Солнечные панели, устройство виды и информация. Устройство солнечной панели
Солнечные батареи: все про альтернативный источник энергии — solar-energ.ru. Поворотное устройство для солнечной батареи своими руками: как сделать трекер
В настоящее время множество людей переходит на солнечные фонарики для сада, к примеру, или на зарядное устройство для телефона. Как всем известно, и понятно, работает такая зарядка от полученной днем солнечной энергии. Однако светило не стоит на месте целый день, а потому, создав поворотное устройство для солнечной батареи своими руками, можно повысить эффективность зарядка примерно в половину, передвигая батарею по направлению к солнцу на протяжении всего дня.
Преимущества
Трекер для солнечных панелей своими руками обладает несколькими очень весомыми преимуществами, которые стоят того, чтобы потратить время на его изготовление и установку.
- Первое и наиболее важное преимущество – это то, что поворот солнечного элемента в течение всего дня может повысить КПД батареи примерно в половину. Достигается это за счет того, что максимально эффективная работа солнечных батарей достигается в период, когда лучи от светила падают перпендикулярно на фотоэлемент.
- Второе преимущество устройства создается под влиянием первого. Из-за того, что батарея повышает свою эффективность и производит вполовину больше энергии, отпадает необходимость установки дополнительных стационарных батарей. К тому же сама поворотная батарея может обладать меньшим фотоэлементом, чем при стационарном способе. Все это экономит большие материальные средства.
Составные элементы трекера
Создание поворотного устройства для солнечных панелей своими руками включает в себя те же комплектующие, что и заводские товары.
Список обязательных деталей для создания такого устройства:
- Основа или каркас – состоит из несущих деталей, которые подразделяются на две категории – это подвижные и неподвижные. В некоторых случаях каркас имеет подвижную часть лишь с одной осью – горизонтальной. Однако есть модели и с двумя осями. В таких случаях нужны актуаторы, которые управляют вертикальной осью.
- Описанный ранее актуатор также должен входить в конструкцию и обладать устройствами не только поворота, но и устройствами контроля за этими действиями.
- Необходимы детали, которые будут защищать устройство от капризов погоды – гроза, сильный ветер, дождь.
- Возможность удаленного управления и доступа к поворотному устройству.
- Элемент, преобразующий энергию.
Но стоит отметить, что сбор такого устройства иногда дороже, чем покупка уже готового, а потому в некоторых случаях упрощается до несущих деталей, актуатора, управление актуатором.
Электронные системы поворота
Принцип работы
Принцип работы поворотного устройства очень прост и держится на двух деталях, одна из которых механическая, а другая электронная. Механическая часть поворотного устройства соответственно отвечает за поворот и наклон батареи. А электронная часть регулирует моменты времени и углы наклона, по которым действует механическая часть.
Электрооборудование, используемое вместе с солнечными батареями, заряжается от самих же батарей, что в некотором роде также экономит средства на подпитку электроники.
Положительные стороны
Если говорить о достоинствах электронного оборудования для поворотного устройства, то стоит отметить удобство. Удобство заключается в том, что электронная часть устройства будет в автоматическом режиме управлять процессом поворота батареи.
Данное преимущество не единственное, а является лишь еще одним в списке тех, что были перечислены ранее. То есть помимо экономии средств и повышения КПД, электроника освобождает человека от надобности вручную осуществлять поворот.
Как сделать своими руками
Создать трекер для солнечных батарей своими руками несложно, так как схема его создания проста. Для того чтобы создать работоспособную схему трекера своими руками необходимо иметь в наличии два фоторезистора. Кроме этих составляющих, нужно также приобрести моторное устройство, которое будет поворачивать батареи.
Подключение этого устройства осуществляется при помощи Н – моста. Этот метод подключения позволит преобразовывать ток силой до 500 мА с напряжением от 6 до 15 В. Схема сборки позволить не только понять, как работает трекер для солнечных батарей, но и создать его самому.
Чтобы настроить работу схемы, необходимо провести следующие действия:
- Удостовериться в наличия питания на схему.
- Провести подключение двигателя с постоянным током.
- Установить фотоэлементы нужно рядом, чтобы добиться одинакового количества солнечных лучей на них.
- Необходимо выкрутить два подстроечных резистора. Сделать это нужно против часовой стрелки.
- Запускается подача тока на схему. Должен включиться двигатель.
- Вкручиваем один из подстроечников до тех пор, пока он не упрется. Помечаем это положение.
- Продолжить вкручивание элемента до тех пор, пока двигатель не начнет крутиться в противоположную сторону. Помечаем и это положение.
- Делим полученное пространство на равные отделы и посередине устанавливаем подстроечник.
