مبدأ تشغيل البطارية الشمسية وجهازها
في الآونة الأخيرة نسبيا، كان يعتبر رائعةفإن فكرة توفير المنازل الخاصة بالكهرباء مستقلة. اليوم هذا واقع موضوعي. في أوروبا، وقد استخدمت الألواح الشمسية لفترة طويلة، لأن هذا هو مصدر لا ينضب من الطاقة الرخيصة. في استقبال لنا من الكهرباء من مثل هذه الأجهزة يحصل فقط شعبية. هذه العملية ليست سريعة جدا، والسبب في ذلك هو ارتفاع تكلفة لهم.
ويستند مبدأ البطارية الشمسية على حقيقة،أن في اثنين من رقائق السيليكون المغلفة مع مختلف المواد (البورون والفوسفور)، وينشأ التيار الكهربائي تحت تأثير أشعة الشمس. في اللوحة، التي تغطيها الفوسفور، تظهر الإلكترونات الحرة.
مع لوحة واحدة، يمكنك تنشيطالمصباح الكهربائي الصغير. ويشير الاستنتاج نفسه. لضمان أن الألواح الشمسية توفر المنزل مع الكهرباء من الطاقة الكافية، فمن الضروري أن منطقتهم كبيرة جدا.
آليات السيليكون
لذلك، مبدأ عملية البطارية الشمسية هو مفهوم. يتم توليد التيار من خلال عمل الأشعة فوق البنفسجية على لوحات خاصة. إذا تم استخدام السيليكون كمواد لإنشاء هذه اللوحات، تسمى البطاريات السيليكون (أو السيليسي).
تتطلب هذه اللوحات أنظمة إنتاج معقدة للغاية. وهذا بدوره يؤثر بشكل كبير على تكلفة المنتجات.
البطاريات الشمسية السيليكون هي من أنواع مختلفة.
محولات الكريستال واحد
هي لوحات مع زوايا مشطوف. لونها هو دائما أسود نقي.
إذا كنا نتحدث عن واحد الكريستالالمحولات، ومبدأ تشغيل البطارية الشمسية يمكن وصفها لفترة وجيزة باعتبارها واحدة فعالة. يتم توجيه جميع خلايا العناصر حساس للضوء من هذه البطارية في اتجاه واحد.
الجانب السلبي هو أن هذه الألواح يجب أن تواجه دائما الشمس.
إذا كانت الشمس يخفي وراء الغيوم، يسقط إلى الأفق، أو لم يصعد بعد، فإن البطاريات تنتج تيار القوة ضعيفة نوعا ما.
الكريستالات
لوحات هذه الآليات هي دائما مربع، الأزرق الداكن. تكوين سطحها يشمل بلورات السيليكون غير موحدة.
كفاءة بطاريات الكريستالات ليست عالية مثل تلك النماذج واحد الكريستال. يمكن أن تصل إلى 18٪. ومع ذلك، فإن هذا الخلل يعوض عن الأسس الموضوعية التي ستناقش أدناه.
مبدأ تشغيل بطارية شمسية من هذا النوعيسمح لإنتاجها ليس فقط من السيليكون النقي، ولكن أيضا من المواد الثانوية. هذا يفسر بعض العيوب التي واجهتها في المعدات. وهناك سمة مميزة للآليات من هذا النوع هي أنها يمكن أن تولد كفاءة التيار الكهربائي حتى في الطقس الغائم. مثل هذه النوعية المفيدة تجعلها لا غنى عنها في الأماكن التي يكون فيها ضوء الشمس المنتشر أمرا شائعا يوميا.
لوحات غير متبلور من السيليكون
لوحات غير متبلور هي أرخص من غيرها، وهذا هويحدد مبدأ تشغيل البطارية الشمسية وجهازها. تتكون كل لوحة من عدة طبقات رقيقة من السيليكون. وهي مصنوعة عن طريق رش جسيمات من المواد في فراغ على رقائق، والزجاج أو البلاستيك.
كفاءة الألواح أقل بكثير من تلك السابقةالنماذج. ويصل إلى 6٪. طبقات السيليكون تحرق بسرعة في الشمس. في غضون ستة أشهر من استخدام هذه البطاريات، وكفاءتها سوف تنخفض بنسبة 15٪، وأحيانا من قبل جميع 20.
سوف عامين من العمل تستنفد تماما الموارد من المواد الفعالة، وسوف تحتاج إلى تغيير لوحة.
ولكن هناك نوعان من المزايا، بسبب التي لا تزال هذه البطاريات شراء. أولا، أنها تعمل حتى في الطقس الغائم. ثانيا، كما ذكر سابقا، فهي ليست مكلفة مثل الخيارات الأخرى.
