Uwezekano wa kuhamia vyanzo mbadala vya nishati umezingatiwa na kutekelezwa kwa kiasi na makampuni yenye nia ya kuwakilisha sekta ya nishati kwa miongo kadhaa. Gharama kubwa za kuanzisha mifumo mipya ya usambazaji wa nishati bado hazijaruhusu maeneo mengi ya tasnia hii kuendelezwa kwa mafanikio, lakini pia kuna vighairi, ambavyo ni pamoja na jenereta za nishati ya jua.
Katika tofauti mbalimbali, vifaa hivyo vya umeme vinatumika katika maeneo maalumu, na katika miaka ya hivi karibuni wamepata nafasi yao katika usambazaji wa umeme wa kibinafsi. Umbizo bora zaidi la utekelezaji wa kiufundi wa betri ya jua ni paneli kwenye seli za elektroniki, ambazo hazichukui nafasi nyingi, lakini wakati huo huo humpa mtumiaji nishati ya kiasi fulani.
Muhtasari wa teknolojia
Aina mbalimbali za matukio ya asili yanaweza kutumika kama chanzo cha nishati - kutoka kwa upepo hadi mtiririko wa maji. Bila shaka, naNishati ya Jua, kama chanzo asili cha mwanga na joto, haiwezi lakini kuzingatiwa kama rasilimali ya ubadilishaji kuwa umeme wa kawaida. Kwa njia, mwangaza wa nishati katika siku safi unaweza kufikia 1020 W/m2, na huu ni uwezo unaoonekana ambao unaweza kupata matumizi ya vitendo. Inabakia tu kutekeleza mchakato wa kiteknolojia wa ubadilishaji wa nishati na utoaji. Hivi ndivyo paneli za jua hutumika.
Moduli za aina hii hutekeleza kikamilifu kazi za kupata, kuleta utulivu na kukusanya mwanga wa jua. Katika hatua zifuatazo, kazi za mabadiliko yake, mkusanyiko na usambazaji kati ya watumiaji hutatuliwa. Hadi sasa, kazi kuu za nishati ya jua sio sana katika shirika la kiufundi na kimuundo la michakato iliyo hapo juu, lakini katika kuboresha teknolojia ili kuongeza utendaji wa bidhaa zake.
Muundo wa paneli
Kwa ujumla, kifaa kama hicho ni kipokezi na kikusanya nishati ya jua. Hata hivyo, matengenezo yake hutumia kundi zima la vijenzi, ikiwa ni pamoja na betri, vibadilishaji umeme, fuse, vidhibiti vya nguvu, mitambo kudhibiti nafasi ya paneli, n.k.
Lakini katika kila hali, mfumo wa paneli za jua unategemea utendakazi wa kipengele kimoja kikuu - moduli inayopokea nishati ya jua moja kwa moja. Katika toleo la kawaida, haya ni silicon mono- au polycrystalline wafers, ambayo katika mazingira yanafanana na keki ya safu nyingi. Hii ndio inayoitwaseli za photovoltaic ambazo hutoa nafasi sahihi ya atomi, ambazo, kwa upande wake, zinahusika katika michakato ya ubadilishaji nishati.
Uainishaji wa paneli za jua kulingana na aina ya seli za jua
Kadiri teknolojia za utengenezaji wa sahani za kupokea nishati ya jua zinavyoendelea, wataalamu wamejaribu nyenzo za utengenezaji wao, kubaini suluhu bora. Hadi sasa, betri za aina hii zinazalishwa kutoka kwa vipengele vifuatavyo:
- Kaki za silicon multicrystalline. Muundo wa nyenzo huundwa na kikundi cha gratings ya silicon ya kioo moja, ambayo inafanya uwezekano wa kulipa fidia kwa hasara za nishati kwenye kando ya muundo, kama ilivyo katika paneli za kioo moja. Kwa hivyo, ufanisi hufikia 15% kwa maisha ya huduma ya kifaa hadi miaka 25.
- Paneli kwenye silikoni ya polycrystalline. Mwingine mbadala kwa paneli rahisi za jua za monocrystalline. Betri kwa msingi huu haina tija, lakini inagharimu kidogo zaidi na inatoa fursa zaidi za kusanifu miundo mbalimbali ya ujenzi na mwelekeo wake.
- Paneli za silicon za amofasi. Pia ni chaguo la chini la nguvu, lakini pia ni nafuu zaidi. Kwa watumiaji walio na mahitaji ya chini ya nishati, suluhisho linalokubalika kabisa.
