Cara kerja panel surya

Desain baterai surya dan prinsip operasinya tergantung pada bahan apa dan dari teknologi apa baterai itu dibuat. Karena itu, Anda perlu memahami fitur opsi utama untuk memahami apa perbedaannya dan memilih solusi yang tepat untuk digunakan. Semua data relevan untuk produk berkualitas tinggi, baterai murah mungkin tidak memenuhi parameter yang dinyatakan, karena sering dibuat dengan pelanggaran teknologi.

Desain susunan surya kaku standar.

Terminologi

Istilah utama yang digunakan dalam bidang ini:

1. Energi surya adalah listrik yang diperoleh dari matahari saat menggunakan panel.
2. Insolasi matahari - menunjukkan seberapa banyak sinar matahari jatuh pada meter persegi permukaan yang terletak tegak lurus terhadap sinar.
3. Sel fotovoltaik adalah modul yang mampu mengubah sinar matahari menjadi energi listrik. Biasanya mereka menghasilkan energi dari 1 hingga 2 watt, tetapi ada juga opsi yang lebih produktif.
4. Sistem fotovoltaik adalah seperangkat peralatan yang mengubah sinar matahari menjadi listrik.
5. Panel surya atau panel surya adalah sekelompok sel fotovoltaik yang dikelompokkan menjadi modul besar dan dihubungkan secara seri atau seri-paralel. Biasanya, satu baterai mencakup 36 hingga 40 segmen.
6. Array adalah serangkaian panel surya yang terhubung untuk memberikan jumlah arus yang diinginkan.
7. Modul bingkai - struktur dalam bingkai aluminium, tahan lama dan disegel.
8. Elemen tanpa bingkai adalah opsi yang fleksibel, mereka digunakan dalam kondisi beban yang lebih rendah.
9. Kilowatt-hour (kW) adalah ukuran standar daya listrik.
10. Efisiensi (efisiensi) – panel surya. Menunjukkan seberapa besar energi matahari yang mengenai permukaan diubah menjadi listrik. Biasanya indikatornya adalah 15-24%.
11. Degradasi adalah penurunan kapasitas panel surya yang terjadi karena penyebab alami. Ini diukur sebagai persentase dari indikator asli.
12. Beban puncak adalah saat-saat di mana jumlah listrik paling banyak dibutuhkan.
13. Silikon kristal adalah bahan baku untuk pembuatan panel surya. Opsi paling umum dan tahan lama untuk hari ini.
14. Silikon amorf adalah komposisi yang diendapkan di permukaan dengan penguapan dan ditutupi dengan komposisi pelindung.
15. Semikonduktor adalah zat yang dapat menghantarkan arus dalam kondisi tertentu. Ini termasuk sebagian besar bahan baru yang digunakan dalam pembuatan panel surya.
16. Inverter adalah alat untuk mengubah arus searah menjadi arus bolak-balik.
17. Controller - mengatur tegangan output dari modul surya untuk mengisi baterai dengan benar.

Peta insolasi di wilayah Rusia.

Ini hanya istilah yang paling umum, ada opsi tambahan. Tetapi bahkan mengetahui dasar-dasarnya akan membantu Anda memahami topik dengan lebih baik.

kategori kualitas

Untuk mengevaluasi kualitas panel surya, pertama-tama perlu diketahui kelas bahan baku yang digunakan untuk produksi sel fotovoltaik. Efisiensi dan masa pakai produk jadi tergantung pada ini. 4 kelas utama:

1. Kelas A - opsi terbaik, di mana tidak ada kerusakan dan retakan. Keseragaman pengisian dan kehalusan permukaan menjamin kinerja tinggi, yang seringkali bahkan lebih tinggi daripada yang dinyatakan dalam dokumentasi. Selain itu, opsi ini memiliki tingkat degradasi terendah dan mempertahankan kinerja yang baik untuk waktu yang lama.
2. Kelas B sedikit lebih buruk dalam kualitas, mungkin ada cacat di permukaan. Tetapi pada saat yang sama, paling sering, penggunaan memungkinkan untuk memperoleh produk yang sebanding dalam efisiensi dengan kelas A. Indikator degradasi adalah urutan besarnya lebih buruk, oleh karena itu, mereka kehilangan karakteristik aslinya lebih cepat.
3. Kelas C - opsi di mana mungkin ada cacat yang cukup serius - dari retakan hingga keripik dan kerusakan lainnya. Dengan harga tertentu, modul semacam itu jauh lebih murah, tetapi efisiensinya tidak melebihi 15%. Solusi murah yang cocok untuk beban kecil.
4. Kelas D - pada dasarnya, ini adalah limbah yang tersisa setelah pembuatan sel fotovoltaik, yang tidak boleh digunakan untuk membuat baterai. Tetapi banyak produsen yang tidak terlalu jujur, terutama dari Asia, menggunakannya dalam produksi. Kinerja opsi ini sangat rendah.

