Ένα ηλιακό πάνελ είναι μια συσκευή που μετατρέπει την ηλιακή ακτινοβολία άμεσα ή έμμεσα σε ηλεκτρική ενέργεια μέσω του φωτοηλεκτρικού ή φωτοχημικού φαινομένου απορροφώντας το ηλιακό φως.Το κύριο υλικό των περισσότερων ηλιακών συλλεκτών είναι το «πυρίτιο».Τα φωτόνια απορροφώνται από το υλικό πυριτίου.η ενέργεια των φωτονίων μεταφέρεται στα άτομα του πυριτίου, γεγονός που κάνει τα ηλεκτρόνια να μεταβαίνουν και να γίνονται ελεύθερα ηλεκτρόνια που συσσωρεύονται και στις δύο πλευρές της ένωσης PN για να σχηματίσουν μια διαφορά δυναμικού.Όταν το εξωτερικό κύκλωμα είναι ενεργοποιημένο, υπό τη δράση αυτής της τάσης, θα υπάρχει ρεύμα που ρέει μέσω του εξωτερικού κυκλώματος για να δημιουργήσει μια ορισμένη ισχύ εξόδου.Η ουσία αυτής της διαδικασίας είναι: η διαδικασία μετατροπής της ενέργειας των φωτονίων σε ηλεκτρική ενέργεια.
Υπολογισμός ισχύος ηλιακών πάνελ
Το σύστημα παραγωγής ηλιακής ενέργειας εναλλασσόμενου ρεύματος αποτελείται από ηλιακούς συλλέκτες, ελεγκτές φόρτισης, μετατροπείς και μπαταρίες.το ηλιακό σύστημα παραγωγής ενέργειας συνεχούς ρεύματος δεν περιλαμβάνει τον μετατροπέα.Για να μπορέσει το σύστημα παραγωγής ηλιακής ενέργειας να παρέχει επαρκή ισχύ για το φορτίο, είναι απαραίτητο να επιλέγετε εύλογα κάθε εξάρτημα ανάλογα με την ισχύ της ηλεκτρικής συσκευής.Πάρτε ισχύ εξόδου 100 W και χρησιμοποιήστε την για 6 ώρες την ημέρα ως παράδειγμα για να εισαγάγετε τη μέθοδο υπολογισμού:
1. Αρχικά, υπολογίστε την κατανάλωση βατ-ώρας ανά ημέρα (συμπεριλαμβανομένης της απώλειας του μετατροπέα): εάν η απόδοση μετατροπής του μετατροπέα είναι 90%, τότε όταν η ισχύς εξόδου είναι 100 W, η πραγματική ισχύς εξόδου πρέπει να είναι 100 W/90 % =111W;αν χρησιμοποιείται για 5 ώρες την ημέρα, η ισχύς εξόδου είναι 111W*5 ώρες=555Wh.
2. Υπολογίστε το ηλιακό πάνελ: Σύμφωνα με τον ημερήσιο ενεργό χρόνο ηλιοφάνειας των 6 ωρών, και λαμβάνοντας υπόψη την απόδοση φόρτισης και την απώλεια κατά τη διαδικασία φόρτισης, η ισχύς εξόδου του ηλιακού πάνελ πρέπει να είναι 555Wh/6h/70%=130W.Μεταξύ αυτών, το 70% είναι η πραγματική ισχύς που χρησιμοποιείται από το ηλιακό πάνελ κατά τη διαδικασία φόρτισης.
Αποδοτικότητα παραγωγής ενέργειας από ηλιακούς συλλέκτες
Η απόδοση φωτοηλεκτρικής μετατροπής της ηλιακής ενέργειας μονοκρυσταλλικού πυριτίου είναι έως και 24%, που είναι η υψηλότερη απόδοση φωτοηλεκτρικής μετατροπής μεταξύ όλων των τύπων ηλιακών κυψελών.Αλλά τα ηλιακά κύτταρα μονοκρυσταλλικού πυριτίου είναι τόσο ακριβά στην κατασκευή τους που δεν χρησιμοποιούνται ακόμη ευρέως και παγκοσμίως σε μεγάλους αριθμούς.Τα ηλιακά κύτταρα πολυκρυσταλλικού πυριτίου είναι φθηνότερα από τα ηλιακά κύτταρα μονοκρυσταλλικού πυριτίου όσον αφορά το κόστος παραγωγής, αλλά η απόδοση φωτοηλεκτρικής μετατροπής των ηλιακών κυψελών πολυκρυσταλλικού πυριτίου είναι πολύ χαμηλότερη.Επιπλέον, η διάρκεια ζωής των ηλιακών κυψελών πολυκρυσταλλικού πυριτίου είναι επίσης μικρότερη από εκείνη των ηλιακών κυψελών μονοκρυσταλλικού πυριτίου..Ως εκ τούτου, όσον αφορά την απόδοση κόστους, τα ηλιακά κύτταρα μονοκρυσταλλικού πυριτίου είναι ελαφρώς καλύτερα.
Οι ερευνητές ανακάλυψαν ότι ορισμένα σύνθετα υλικά ημιαγωγών είναι κατάλληλα για φιλμ ηλιακής φωτοηλεκτρικής μετατροπής.Για παράδειγμα, CdS, CdTe;III-V σύνθετοι ημιαγωγοί: GaAs, AIPInP, κ.λπ.Τα ηλιακά κύτταρα λεπτής μεμβράνης κατασκευασμένα από αυτούς τους ημιαγωγούς παρουσιάζουν καλή απόδοση φωτοηλεκτρικής μετατροπής.Τα υλικά ημιαγωγών με πολλαπλά κενά ενεργειακής ζώνης κλίσης μπορούν να επεκτείνουν το φασματικό εύρος της απορρόφησης ηλιακής ενέργειας, βελτιώνοντας έτσι την απόδοση φωτοηλεκτρικής μετατροπής.Έτσι, ένας μεγάλος αριθμός πρακτικών εφαρμογών ηλιακών κυψελών λεπτής μεμβράνης παρουσιάζει ευρείες προοπτικές.Μεταξύ αυτών των πολυσυστατικών ημιαγωγών υλικών, το Cu(In, Ga)Se2 είναι ένα εξαιρετικό υλικό που απορροφά το ηλιακό φως.Με βάση αυτό, μπορούν να σχεδιαστούν ηλιακά κύτταρα λεπτής μεμβράνης με σημαντικά υψηλότερη απόδοση φωτοηλεκτρικής μετατροπής από το πυρίτιο και ο ρυθμός φωτοηλεκτρικής μετατροπής που μπορεί να επιτευχθεί είναι 18%.
Διάρκεια ζωής ηλιακών συλλεκτών
Η διάρκεια ζωής των ηλιακών συλλεκτών καθορίζεται από τα υλικά των κυψελών, σκληρυμένο γυαλί, EVA, TPT κ.λπ. ηλιακά κύτταρα Το υλικό της σανίδας θα γεράσει με την πάροδο του χρόνου.Υπό κανονικές συνθήκες, η ισχύς θα μειωθεί κατά 30% μετά από 20 χρόνια χρήσης και κατά 70% μετά από 25 χρόνια χρήσης.
Ώρα δημοσίευσης: Δεκ-30-2022