فوتوكوبلرز من نوع هجين
السيليكون غير متبلور هو الأساس لموقع الجريزوفولفات. مبدأ البطارية الشمسية يجعلها مماثلة لوحة الكريستالات. الفرق بين البطاريات من هذا النوع هو أنها قادرة على إنتاج تيار كهربائي من قوة أكبر في ظروف أشعة الشمس المتناثرة، على سبيل المثال، في يوم ملبد بالغيوم أو عند الفجر.
وبالإضافة إلى ذلك، تعمل البطاريات تحت تأثير ليس فقط من أشعة الشمس، ولكن أيضا في طيف الأشعة تحت الحمراء.
البوليمر فيلم الشمسية المحولات
هذا البديل لألواح السيليكون لديه كل شيءفرص لاتخاذ مكانة رائدة في سوق البطارية الشمسية. أنها تشبه فيلم يتكون من عدة طبقات. من بينها، يمكننا التمييز بين شبكة من الموصلات الألومنيوم، طبقة البوليمر من المادة الفعالة، الركيزة العضوية وفيلم واقية.
هذه الخلايا الضوئية جنبا إلى جنب مع بعضها البعض،شكل فيلم من نوع البطارية الشمسية من نوع لفة. هذه اللوحات هي أخف وزنا وأكثر إحكاما من تلك السيليكون. عندما يتم تصنيعها، لا يستخدم السيليكون مكلفة، وعملية الإنتاج نفسها ليست مكلفة جدا. وهذا يجعل لوحة لفة أرخص من جميع الآخرين.
مبدأ البطارية الشمسية يجعل كفاءتها ليست عالية جدا.
ويصل إلى 7٪.
يتم تخفيض عملية تصنيع لوحات من هذا النوع إلى الطباعة متعددة الطبقات على فيلم الخلايا الضوئية. وينظم الإنتاج في الدانمرك.
ميزة أخرى هي القدرة على قطع لفة-- حتى البطارية وضبطه إلى أي حجم وشكل.
ناقص واحد فقط. بدأت بطاريات للتو لإنتاج، لذلك فإنه لا يزال ليس من السهل الحصول عليها.
التدفئة بواسطة منازل الطاقة الشمسية
مبدأ تشغيل البطارية الشمسية لتسخين منزل يميزها أساسا عن جميع الأجهزة المذكورة أعلاه. انها جهاز مختلف تماما. وفيما يلي وصف لذلك.
الجزء الرئيسي من نظام التدفئة قيد التشغيلعلى طاقة الشمس، هو جامع الذي يتلقى ضوءه ويحوله إلى طاقة حركية. وتتراوح مساحة هذا العنصر بين 30 و 70 مترا مربعا.
يتم استخدام تقنية خاصة لربط جامع. بين لوحات متصلة بواسطة الاتصالات المعدنية.
العنصر التالي من النظام هوتخزين المراجل. فهو يحول الطاقة الحركية إلى طاقة حرارية. وتشارك في تسخين المياه، والقدرة التي يمكن أن تصل إلى 300 لترا. في بعض الأحيان يتم دعم هذه الأنظمة من قبل المراجل الإضافية على الوقود الجاف.
استكمال نظام التدفئة الشمسية الجداروالعناصر الأرضية، حيث يسخن السائل الساخن من خلال أنابيب نحاسية رقيقة موزعة في جميع أنحاء منطقتهم. نظرا لدرجة حرارة منخفضة من بدء تشغيل لوحات وتوحيد نقل الحرارة، وغرفة مع ارتفاع درجات الحرارة بسرعة كافية.
كيف تعمل التدفئة الشمسية؟
دعونا نلقي نظرة فاحصة على مبدأ تشغيل الخلايا الشمسية من الأشعة فوق البنفسجية.
بين جامع ودرجة حرارة التخزينعنصر هناك فرق. الناقل الحرارة، الذي هو في معظم الأحيان الماء، الذي يضاف التجمد، ويبدأ في تعميم حول النظام. العمل الذي يقوم به السائل هو على وجه التحديد الطاقة الحركية.
كما يمر السائل من خلال طبقات من النظاميتم تحويل الطاقة الحركية إلى حرارة، والذي يستخدم لتسخين المنزل. هذه العملية من تداول الناقل يوفر غرفة مع الحرارة ويسمح لك لحفظه في أي وقت من اليوم أو السنة.
لذلك، وجدنا مبدأ الخلايا الشمسية.
</ p>