Lebih baik memilih opsi pertama, dalam kasus ekstrem, yang kedua juga cocok.Hanya mereka yang dapat memberikan efisiensi normal dan akan berfungsi untuk waktu yang lama.

Film pelindung pada panel surya juga harus berkualitas tinggi.

Bahan laminating EVA adalah film khusus yang terletak di sisi depan dan dapat digunakan di sisi yang salah. Tujuan utamanya adalah untuk melindungi elemen kerja dari efek buruk tanpa mengganggu sinar matahari. Opsi berkualitas tinggi bertahan sekitar 25 tahun, yang berkualitas rendah - dari 5 hingga 10. Tidak mungkin untuk menentukan varietas dengan mata, jadi lebih mudah untuk melanjutkan dari harga - untuk opsi yang bagus, itu tidak akan rendah.

Dalam video tersebut, sebagai contoh, mereka dengan jelas memahami bagaimana arus listrik muncul di bawah pengaruh sinar matahari.

Prinsip operasi

Cukup sulit untuk menjelaskan fitur baterai surya, tetapi Anda dapat memahami poin-poin umum:

1. Ketika sinar matahari mengenai fotosel, pembentukan pasangan lubang elektron yang tidak seimbang dimulai di sana.
2. Karena kelebihan elektron, mereka mulai bergerak ke lapisan bawah semikonduktor.
3. Tegangan diterapkan ke sirkuit eksternal. Kutub positif muncul pada kontak lapisan-p, dan kutub negatif muncul pada kontak lapisan-n.
4. Jika baterai terhubung ke fotosel, maka lingkaran setan diperoleh dan elektron yang terus bergerak memberikan pengisian baterai secara bertahap.
5. Modul silikon konvensional adalah sel sambungan tunggal yang hanya dapat menghasilkan daya dari spektrum sinar matahari tertentu. Karena ini efisiensi peralatannya rendah.
6. Untuk mengatasi masalah tersebut, produsen telah mengembangkan opsi kaskade, mereka dapat mengambil energi dari berbagai sinar spektrum matahari.Ini meningkatkan efisiensi, tetapi karena tingginya biaya produksi, harga panel tersebut jauh lebih tinggi.
7. Energi yang tidak diubah menjadi listrik berubah menjadi panas, sehingga panel surya memanas hingga 55 derajat selama operasi, dan baterai semikonduktor hingga 180. Selain itu, saat baterai surya memanas, efisiensi baterai surya menurun.

Skema paling sederhana dari baterai surya.

Ngomong-ngomong! Panel surya paling efisien pada hari-hari musim dingin yang cerah, ketika ada cukup cahaya dan suhu rendah mendinginkan permukaan.

Terbuat dari apa mereka

Untuk mempelajari perangkat baterai surya, Anda perlu memahami varietas utama, karena teknologi produksi memiliki perbedaan yang signifikan tergantung pada bahan baku yang digunakan:

1. Baterai CdTe. Kadmium telluride digunakan dalam pembuatan modul film. Lapisan beberapa ratus mikrometer sudah cukup untuk mendapatkan efisiensi orde 11% atau sedikit lebih tinggi. Ini adalah angka yang sangat rendah, tetapi dalam hal daya 1 watt, biaya listrik setidaknya 30% lebih murah daripada opsi silikon tradisional. Terlepas dari kenyataan bahwa varietas ini jauh lebih tipis dan lebih ringan.
2. jenis CIGS. Singkatan itu berarti komposisinya meliputi tembaga, indium, galium, dan selenium. Ternyata semikonduktor, yang juga diterapkan dalam lapisan kecil, tetapi tidak seperti opsi pertama, efisiensi di sini adalah urutan besarnya lebih tinggi dan berjumlah 15%.
3. Jenis GaAs dan InP membedakan kemungkinan penerapan lapisan tipis 5-6 mikron, sedangkan efisiensinya sekitar 20%. Ini adalah kata baru dalam teknologi untuk mengekstraksi listrik dari sinar matahari.Karena suhu pengoperasian yang tinggi, baterai dapat menjadi sangat panas tanpa kehilangan kinerja. Tetapi karena fakta bahwa bahan tanah jarang digunakan dalam produksi, biaya jenis ini tinggi.
4. Baterai Quantum Dot (QDSC). Mereka menggunakan titik-titik kuantum sebagai bahan penyerap untuk mengubah energi matahari, bukan bahan massal tradisional. Karena fitur penyetelan celah pita, dimungkinkan untuk membuat modul multi-sambungan yang menyerap energi matahari lebih efisien.
5. silikon amorf diterapkan oleh penguapan dan memiliki struktur yang heterogen. Itu tidak memiliki efisiensi tinggi, tetapi permukaan yang homogen menyerap cahaya yang tersebar dengan sangat baik.
6. polikristalin varian dibuat dengan melelehkan silikon dan mendinginkannya dalam kondisi tertentu untuk menghasilkan kristal searah. Salah satu solusi paling umum karena rendahnya biaya produksi dan indikator efisiensi yang baik.
7. Monokristalin elemen terdiri dari kristal padat yang dipotong menjadi pelat tipis dan didoping dengan fosfor. Solusi paling tahan lama dengan tingkat degradasi rendah dan masa pakai minimal 30 tahun, tetapi paling sering 10-15 tahun lebih lama.