- Вкручиваем другой подстроечник до тех пор, пока двигатель не начнет немного дергаться.
- Возвращаем подстроечник немного назад и оставляем в таком положении.
- Для проверки правильности работы можно закрывать участки солнечной батареи и смотреть за реакцией схемы.
Часовой механизм поворота
Устройство часового механизма поворота в основе своей довольное простое. Для того чтобы создать такой принцип работы, нужно взять любые механические часы и соединить их с двигателем солнечной батареи.
Для того чтобы заставить работать двигатель, необходимо установить один подвижный контакт на длинную стрелку механических часов. Второй неподвижный закрепляется на двенадцати часах. Таким образом, каждый час, когда длинная стрелка будет проходить через двенадцать часов, контакты будут замыкаться, и двигатель будет поворачивать панель.
Временной промежуток в один час, выбран исходя из того, что за это время солнечное светило проходит по небу около 15 градусов. Установить еще один неподвижный контакт можно на шесть часов. Таким образом, поворот будет проходить каждые полчаса.
Водяные часы
Данный способ управления поворотным устройством был изобретен одной предприимчивой канадской студенткой лет и отвечает за поворот лишь одной оси, горизонтальной.
Принцип работы также прост и заключается в следующем:
- Солнечная батарея устанавливается в изначальное положение, когда солнечные лучи попадают на фотоэлемент перпендикулярно.
- После этого к одной из сторон цепляют емкость с водой, а к другой стороне цепляют какой-нибудь предмет такого же веса, что и емкость с водой. Дно емкости должно обладать небольшим отверстием.
- Через него вода будет понемногу вытекать из емкости, из-за чего будет уменьшаться вес, а панель будет потихоньку наклоняться в сторону противовеса. Определить размеры отверстия для емкости придется экспериментально.
Данный способ является наиболее простым. К тому же он экономит материальные средства, которые ушли бы на покупку двигателя, как в случае с часовым механизмом. К тому же, провести монтаж поворотного механизма в виде водяных часов можно самостоятельно, даже не обладая какими-либо специальными знаниями.
Видео
Как сделать трекер для солнечной батареи своими руками, вы узнаете из нашего видео.
solar-energ.ru
Конструкция солнечной батареи: из чего она состоит
Сегодня солнечная энергия используется практически во всех сферах жизни, от зарядки телефонов и питания детских игрушек до энергообеспечения частных (и даже многоквартирных!) домов. Преимущества гелиопанелей уже общеизвестны, а вот конструкция солнечной батареи и многие ее рабочие особенности по-прежнему малознакомы большинству людей. А между тем, в строении и особенностях работы таких устройств нет ничего непостижимого.
Как правило, подобные батареи нередко путают с гелиоколлекторами. Это достаточно распространенная ошибка, притом что эти устройства очень непохожи. Общее у них только одно – использование энергии солнца. Но если батареи преобразовывают эту энергию в электричество за счет явления фотоэффекта, то в коллекторах лучи нагревают внутренний жидкий теплоноситель и вырабатывают тепловую энергию. Отсюда и различие в сферах применения: коллекторы устанавливают для подогрева воды (реже - для отопления небольших домов), а батареи – для энергообеспечения домов и подзарядки техники.
Что такое «солнечная батарея»
Каждая серийная солнечная батарея – это набор соединенных определенным образом кремниевых фотоячеек, помещенных в защитный корпус с прозрачной лицевой частью. Фотоячейки отвечают за преобразование энергии солнца в электричество (иными словами – за выработку фототока), а корпус защищает их от внешних воздействий.
Кроме того, он обязательно снабжается специальными клеммами, через которые солнечные батареи соединяются между собой в гелиополя и подключаются к другому оборудованию (инверторам, аккумуляторам и т.д.). Подобное устройство позволяет и эффективно преобразовывать энергию солнца (с минимально возможными для серийных панелей потерями), и избегать порчи хрупких фотоячеек.
Фотоячейки
Фотоячейки в серийных солнечных батареях используются кремниевые, причем они бывают трех типов: из поликристаллов, из монокристаллов и из напыленного кремния. Первые два вида представляют собой кристаллические ячейки, они образуются либо при поли-, либо при монокристаллизации кремния. Третий же тип – это тонкопленочная ячейка, которая состоит из напыленного на гибкую тонкую подложку кремниевого слоя.
Каждый из этих видов имеет свои особенности и преимущества. Так, у моноячеек самый высокий КПД, гибкие ячейки можно устанавливать на криволинейных поверхностях, а поличейки отличаются более низкой стоимостью при достаточно высокой производительности (хоть и меньшей, чем у монокристаллов).
