Kemungkinan beralih ke sumber energi alternatif telah dipertimbangkan dan diterapkan sebagian oleh perusahaan yang tertarik mewakili industri energi selama beberapa dekade. Tingginya biaya untuk memperkenalkan sistem pasokan energi baru belum memungkinkan banyak bidang industri ini berkembang dengan sukses, tetapi ada juga pengecualian, yang mencakup pembangkit energi surya.
Dalam berbagai variasi, catu daya semacam itu digunakan di area khusus, dan dalam beberapa tahun terakhir mereka telah menemukan tempatnya di catu daya swasta. Format optimal untuk implementasi teknis baterai surya adalah panel pada sel fotoelektronika, yang tidak memakan banyak ruang, tetapi pada saat yang sama memasok konsumen dengan energi dalam jumlah tertentu.
Ikhtisar teknologi
Berbagai fenomena alam dapat digunakan sebagai sumber energi - dari angin hingga aliran air. Tentu saja, danEnergi Matahari, sebagai sumber cahaya dan panas alami, tidak bisa tidak dianggap sebagai sumber daya untuk diubah menjadi listrik biasa. Omong-omong, penerangan energi pada hari yang cerah dapat mencapai 1020 W/m2, dan ini adalah potensi nyata yang mungkin dapat diterapkan secara praktis. Tetap hanya menerapkan proses konversi dan pengiriman energi secara teknologi. Untuk itulah panel surya digunakan.
Modul jenis ini secara komprehensif melakukan tugas memperoleh, menstabilkan, dan mengumpulkan sinar matahari. Pada tahap selanjutnya, tugas transformasi, akumulasi, dan distribusi di antara konsumen diselesaikan. Sampai saat ini, tugas utama energi surya tidak begitu banyak pada organisasi teknis dan struktural dari proses di atas, tetapi dalam mengoptimalkan teknologi untuk meningkatkan kinerja produknya.
Desain panel
Secara umum, perangkat semacam itu adalah penerima dan akumulator energi matahari. Namun, perawatannya menggunakan seluruh kelompok komponen, termasuk baterai, konverter listrik, sekring, pengatur daya, mekanik untuk mengontrol posisi panel, dll.
Tetapi dalam setiap kasus, sistem panel surya didasarkan pada fungsi satu elemen utama - modul yang secara langsung menerima energi matahari. Dalam versi yang paling umum, ini adalah wafer silikon mono atau polikristalin, yang dalam konteksnya menyerupai kue berlapis-lapis. Inilah yang disebutsel fotovoltaik yang memberikan posisi atom yang tepat, yang, pada gilirannya, terlibat dalam proses konversi energi.
Klasifikasi panel surya berdasarkan jenis sel surya
Seiring berkembangnya teknologi pembuatan pelat untuk menerima energi matahari, para ahli telah bereksperimen dengan bahan untuk pembuatannya, menentukan solusi optimal. Sampai saat ini, baterai jenis ini diproduksi dari elemen-elemen berikut:
- Wafer silikon multikristalin. Struktur material dibentuk oleh sekelompok kisi silikon kristal tunggal, yang memungkinkan untuk mengkompensasi kehilangan energi di tepi struktur, seperti yang terjadi pada panel kristal tunggal. Hasilnya, efisiensi mencapai 15% dengan masa pakai perangkat hingga 25 tahun.
- Panel pada silikon polikristalin. Alternatif lain untuk panel surya monokristalin sederhana. Baterai atas dasar ini kurang produktif, tetapi harganya jauh lebih murah dan memberi lebih banyak kesempatan untuk merancang berbagai bentuk konstruksi dan orientasinya.
- Panel silikon amorf. Ini juga merupakan pilihan daya rendah, tetapi juga yang paling terjangkau. Untuk konsumen dengan kebutuhan energi yang rendah, solusi yang dapat diterima.
- Perangkat telluride kadmium. Bahan ini banyak digunakan dalam pengembangan sel fotovoltaik film, yang ketebalan lapisan semikonduktornya ratusan mikrometer. Kadmium telluride memiliki kinerja pembangkit listrik rata-rata, tetapi proses pembangkitan itu sendirilistrik dalam hal ini akan lebih murah daripada panel silikon standar.
- Baterai berdasarkan semikonduktor CIGS. Dalam hal ini, kombinasi beberapa bahan digunakan - galium, selenium, indium, dan tembaga. Ini juga menggunakan faktor bentuk film, tetapi dengan kinerja yang lebih tinggi daripada rekan telluride kadmium.
Cara kerja perangkat
Setelah menerima energi matahari, operasi sistem selanjutnya dapat terjadi sesuai dengan skema yang berbeda, tergantung pada solusi desain. Ada dua cara utama untuk menggunakan peralatan:
- Listrik yang dihasilkan disimpan dalam baterai yang terhubung dan dikonsumsi secara paralel oleh konsumen.
- Dalam perjalanan dari panel ke baterai, sebuah inverter dipasang yang mengatur konsumsi energi. Skema serupa digunakan dalam kasus di mana panel baterai surya bertindak sebagai sumber daya tambahan yang hanya mencakup sebagian dari kebutuhan konsumen akan listrik.
Dalam kedua kasus, sirkuit listrik harus diatur dengan kemungkinan memasukkan fotosel surya. Konfigurasi koneksi dapat berupa serial atau paralel. Tegangan input rata-rata bisa 180-354 V dalam kaitannya dengan sistem rumah tangga. Beban dalam hal ini adalah 5 A.