Baterai yang terbuat dari cadmium telluride adalah salah satu yang paling menguntungkan dalam hal biaya per kilowatt listrik.

Ngomong-ngomong! Efektivitas satu atau opsi lain tergantung pada teknologi produksi, sehingga perlu diklarifikasi.

Baca juga

Jenis dan metode pemasangan panel surya

 

Pro dan kontra dari panel surya

Setiap jenis memiliki karakteristiknya sendiri yang harus dipertimbangkan ketika memilih untuk memutuskan jenis mana yang paling cocok:

1. Panel monokristalin memiliki efisiensi tertinggi dan karena ini, area untuk penempatan modul disimpan. Mereka bertahan setidaknya 25 tahun dan perlahan-lahan kehilangan kekuatan. Pada saat yang sama, permukaannya sangat sensitif terhadap kotoran, harus sering dicuci. Dan harganya adalah yang tertinggi dari semua opsi berbasis silikon.
2. Pilihan polikristalin tidak menyerap sinar matahari seefisien mungkin, tetapi bekerja lebih baik dalam cahaya yang tersebar. Dalam hal rasio harga-kualitas, mereka lebih menguntungkan, tetapi mereka mengambil lebih banyak ruang karena efisiensi yang lebih rendah.
3. Baterai silikon amorf dapat ditempatkan di mana saja, termasuk di dinding bangunan, karena dapat menyerap cahaya yang tersebar dengan baik. Dengan efisiensi yang rendah, mereka memiliki harga yang rendah, sehingga dapat dijadikan sebagai pilihan ekonomi. Pada saat yang sama, mereka melayani untuk waktu yang lama dan tidak begitu takut akan kontaminasi permukaan.
4. Opsi tanah jarang memiliki kelebihan dan kekurangan yang serupa, sehingga Anda dapat mempertimbangkannya bersama. Dalam hal efisiensi, mereka lebih unggul dari panel klasik, mereka dapat diterapkan pada film, yang nyaman. Mereka memiliki rentang suhu yang lebih besar, sehingga pemanasan tidak mempengaruhi efisiensi kerja. Tetapi karena harga tinggi dan kelangkaan logam, opsi seperti itu tidak banyak digunakan.

Opsi pemasangan di dinding menyederhanakan pekerjaan pemasangan.

Di mana mereka digunakan?

Semua opsi yang dipertimbangkan dapat dipasang di sektor swasta untuk menerima listrik dari matahari dan menghemat sumber daya energi atau bahkan mencapai otonomi penuh. Untuk penggunaan, Anda perlu mempertimbangkan beberapa rekomendasi sederhana:

1. Opsi monokristalin dan polikristalin paling baik ditempatkan di atap atau di tanah, setelah sebelumnya membangun bingkai pada sudut yang diinginkan.Sangat diinginkan bahwa sudut kemiringan diatur, sehingga Anda dapat beradaptasi dengan matahari.
2. Modul film dapat ditempatkan di mana saja, baik di dinding maupun di atas atap rumah. Mereka bekerja dengan baik bahkan jika sinar tidak mengenai permukaan pada sudut yang tepat, yang sangat penting.
3. Pada skala industri, baterai film juga lebih disukai karena lebih murah dan lebih mudah dipasang.

Opsi film lebih mudah dipasang dengan banyak pekerjaan.

Ada beberapa jenis sel surya, tetapi sekitar 90% pasar ditempati oleh model silikon tradisional karena harganya yang murah dan kinerja yang baik. Anda dapat memilih salah satu solusi semikonduktor, tetapi kemudian Anda harus menghabiskan satu setengah hingga dua kali lebih banyak uang.