiệt độ này là khoảng 40-45 độ so với đường chân trời. Nếu cần tối đa vào mùa đông, thì bảng điều khiển nên được đặt ở vị trí thẳng đứng hơn.

Và một điều nữa - bụi bẩn làm giảm đáng kể hiệu suất của tế bào quang điện. Các photon xuyên qua một hàng rào “bẩn” như vậy chỉ đơn giản là không tiếp cận được chúng, có nghĩa là không có gì để chuyển hóa thành điện năng. Các tấm phải được rửa thường xuyên hoặc đặt các tấm để bụi tự trôi theo mưa.

Một số tấm pin mặt trời có thấu kính tích hợp để tập trung bức xạ vào pin mặt trời. Trong thời tiết rõ ràng, điều này dẫn đến việc tăng hiệu quả. Tuy nhiên, với mây mù dày đặc, những thấu kính này chỉ mang lại tác hại.

Nếu một bảng điều khiển thông thường trong tình huống như vậy tiếp tục tạo ra dòng điện, mặc dù với khối lượng nhỏ hơn, thì mẫu ống kính sẽ ngừng hoạt động gần như hoàn toàn.

Lý tưởng nhất là mặt trời chiếu sáng đồng đều một pin tế bào quang điện. Nếu một trong các phần của nó bị tối đi, thì các tế bào năng lượng mặt trời không được chiếu sáng sẽ chuyển thành một vật tải ký sinh. Chúng không những không tạo ra năng lượng trong tình huống như vậy mà còn lấy năng lượng từ các yếu tố làm việc.

Các tấm phải được lắp đặt sao cho không có cây cối, tòa nhà và các chướng ngại vật khác trên đường đi của tia nắng mặt trời.