Корпус
Конструкция корпуса солнечной батареи включает в себя, помимо самих фотоячеек, несколько элементов:
- Защитную алюминиевую рамку. Она придает корпусу жесткость и предохраняет торцы от проникновения влаги;
- Стекло. Стекло используется закаленное, антибликовое, оно обеспечивает более эффективное поглощение солнечного спектра и защищает фотоячейки;
- Ламинирующие слои. Они располагаются сверху и снизу фотоячеек и обеспечивают герметизацию конструкции в сочетании с удалением зазоров между стеклом и фотоячейками;
- Заднюю стенку. Обычно ее изготавливают из легкого, но прочного материала, вплоть до толстой PET-пленки;
- Клеммную коробку. Коробка включает в себя соединительные клеммы для интеграции солнечной батареи в общую структуру.
Причем качество этих составных элементов у разных производителей (особенно – малоизвестных) может сильно отличаться, и зачастую не в лучшую сторону. Поэтому при выборе солнечной батареи репутации производителя нужно уделить особое внимание. Дело в том, что некачественные корпуса очень быстро выходят из строя, в результате чего гелиопанель не сможет выполнять свои функции.
Как работают гелиобатареи
Работают все солнечные батареи по одному принципу – фотоэффекту, иными словами, образованию тока под действием солнечных лучей в определенных материалах (полупроводниках с разными примесями). Лучи солнца, попадая на поверхность двухслойной полупроводниковой пластины, передают электронам верхнего слоя дополнительную энергию. В результате этого электроны начинают движение и переходят в нижний, второй слой. Таким образом, слои полупроводников играют роль своеобразных электродов, между которыми возникает ток.
Но подобная конструкция солнечных батарей подразумевает и несколько нюансов. Например, полупроводники должны быть разного типа проводимости (один - так называемого «дырочного», с избытком положительных зарядов, второй – «электронного», с избытком отрицательного заряда). Кроме того, ширина зоны перехода электронов должна быть не больше определенной величины, чтобы электроны могли ее преодолеть. Именно поэтому принцип действия одинаков для всех солнечных ячеек.
Подключение и установка фотобатарей
Подключение солнечных панелей выполняется по нескольким схемам и зависит от определенных факторов.
Соединение отдельных батарей
Отдельные батареи соединяются между собой последовательно, параллельно или же последовательно-параллельно. Это позволяет получить гелиополе с нужными параметрами выходных тока и напряжения. Так, при последовательной коммутации увеличивается общее напряжение, при параллельной – сила тока. Смешанное же соединение позволяет гибко подбирать оба этих параметра.
Подключение к энергосистеме дома
Состав домашней энергосистемы и методика подключения солнечных батарей определяются нуждами потребителей и типом нагрузки. Так, если от гелиопанелей запитывается энергосберегающая нагрузка (12-вольтная), то использовать инвертор не нужно. Дело в том, что солнечные батареи генерируют постоянный ток, который и использует энергосберегающая нагрузка. Обычная же техника потребляет переменный ток, для получения которого понадобится инвертор. Также состав схемы должен включать в себя аккумулятор (если подразумевается потребление солнечной энергии в пасмурные дни или ночью) и контроллер заряда для регулировки этих процессов.
Нюансы установки
Монтируют солнечные батареи главным образом на крышах, хотя возможна и установка на стене здания или отдельно стоящих опорах. Также нужно иметь в виду, что верхние ряды не должны затенять нижние, для чего между ними необходимо выдерживать определенные интервалы. Ориентируют панели преимущественно на юг, а угол их наклона в идеале должен совпадать с географической широтой местности.
solarb.ru
Солнечные панели, устройство виды и информация Живем экологично!
Если вы впервые сталкиваетесь с солнечными панелями, то наверняка у вас возникли куча вопросов относительно солнечных панелей. Какие они бывают, чем отличаются поликристаллические панели от монокристаллических, как подобрать мощность солнечных панелей под свои нужды, где лучше купить и прочее.
В этой статье попробую вам рассказать вкратце но самое основное, что нужно знать при выборе солнечных панелей. Постараюсь обойтись без сложных терминов для того чтобы было понятнее.
Как правило солнечные панели покупают для использования снаружи помещения, и потому их обычно встраивают в алюминиевую рамку и помещают под ударопрочное стекло. Схематичное устройство солнечных панелей смотрите на рисунке::
Ламинирующая пленка необходима для плотного прилегания фотоэлементов к стеклу, что позволяет снизить преломление лучей света и повышению эффективности солнечной панели. Кстати от качества этой пленки зависит потеря мощности панели со временем.(некачественная пленка быстрее мутнеет от ультрафиолета и начинает хуже пропускать солнечные лучи)
Сама солнечная панель состоит из определенного числа фотоэлементов (в зависимости от мощности), которые соединены между собой при помощи плоских проводником.
