Күн панелі - күн сәулесін жұту арқылы фотоэлектрлік эффект немесе фотохимиялық әсер арқылы күн радиациясын тікелей немесе жанама түрде электр энергиясына түрлендіретін құрылғы.Күн батареяларының көпшілігінің негізгі материалы - «кремний».Фотондар кремний материалымен жұтылады;фотондардың энергиясы кремний атомдарына беріледі, бұл электрондардың ауысуын және потенциалдар айырмасын құру үшін PN өткелінің екі жағында жиналатын еркін электрондарға айналады.Сыртқы тізбек қосылған кезде, осы кернеудің әсерінен белгілі бір шығыс қуатын генерациялау үшін сыртқы тізбек арқылы өтетін ток болады.Бұл процестің мәні: фотон энергиясын электр энергиясына айналдыру процесі.
Күн панелінің қуатын есептеу
Күн айнымалы ток қуатын өндіру жүйесі күн батареяларынан, заряд реттегіштерден, инверторлардан және батареялардан тұрады;күн тұрақты ток қуатын өндіру жүйесіне инвертор кірмейді.Күн энергиясын өндіру жүйесін жүктемені жеткілікті қуатпен қамтамасыз ету үшін электр құрылғысының қуатына сәйкес әрбір компонентті ақылға қонымды таңдау қажет.Есептеу әдісін енгізу үшін мысал ретінде 100 Вт шығыс қуатын алыңыз және оны күніне 6 сағат пайдаланыңыз:
1. Біріншіден, тәулігіне ватт-сағат шығынын есептеңіз (инвертордың жоғалуын қоса): егер түрлендіргіштің түрлендіру тиімділігі 90% болса, онда шығыс қуаты 100 Вт болғанда, нақты шығыс қуаты 100 Вт/90 % болуы керек. =111 Вт;егер ол тәулігіне 5 сағат пайдаланылса, шығыс қуаты 111 Вт*5 сағат=555 Вт сағ.
2. Күн панелін есептеңіз: 6 сағаттық күнделікті тиімді күн сәулесінің уақытына сәйкес және зарядтау тиімділігі мен зарядтау процесіндегі жоғалтуды ескере отырып, күн панелінің шығыс қуаты 555 Вт сағ/6 сағ/70% = 130 Вт болуы керек.Олардың ішінде 70% зарядтау процесінде күн панелі пайдаланатын нақты қуат болып табылады.
Күн панелінен электр энергиясын өндіру тиімділігі
Монокристалды кремнийлі күн энергиясының фотоэлектрлік түрлендіру тиімділігі 24%-ға дейін жетеді, бұл күн батареяларының барлық түрлерінің арасындағы ең жоғары фотоэлектрлік түрлендіру тиімділігі болып табылады.Бірақ монокристалды кремнийлі күн батареяларын жасау соншалықты қымбат, олар әлі кең көлемде және әмбебап түрде қолданылмайды.Поликристалды кремнийлі күн батареялары өндіріс құны бойынша монокристалды кремнийлі күн батареяларына қарағанда арзанырақ, бірақ поликристалды кремний күн батареяларының фотоэлектрлік түрлендіру тиімділігі әлдеқайда төмен.Сонымен қатар, поликристалды кремнийлі күн батареяларының қызмет ету мерзімі де монокристалды кремний күн батареяларына қарағанда қысқа..Сондықтан, өзіндік құны бойынша монокристалды кремний күн батареялары сәл жақсырақ.
Зерттеушілер кейбір құрама жартылай өткізгіш материалдар күн фотоэлектрлік түрлендіру пленкалары үшін қолайлы екенін анықтады.Мысалы, CdS, CdTe;III-V қосылыс жартылай өткізгіштер: GaAs, AIPInP және т.б.;осы жартылай өткізгіштерден жасалған жұқа пленкалы күн батареялары фотоэлектрлік түрлендірудің жақсы тиімділігін көрсетеді.Бірнеше градиенттік энергия диапазоны бар жартылай өткізгіш материалдар күн энергиясын сіңірудің спектрлік диапазонын кеңейте алады, осылайша фотоэлектрлік түрлендіру тиімділігін арттырады.Жұқа қабықшалы күн батареяларының көптеген практикалық қолданулары кең перспективаларды көрсетеді.Осы көп компонентті жартылай өткізгіш материалдардың ішінде Cu(In,Ga)Se2 күн сәулесін жақсы сіңіретін материал болып табылады.Оның негізінде кремнийге қарағанда айтарлықтай жоғары фотоэлектрлік түрлендіру тиімділігі бар жұқа қабықшалы күн батареяларын жобалауға болады және қол жеткізуге болатын фотоэлектрлік түрлендіру жылдамдығы 18% құрайды.
Күн панельдерінің қызмет ету мерзімі
Күн панельдерінің қызмет ету мерзімі элементтердің, шыңдалған шынылардың, EVA, TPT және т.б. материалдармен анықталады. Жалпы алғанда, жақсырақ материалдарды пайдаланатын өндірушілер жасаған панельдердің қызмет ету мерзімі 25 жылға жетуі мүмкін, бірақ қоршаған ортаның әсерінен, күн батареялары Тақта материалы уақыт өте келе қартаяды.Қалыпты жағдайда қуат 20 жыл пайдаланудан кейін 30%-ға, ал 25 жыл пайдаланудан кейін 70%-ға әлсірейді.
Жіберу уақыты: 30 желтоқсан 2022 ж