Hivi majuzi, wazo lenyewe la kupeana umeme kwa nyumba za kibinafsi lilizingatiwa kuwa zuri. Leo ni ukweli halisi. Huko Uropa, paneli za jua zimetumika kwa muda mrefu, kwa sababu ni chanzo kisicho na mwisho cha nishati ya bei nafuu. Katika nchi yetu, kupata umeme kutoka kwa vifaa vile ni kupata umaarufu tu. Utaratibu huu haufanyiki haraka sana, na sababu yake ni gharama yao ya juu.
Kanuni ya utendakazi wa betri ya jua inatokana na ukweli kwamba katika bamba mbili za silicon zilizopakwa vitu tofauti (boroni na fosforasi), mkondo wa umeme hutokea chini ya hatua ya jua. Katika sahani, ambayo imefunikwa na fosforasi, elektroni zisizolipishwa huonekana.
Chembechembe zinazokosekana huundwa katika sahani hizo ambazo zimepakwa boroni. Elektroni huanza kusonga chini ya hatua ya mwanga wa jua. Hivi ndivyo umeme wa sasa unavyotengenezwa kwenye paneli za jua. Kamba nyembamba za shaba, ambazo zimefunikwakila betri, chora mkondo kutoka kwayo na uelekeze kwa madhumuni yake yaliyokusudiwa.
Sahani moja inaweza kuwasha balbu ndogo. Hitimisho linapendekeza yenyewe. Ili paneli za miale za jua zipe nyumba nguvu ya kutosha, eneo lao lazima liwe kubwa kabisa.
Gia za silicon
Kwa hivyo, kanuni ya betri ya jua iko wazi. Ya sasa huzalishwa na hatua ya mwanga wa ultraviolet kwenye sahani maalum. Ikiwa silikoni itatumika kama nyenzo kuunda sahani kama hizo, basi betri huitwa silikoni (au silikoni hidrojeni).
Ingizo kama hili linahitaji mifumo changamano ya uzalishaji. Hii, kwa upande wake, huathiri pakubwa gharama ya bidhaa.
Seli za sola za silicon ziko za aina nyingi.
Vigeuzi vya kioo kimoja
Ni paneli zilizo na kona zilizopinda. Rangi yao daima ni nyeusi.
Tukizungumzia kuhusu vigeuzi vya fuwele moja, basi kanuni ya utendakazi wa betri ya jua inaweza kuelezwa kwa ufupi kuwa yenye ufanisi wa wastani. Visanduku vyote vya vipengele vinavyohisi picha vya betri kama hiyo vinaelekezwa upande mmoja.
Hii hukuruhusu kupata matokeo ya juu zaidi kati ya mifumo inayofanana. Ufanisi wa aina hii ya betri hufikia 25%.
Hasara ni kwamba paneli kama hizo zinapaswa kutazama jua kila wakati.
Jua likijificha nyuma ya mawingu, kushuka hadi kwenye upeo wa macho, au bado halijachomoza, basi betri zitatoa mkondo dhaifu.nguvu.
Polycrystalline
Sahani za mitambo hii huwa na mraba, samawati iliyokolea. Uso wao ni pamoja na fuwele za silikoni zisizo homogeneous.
Ufanisi wa betri za polycrystalline sio wa juu kama ule wa miundo ya monocrystalline. Inaweza kufikia 18%. Hata hivyo, hasara hii inafidiwa na manufaa, ambayo yatajadiliwa hapa chini.
Kanuni ya utendakazi wa aina hii ya betri ya jua huziruhusu kutengenezwa sio tu na silikoni tupu, bali pia kutoka kwa nyenzo zilizosindikwa. Hii inaelezea baadhi ya kasoro zilizopatikana kwenye vifaa. Kipengele tofauti cha mifumo ya aina hii ni kwamba wanaweza kuzalisha sasa umeme kwa ufanisi kabisa hata katika hali ya hewa ya mawingu. Ubora huo muhimu unazifanya ziwe muhimu sana mahali ambapo mwanga wa jua unaosambaa ni jambo la kawaida kila siku.
Paneli za silicon za amofasi
Paneli za amofasi ni nafuu zaidi kuliko zingine, hii huamua kanuni ya uendeshaji wa betri ya jua na muundo wake. Kila jopo lina tabaka kadhaa nyembamba sana za silicon. Hutengenezwa kwa kunyunyizia chembe chembe za nyenzo kwenye utupu kwenye karatasi, glasi au plastiki.
Ufanisi wa vidirisha ni mdogo sana kuliko miundo ya awali. Inafikia 6%. Tabaka za silicon huwaka haraka kwenye jua. Baada ya miezi sita ya kutumia betri hizi, ufanisi wake utapungua kwa 15%, na wakati mwingine kwa hadi 20.
Miaka miwili ya uendeshaji itamaliza kabisa rasilimali ya viambato amilifu, na kidirisha kitahitaji kubadilishwa.
