Η εξάντληση των ενεργειακών πόρων μας αναγκάζει να αναζητήσουμε νέες πηγές ενέργειας. Σε τέτοιες συνθήκες, η καλύτερη λύση είναι η χρήση της ανανεώσιμης ενέργειας του ήλιου. Μια συσκευή για τη μετατροπή της φωτεινής ενέργειας σε ηλεκτρική ενέργεια ονομάζεται ηλιακή μπαταρία. Όλο και περισσότερο, οι άνθρωποι που ενδιαφέρονται για την εξοικονόμηση χρημάτων σκέφτονται να εγκαταστήσουν ηλιακούς συλλέκτες στα σπίτια τους. Στο άρθρο, θα κατανοήσουμε τους τύπους τέτοιων μπαταριών, τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματά τους και επίσης θα σας πούμε ποιο σχήμα είναι καλύτερο για το σπίτι σας.
Περιοχές εφαρμογής
Οι ηλιακές μπαταρίες έχουν βρει εφαρμογή σε πολλούς τομείς της ανθρώπινης ζωής. Χρησιμοποιούνται σε διαστημικούς σταθμούς και στην κατασκευή αεροσκαφών. Στη Γαλλία, έχει κατασκευαστεί ένας αυτοκινητόδρομος με ηλιακή ενέργεια που παρέχει ηλεκτρική ενέργεια στο φωτισμό του δρόμου ενός μικρού χωριού. Στις μεσογειακές χώρες, τέτοιες μπαταρίες τοποθετούνται στις στέγες των σπιτιών.για την κάλυψη της ζήτησης για ζεστό νερό. Χρησιμοποιούνται σε ηλεκτρικά οχήματα και λαμπτήρες δρόμου. Οι λαμπτήρες ηλιακής ενέργειας είναι δημοφιλείς στο σχεδιασμό του διακοσμητικού φωτισμού κτιρίων, γλυπτών, πάρκων και παρακείμενων περιοχών. Οι φορητές συσκευές είναι εξοπλισμένες με τέτοιες πηγές ενέργειας: φακούς, αριθμομηχανές, συσκευές αναπαραγωγής. Η Νότια Κορέα εφηύρε ένα ηλιακό πάνελ που μπορεί να τοποθετηθεί κάτω από το ανθρώπινο δέρμα για να τροφοδοτήσει εμφυτεύματα όπως βηματοδότη.
Πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα
Το κύριο πλεονέκτημα των ηλιακών συλλεκτών είναι η χρήση καθαρής, ανανεώσιμης ηλιακής ενέργειας. Τα φωτοκύτταρα δεν μολύνουν το περιβάλλον και δεν δημιουργούν θόρυβο. Ο σχεδιασμός της μπαταρίας είναι αρκετά απλός, με αποτέλεσμα οι βλάβες να είναι σπάνιες. Επιπλέον, μπορείτε να αυξήσετε την ισχύ της συσκευής αυξάνοντας τον αριθμό των πάνελ. Τα ηλιακά πάνελ είναι ανθεκτικά, η διάρκεια ζωής τους είναι αρκετές δεκαετίες. Δεν απαιτούν ιδιαίτερη φροντίδα, είναι απαραίτητο μόνο να τα σκουπίζετε περιοδικά από τη σκόνη.
Τα μειονεκτήματα περιλαμβάνουν την πολυπλοκότητα της συναρμολόγησης και της διαμόρφωσης μεγάλων συστημάτων. Οι φορητές μπαταρίες δεν χρειάζονται ρύθμιση. Οι ηλιακές μπαταρίες έχουν χαμηλή απόδοση, μόνο περίπου 20%. Για να καλύψετε τις ανάγκες σε ηλεκτρική ενέργεια ενός μικρού σπιτιού, είναι απαραίτητο να τοποθετήσετε μπαταρίες σε μεγάλη περιοχή. Το κόστος των ηλιακών συλλεκτών εξακολουθεί να είναι υψηλό. Αυτό οφείλεται στις ιδιαιτερότητες της παραγωγής τους.
Αρχή λειτουργίας
Πιο δημοφιλέςΟι κρύσταλλοι πυριτίου είναι το υλικό για την κατασκευή οικιακών ηλιακών κυψελών. Οι γκοφρέτες πυριτίου είναι ένας ημιαγωγός που μετατρέπει την φωτεινή ενέργεια από τον ήλιο σε ηλεκτρική ενέργεια. Συσσωρεύεται στην μπαταρία. Οι ηλιακοί συλλέκτες παράγουν συνεχές ρεύμα. Είναι κατάλληλο για τροφοδοσία LED. Εάν η ενέργεια του ήλιου χρησιμοποιείται για την τροφοδοσία οικιακών ηλεκτρικών συσκευών, η σχεδίαση θα πρέπει να συμπληρωθεί με έναν μετατροπέα DC-to-AC μετατροπέα. Η ηλιακή μονάδα είναι καλυμμένη με σκληρυμένο γυαλί για να την προστατεύει από ατμοσφαιρικούς παράγοντες και σκόνη.
Προβολές
Τα ηλιακά κύτταρα πυριτίου διατίθενται σε τρεις τύπους: μονοκρυσταλλικά, πολυκρυσταλλικά και άμορφα.