Внизу панели есть коробка для подключения, где есть разъемы для соединения проводов и защитные диоды, которые нужны для защиты от перегрева отдельных элементов в системе.
Теперь поговорим о самих фотоэлементах:
Для определения качества модулей применяют PID test или Potential Induced Degradation Test — это тест на деградацию солнечных элементов, вызванную высоким потенциалом. Или как его называют: Ускоренный тест старения. После проведения теста фотоэлементам присваевается одна из категорий:
- Grade A — снижение мощности элементов составляет не более 5%, т.е. элементы продолжают выдавать более 95% от своего номинала.
- Grade B — снижение мощности элементов составляет не более 30%, т.е. элементы продолжают выдавать более 70% от своего номинала.
- Grade C — снижение мощности элементов составляет более 30%, т.е. элементы продолжают выдавать менее 70% от своего номинала.
На практике это означает что солнечная панель, собранная из модулей категории Grade A, через энное количество лет (к примеру лет через 20)будет по прежнему выдавать заявленную мощность, то есть потери мощности будут не более 5% При этом такая же панель, собранная из модулей категории Grade С потеряет около 30% своей мощности за тот же промежуток времени.
Теперь поговорим о типах солнечных элементов. Наверняка вы уже сталкивались с понятием монокристаллическая солнечная панель и поликристаллическая солнечная панель. Не пугайтесь сейчас разберемся, все достаточно просто.
Их легко определить внешне, вот так выглядит монокристаллический элемент панели:
У монокристаллического элемента скругленные углы и более однородный цвет. Это связано с тем, что на производстве получают циллиндрическую заготовку и это один выращенный кристалл кремния– потому и цвет однородный.
А вот так выглядит поликристаллический элемент:
У поликристаллического элемента квадратная форма (прямоугольная заготовка при производстве) и цвет элемента неоднороден., поскольку состоит из множества разнородных кристаллов кремния.
Но это внешнее отличие, которое позволит вам определить тип солнечной панели. А что же в плане практического применения?
Монокристаллическая панель немного эффективнее поликристаллической. Имеется ввиду эффективность преобразования солнечной энергии в электрическую
Эффективность монокристаллической панели – примерно 22% а поликристаллической – 18% то есть разница примерно 4%
При этом монокристаллическая панель примерно на 10-15% дороже поликристаллической. Вот и все существенные отличия.
На практике же, для бытовых нужд, не имеет различия из каких элементов состоит солнечная панель – из монокристаллических или поликристаллических- на основные показатели это не влияет.
Солнечная панель из поликристаллических элементов просто будет чуть больше по площади чем монокристаллическая. Но при этом она будет дешевле. Главные параметры – напряжение и выдаваемая мощность, на них и стоит ориентироваться при выборе солнечной панели.
Чаще всего в продаже можно встретить солнечные панели с напряжением 12 , 24 , 36, или 48 вольт. При этом солнечная панель состоит из определенного числа модулей, 36, 72 и тд. Связано это с тем что каждый элемент солнечной панели выдает 0,5 вольта а вот выдаваемая мощность зависит от размера модуля.
Стандартная солнечная панель напряжением 12 вольт состоит из 36 фотоэлементов. 36 умножаем на 0,5 получаем примерно 18 вольт –это необходимо для зарядки 12 вольтового аккумулятора
Если же вам попалась панель с нестандартным числом модулей – лучше отказаться от покупки или необходимо использовать вместе с модулем MPPT-контроллер, если же использовать PWM-контроллер с такой панелью можно получить заметные потери мощности, о контроллерах для солнечных панелей мы поговорим отдельно.
итак:
36 модулей – номинальное напряжение 12 вольт
72 модуля – номинальное напряжение 24 вольта
108 модулей – номинальное напряжение 36 вольт (встречается реже)
Если же вам попалась панель из 72 модулей но при этом указано что номинальное напряжение 12 вольт – значит используется параллельно последовательное соединение модулей. Обычно такие панели стоят дешевле, поскольку собираются из отходов и нецелых модулей и они менее надежны, из-за большего числа соединений. Поэтому лучше сделать выбор в пользу 36 модулей.
О сборке солнечной электростанции будет отдельная статья, там мы обсудим подробнее и разберемся как подобрать контроллер и мощность панелей
Ну вот кратко и описали устройство и типы солнечных панелей.
Похожие записи
None
Поделись с друзьями!
3vr.ru