- Vifaa vya Cadmium telluride. Nyenzo hii hutumiwa sana katika maendeleo ya seli za photovoltaic za filamu, unene wa safu ya semiconductor ambayo ni mamia ya micrometers. Cadmium telluride ina utendaji wa wastani wa uzalishaji wa nguvu, lakini mchakato wa uzalishaji yenyeweumeme katika kesi hii utakuwa wa bei nafuu kuliko paneli za silicon za kawaida.
- Betri kulingana na semiconductor ya CIGS. Katika kesi hii, mchanganyiko wa vifaa kadhaa hutumiwa - gallium, selenium, indium na shaba. Pia hutumia kipengele cha umbo la filamu, lakini yenye utendakazi wa juu zaidi kuliko wenzao wa cadmium telluride.
Jinsi kifaa kinavyofanya kazi
Baada ya kupokea nishati ya jua, mwendo zaidi wa uendeshaji wa mfumo unaweza kutokea kulingana na mipango tofauti, kulingana na suluhisho la muundo. Kuna njia mbili za kutumia kifaa:
- Umeme unaozalishwa huhifadhiwa kwenye pakiti ya betri iliyounganishwa na kutumiwa sambamba na watumiaji.
- Njiani kutoka kwa kidirisha hadi kwenye kifurushi cha betri, kibadilishaji kibadilishaji cha umeme kimesakinishwa ambacho hudhibiti matumizi ya nishati. Mpango kama huu hutumika katika hali ambapo paneli ya betri ya jua hufanya kazi kama chanzo kisaidizi cha nishati ambayo inashughulikia tu sehemu ya mahitaji ya watumiaji wa umeme.
Katika hali zote mbili, sakiti ya umeme lazima ipangwa pamoja na uwezekano wa kuanzisha seli za jua. Usanidi wa uunganisho unaweza kuwa wa serial au sambamba. Voltage ya wastani ya pembejeo inaweza kuwa 180-354 V kuhusiana na mifumo ya kaya. Mzigo katika kesi hii ni 5 A.
Utekelezaji wa mfumo wa usimamizi
Utengenezaji hai wa betri za miale ya jua ulifanyika wakati wa kuanzishwa kwa vidhibiti vidogo vya kudhibiti katika hali ngumu.michakato ya uzalishaji. Kwa sasa, vifaa kama hivyo pia vinatumika kufanya shughuli mbalimbali kiotomatiki katika nyanja ya ndani - inatosha kutambua mifumo ya kengele na mitambo ya kudhibiti milango ya karakana.
Kuhusiana na paneli za miale ya jua, vidhibiti vilivyo na vihisi vinavyoweza kudhibiti nishati ya jua hutumiwa, ambavyo huruhusu si tu kufuatilia vigezo vya uendeshaji wa vipengele vya utendaji kazi, lakini pia kudhibiti mchakato wa kuchaji betri za paneli za jua. Vidhibiti katika kiwango cha msingi hufuatilia vivunja mzunguko, vibadilishaji umeme na fuse, lakini pia vinaweza kushiriki katika michakato ya kubadilisha vigezo vya usambazaji wa sasa wa moja kwa moja wa watumiaji.
Vidokezo vya kutumia paneli
Unaponunua betri ya miale ya jua, inashauriwa kufanya ukaguzi wa kina wa vijenzi vyake vyote, na hasa seli za picha, kwa kuwa uharibifu mdogo au hitilafu ya kiwanda inaweza kuathiri kwa kiasi kikubwa utendakazi wa mfumo mzima. Pia, wakati wa mchakato wa ufungaji, uangalifu mkubwa unapaswa kuchukuliwa, kwa kuwa muundo ni tete na unaweza kuharibiwa bila ulinzi maalum.
Kupachika betri ya jua ya aina ya paneli hufanywa kwa msingi uliotayarishwa maalum na pasi ya kutengenezea yenye voltage ya chini. Ni muhimu kwamba sehemu ya mbele, kwa hali yoyote, haifichwa na miti na vitu vingine virefu. Kwa udhibiti, baraza la mawaziri maalum na vitalu vya automatisering na kazi hutolewa. Kutoka humo hadi paa ambapo paneli imesakinishwa, njia ya pekee ya usambazaji wa nishati ya mawasiliano inapaswa kuwekwa.