Τα μονοκρυσταλλικά πάνελ είναι κατασκευασμένα από πυρίτιο υψηλής καθαρότητας υπό την επίδραση θερμοκρασίας 1400 βαθμών Κελσίου. Ως αποτέλεσμα, λαμβάνεται ένας κρύσταλλος με διάμετρο 14-20 cm και μήκος έως 2 μέτρα. Ο κρύσταλλος κόβεται σε πλάκες πάχους 250-300 microns και τοποθετείται σε ένα πλέγμα ηλεκτροδίων. Η απόδοση τέτοιων πάνελ φτάνει το 19%, οι οικιακές μονάδες διαθέτουν 14-18%. Λόγω της πολύπλοκης τεχνολογίας παραγωγής, τα μονοκρυσταλλικά ηλιακά πάνελ είναι πιο ακριβά από τα πολυκρυσταλλικά ηλιακά πάνελ. Επιπλέον, ο κρύσταλλος πυριτίου είναι ένα πολύγωνο, γι' αυτό δεν θα είναι δυνατό να γεμίσει πλήρως η χρήσιμη περιοχή της μονάδας. Το χρώμα των μονοκρυστάλλων είναι μαύρο ή σκούρο μπλε.
Οι πολυκρυσταλλικοί ηλιακοί συλλέκτες παράγονται χρησιμοποιώντας μια απλοποιημένη τεχνολογία σε χαμηλότερες θερμοκρασίες. Οι κρύσταλλοι ημιαγωγών έχουν διαφορετικές κατευθύνσεις, γεγονός που μειώνει την απόδοση σε12-14%. Επιπλέον, η διάρκεια ζωής των πολυκρυσταλλικών μπαταριών είναι 25 χρόνια, δηλαδή η μισή από εκείνη των μονοκρυστάλλων. Οι πολυκρύσταλλοι είναι έντονο μπλε και γεμίζουν πλήρως την ηλιακή μονάδα. Το πλεονέκτημα των πολυκρυσταλλικών ηλιακών κυψελών έναντι των μονοκρυστάλλων είναι η ικανότητα να απορροφούν το διάσπαρτο φως. Έτσι, η συσσώρευση ενέργειας πραγματοποιείται ακόμη και σε συννεφιασμένο καιρό και το σούρουπο.
Τα άμορφα ηλιακά πάνελ είναι κατασκευασμένα από υδρογόνο πυριτίου χρησιμοποιώντας τεχνολογία φιλμ. Η απόδοση τέτοιων μονάδων είναι αρκετά χαμηλή, περίπου 5%. Ωστόσο, απορροφούν το αδέσποτο φως 20 φορές καλύτερα από άλλους τύπους μπαταριών. Συχνά υπάρχουν συνδυασμοί άμορφου πυριτίου με πολυ- ή μονοκρυστάλλους. Αυτό σας επιτρέπει να συνδυάσετε τα πλεονεκτήματα διαφορετικών τύπων ημιαγωγών.
Πώς να επιλέξετε;
Τι να επιλέξετε λοιπόν, πολυκρυσταλλικά ή μονοκρυσταλλικά ηλιακά κύτταρα;
Πρέπει να δώσετε προσοχή στο γεγονός ότι η απαιτούμενη ισχύς μπορεί να ληφθεί από οποιονδήποτε τύπο μπαταρίας. Το ερώτημα είναι στη διαθέσιμη περιοχή για την εγκατάστασή τους. Εάν δεν υπάρχει αρκετός χώρος, είναι προτιμότερο να σταματήσετε σε μονοκρυσταλλικές μονάδες με την υψηλότερη απόδοση. Εάν το θέμα της επιφάνειας δεν είναι σημαντικό, οι πολυκρυσταλλικοί ηλιακοί συλλέκτες για το σπίτι θα είναι η καλύτερη λύση. Με την ίδια ισχύ, και δεδομένου ότι οι πολυκρυστάλλοι κοστίζουν περίπου 10% λιγότερο, το συνολικό κόστος ενός ηλιακού πάρκου θα είναι ελαφρώς φθηνότερο. Επιπλέον, τα πολυκρυσταλλικά ηλιακά πάνελ απορροφούν ενέργεια ακόμα και σε συννεφιασμένο καιρό.
Το πρόβλημα της εξάντλησης της ορυκτής ενέργειαςεπιδεινώνεται κάθε χρόνο και ο βαθμός περιβαλλοντικής ρύπανσης γίνεται οξύτερος. Από αυτή την άποψη, πολλοί άνθρωποι έχουν δώσει ιδιαίτερη προσοχή στις εναλλακτικές πηγές ενέργειας. Μια πολλά υποσχόμενη κατεύθυνση είναι η λήψη ηλεκτρικής ενέργειας από τη φωτεινή ενέργεια του ήλιου. Τα ηλιακά πάνελ χρησιμοποιούνται για τη μετατροπή του φωτός σε ηλεκτρική ενέργεια. Είναι ανθεκτικά, δεν δημιουργούν θόρυβο, εύχρηστα. Στην παραγωγή ηλιακών πλαισίων χρησιμοποιούνται μονο- και πολυκρυστάλλοι πυριτίου. Τα μονοκρυσταλλικά πάνελ είναι πιο αποτελεσματικά, ενώ τα πολυκρυσταλλικά ηλιακά πάνελ μπορούν να απορροφήσουν το αδέσποτο φως και είναι κάπως φθηνότερα.