Lakini kuna nyongeza mbili, kwa sababu ambayo betri hizi bado zinanunuliwa. Kwanza, wanafanya kazi hata katika hali ya hewa ya mawingu. Pili, kama ilivyotajwa tayari, sio ghali kama chaguzi zingine.
Vibadilishaji picha vya mseto
Silicon ya amofasi ndio msingi wa upangaji wa fuwele ndogo. Kanuni ya uendeshaji wa betri ya jua inafanya kuwa sawa na jopo la polycrystalline. Tofauti kati ya aina hii ya betri ni kwamba zina uwezo wa kutoa mkondo wa umeme wa nguvu kubwa katika hali ya mwanga wa jua uliotawanyika, kwa mfano, siku ya mawingu au alfajiri.
Aidha, betri hufanya kazi chini ya ushawishi wa sio tu mwanga wa jua, lakini pia katika wigo wa infrared.
vigeuzi vya nishati ya jua vya filamu ya polima
Hii mbadala ya paneli za silicon ina kila nafasi ya kuwa kinara katika soko la paneli za miale ya jua. Wanafanana na filamu inayojumuisha tabaka kadhaa. Miongoni mwao, tunaweza kutofautisha gridi ya conductors alumini, safu ya polima ya dutu hai, substrate iliyofanywa kwa suala la kikaboni na filamu ya kinga.
Seli kama hizo za picha, zikiunganishwa zenyewe, huunda seli ya jua ya aina ya roll. Paneli hizi ni nyepesi na zenye kompakt zaidi kuliko paneli za silicon. Katika utengenezaji wao, silicon ya gharama kubwa haitumiwi, na mchakato wa uzalishaji yenyewe sio ghali sana. Hii inafanya jopo la kukunja kuwa nafuu zaidi kuliko zingine zote.
Kanuni ya utendakazi wa paneli za jua hufanya ufanisi wake usiwe wa juu sana.
Inafika 7%.
Mchakato wa kutengeneza paneli za aina hiiimepunguzwa kwa uchapishaji wa multilayer kwenye filamu ya photocell. Imetengenezwa Denmark.
Faida nyingine ni uwezo wa kukata betri na kuitoshea kwa ukubwa na umbo lolote.
Minus moja tu. Betri zimeanza kutengenezwa, kwa hivyo bado ni vigumu kuzipata.
Lakini kuna sababu ya kuamini kwamba vipengele hivi vitapata haraka sifa nzuri inayostahiki miongoni mwa watumiaji, ambayo itawapa wazalishaji fursa ya kuzalisha kwa kiwango kikubwa zaidi.
Nyumba za kupasha joto kwa jua
Kanuni ya utendakazi wa betri ya jua kwa ajili ya kupasha joto nyumba huitofautisha kwa kiasi kikubwa na vifaa vyote vilivyoelezwa hapo juu. Hii ni kifaa tofauti kabisa. Ufafanuzi unafuata.
Sehemu kuu ya mfumo wa kupasha joto wa jua ni kikusanyaji ambacho hupokea mwanga wake na kuibadilisha kuwa nishati ya kinetiki. Eneo la bidhaa hii linaweza kutofautiana kutoka mita za mraba 30 hadi 70.
Mbinu maalum hutumika kufunga kikusanyaji. Sahani zimeunganishwa kwa viunga vya chuma.
Sehemu inayofuata ya mfumo ni boiler ya kuhifadhi. Inabadilisha nishati ya kinetic kuwa nishati ya joto. Inashiriki katika kupokanzwa maji, uhamishaji ambao unaweza kufikia lita 300. Wakati mwingine mifumo kama hii huauniwa na vichocheo vya ziada vya kukauka vya mafuta.
Kamilisha mfumoukuta wa joto wa jua na vitu vya sakafu ambayo kioevu chenye joto huzunguka kupitia bomba nyembamba za shaba zinazosambazwa kwenye eneo lao lote. Kwa sababu ya halijoto ya chini ya kuanza kwa paneli na usawa wa uhamishaji joto, chumba hupata joto haraka vya kutosha.
Je, upashaji joto wa jua hufanya kazi vipi?
Hebu tuangalie kwa karibu jinsi paneli za jua zinavyofanya kazi na mwanga wa urujuanimno.
Kuna tofauti kati ya halijoto ya kikusanyaji na kipengele cha kuhifadhi. Mtoa huduma wa joto, ambayo mara nyingi ni maji ambayo antifreeze huongezwa, huanza kuzunguka juu ya mfumo. Kazi inayofanywa na umajimaji ni nishati ya kinetic.
Kioevu kinapopita kwenye tabaka za mfumo, nishati ya kinetiki hubadilishwa kuwa joto, ambalo hutumika kupasha joto nyumba. Mchakato huu wa mzunguko wa mtoa huduma hupatia chumba joto na huruhusu kuhifadhiwa wakati wowote wa siku na mwaka.
Kwa hivyo, tuligundua jinsi paneli za jua zinavyofanya kazi.