Jinsi ya kutengenezaPaneli ya jua ya DIY?
Mpango unaofaa zaidi wa kutengeneza nyumbani umetengenezwa kwa fremu ya mbao na vipengele vya plexiglass. Chipboard inaweza kutumika kama msingi wa paneli, kingo ambazo kwa namna ya pande huundwa na bar yenye unene wa cm 1-3. Vipande vya plexiglass ya ukubwa mdogo huwekwa juu ya uso na kuwekwa kwenye gundi kulingana na kanuni ya asali. Kisha muundo unaweza kufungwa kwa glasi dhabiti, ukirekebisha kwa ukali kando ya mtaro wa pande.
Paneli ya jua pia inafaa kusakinishwa. Kwa mikono yako mwenyewe, hii inafanywa kwa msingi wa chuma unaounga mkono na uwezo wa kuzunguka. Kwa ajili yake, unaweza kuandaa msingi wa sura na utaratibu wa kuendesha gari kwa kugeuka katika safu inayotaka. Katika kesi hiyo, mzigo kwenye kifuniko cha paa lazima pia uzingatiwe. Inastahili kuwa msingi wa kuunga mkono wa jopo umeunganishwa moja kwa moja kupitia paa kwenye mfumo wa rafter. Katika hatua ya mwisho, ni muhimu kuunganisha jopo kupitia kondakta na betri ya nguvu zinazohitajika na, ikiwa ni lazima, kuanzisha inverter kwenye gridi ya nguvu ili kubadilisha voltage ya pembejeo.
Faida za paneli za sola
Teknolojia za kuzalisha umeme kwa kuzingatia kanuni za kubadilisha nishati ya jua hutoa manufaa mengi kwa mtumiaji wa mwisho, licha ya matatizo kadhaa ya uendeshaji. Hasa, paneli ya jua ya kioo moja ya 100 W rahisi zaidi inaweza kuchaji pakiti ya betri ya 12 V bila malipo. Lakini hata vipengele vile vinakuwa kitu cha zamani, na vinabadilishwa na nguvu.jenereta zinazoweza kutumikia mfumo wa nguvu wa nyumba, zinazohitaji gharama za matengenezo tu. Wakati huo huo, tunaweza kuzungumza kuhusu usafi wa mazingira wa chanzo cha nishati na uhuru.
Matarajio ya maendeleo ya teknolojia
Hatua muhimu kimsingi katika ukuzaji wa mfumo wa nishati ya jua ilikuwa kuibuka kwa vyanzo mbadala vya nguvu na voltages hadi 220 V. Kufikia sasa, mifumo kama hiyo bado iko katika hatua ya muundo wa dhana, lakini katika siku zijazo, somo. ili uboreshaji wa michakato ya kupata nishati ya awali, wataingia katika sehemu ya uzalishaji kwa wingi.
Tatizo kuu wanazokabiliana nazo wabunifu ni mlundikano mmoja wa uwezo wa nishati na kupunguza sababu za utegemezi wa jenereta kwa hali ya nje. Kwa mfano, ufanisi mdogo wa paneli za jua kwa nyumba katika kiwango cha 15-20% unatokana kwa kiasi kikubwa na sababu za hali mbaya ya hewa, wakati usambazaji wa nishati umepunguzwa.
Hitimisho
Iwapo ni mapema mno kuzungumzia usambazaji wa nishati jumuishi wa nyumba ya kibinafsi yenye nishati ya jua, basi kushughulikia mahitaji ya kibinafsi ya kuchaji vifaa vyenye nguvu ya chini au kudumisha utendakazi wa vifaa vya mwanga kwa njia kama hizo ni kweli kabisa. Zaidi ya hayo, wazalishaji wa Kirusi wanashiriki kikamilifu katika maendeleo ya eneo hili, wakitoa bidhaa zao za ubora unaokubalika.
Kampuni zingine hukusanya paneli za jua kutoka kwa paneli za Kichina za gharama ya chini kwa kiwango cha rubles elfu 3-5, lakini maendeleo yao wenyewe pia yanaonekana. Kwa viongozi wa soko la ndani katika hiliNiche inaweza kuhusishwa na kampuni "Quantum", Hevel Solar na "Solnechny Veter". Miundombinu ya biashara hizi haitoi mifumo ya nguvu ya chini tu, bali pia suluhu faafu kwa uendeshaji wa viwanda.