Implementasi sistem manajemen
Pengembangan aktif baterai surya terjadi selama periode pengenalan mikrokontroler kontrol secara luas di kompleksproses produksi. Saat ini, perangkat tersebut juga digunakan untuk mengotomatisasi berbagai operasi di lingkungan domestik - cukup untuk mencatat sistem alarm dan mekanisme kontrol pintu garasi.
Berkenaan dengan panel surya, pengontrol dengan sensor kapasitif digunakan, yang memungkinkan tidak hanya untuk memantau parameter operasi komponen fungsional, tetapi juga untuk mengontrol proses pengisian baterai panel surya. Pengendali pada tingkat dasar memonitor pemutus sirkuit, varistor dan sekering, tetapi juga dapat berpartisipasi dalam proses mengubah parameter arus searah yang memasok konsumen akhir.
Tips menggunakan panel
Saat membeli baterai surya, disarankan untuk melakukan audit menyeluruh terhadap semua komponennya, dan terutama fotosel, karena kerusakan sekecil apa pun atau cacat pabrik dapat secara radikal memengaruhi kinerja seluruh sistem. Juga, selama proses pemasangan, perawatan harus dilakukan secara maksimal, karena strukturnya rapuh dan dapat rusak tanpa perlindungan khusus.
Pemasangan baterai surya tipe panel dilakukan pada alas yang disiapkan khusus dengan besi solder bertegangan rendah. Adalah penting bahwa bagian depan, dalam hal apa pun, tidak terhalang oleh pepohonan dan benda-benda tinggi lainnya. Untuk kontrol, disediakan kabinet khusus dengan otomatisasi dan blok fungsional. Dari sana ke atap tempat panel dipasang, jalur catu daya komunikasi yang terisolasi harus diletakkan.
Cara membuatPanel surya DIY?
Skema buatan rumah yang paling cocok terbuat dari bingkai kayu dan elemen kaca plexiglass. Papan chip dapat digunakan sebagai alas panel, yang ujung-ujungnya dalam bentuk sisi dibentuk dengan batang setebal 1-3 cm. Fragmen plexiglass berukuran kecil diletakkan di permukaan dan direkatkan pada lem sesuai dengan prinsip sarang lebah. Kemudian struktur dapat ditutup dengan kaca padat, kencangkan dengan kuat di sepanjang kontur sisi.
Panel surya juga harus dipasang. Dengan tangan Anda sendiri, ini dilakukan pada dasar logam pendukung dengan kemampuan untuk memutar. Untuk itu, Anda dapat menyiapkan bingkai dasar dengan mekanisme penggerak untuk memutar dalam kisaran yang diinginkan. Dalam hal ini, beban pada penutup atap juga harus diperhitungkan. Diinginkan bahwa alas pendukung panel terhubung langsung melalui atap ke sistem kasau. Pada tahap akhir, panel harus dihubungkan melalui konduktor dengan baterai dengan daya yang diperlukan dan, jika perlu, masukkan inverter ke jaringan listrik untuk mengubah tegangan input.
Manfaat panel surya
Teknologi pembangkit listrik berdasarkan prinsip konversi energi matahari memberikan banyak manfaat bagi pengguna akhir, meskipun ada sejumlah kesulitan operasional. Secara khusus, panel surya 100 W kristal tunggal yang paling sederhana dapat mengisi baterai 12 V secara gratis. Tetapi bahkan elemen seperti itu secara bertahap menjadi sesuatu dari masa lalu, dan mereka digantikan oleh yang kuat.generator yang mampu melayani sistem tenaga rumah, hanya membutuhkan biaya perawatan. Pada saat yang sama, kita dapat berbicara tentang kebersihan lingkungan dari sumber listrik dan otonomi.
Prospek perkembangan teknologi
Langkah penting yang mendasar dalam pengembangan sistem energi surya adalah munculnya sumber daya alternatif dengan tegangan hingga 220 V. Sejauh ini, sistem tersebut masih dalam tahap desain konseptual, tetapi di masa depan, subjek untuk optimalisasi proses untuk mendapatkan energi awal, mereka akan memasuki segmen produksi massal.
Kesulitan utama yang dihadapi oleh desainer adalah akumulasi seragam potensi energi dan mengurangi faktor ketergantungan generator pada kondisi eksternal. Misalnya, rendahnya efisiensi panel surya untuk rumah pada tingkat 15-20% sebagian besar disebabkan oleh faktor cuaca buruk bersyarat, ketika pasokan energi diminimalkan.
Kesimpulan
Jika terlalu dini untuk berbicara tentang pasokan energi terintegrasi dari rumah pribadi dengan energi matahari, maka cukup realistis untuk memenuhi kebutuhan individu untuk mengisi daya perangkat berdaya rendah atau mempertahankan efisiensi perangkat penerangan dengan cara seperti itu. Selain itu, pabrikan Rusia secara aktif terlibat dalam pengembangan area ini, menawarkan produk mereka dengan kualitas yang dapat diterima.
Beberapa perusahaan merakit panel surya dari panel Cina dengan biaya rendah pada tingkat 3-5 ribu rubel, tetapi sepenuhnya pengembangan mereka sendiri juga muncul. Untuk para pemimpin pasar domestik dalam hal iniCeruk dapat dikaitkan dengan perusahaan "Quantum", Hevel Solar dan "Solnechny Veter". Fasilitas perusahaan ini tidak hanya menghasilkan sistem berdaya rendah, tetapi juga solusi efektif untuk operasi industri.
