Вот как на самом деле работают солнечные батареи
Вот как на самом деле работают солнечные батареи
Вы уже знаете, что солнечные батареи превращают солнечный свет в электричество. Но как? Это кажется волшебством. Да, это волшебство, но хотя это и не иллюзия, наука, лежащая в его основе – фотоэлектрический эффект, – просто восхитительна. Учитывая растущие расходы на отопление, а также последствия изменения климата, сейчас самое время инвестировать в солнечные панели для вашего дома. Вы не только поможете создать экологически чистую энергию на десятилетия вперед, но и сэкономите значительную часть своих ежемесячных счетов.
Из чего состоит система солнечных панелей?
Для начала давайте рассмотрим саму солнечную панель. В ней есть солнечные элементы, которые сделаны из кремния – они являются основным элементом, превращающим солнечный свет в электричество. Затем вокруг них находится изоляционная оболочка, изготовленная из стекла или полимера. Металлический каркас удерживает все вместе, защищая технику от внешних воздействий. Также имеется распределительная коробка, которая защищает диоды, проводку и электрические компоненты. Наконец, в панелях используются разъемы MC5, которые соединяют все солнечные панели вместе, создавая единый массив.
Система солнечной энергии состоит из множества различных компонентов, помимо самой панели. Эти компоненты выполняют работу по преобразованию, хранению или распределению электроэнергии, вырабатываемой солнечной панелью. Вот некоторые из основных компонентов, которые вы найдете:
-
Инвертор: Инвертор – самая важная часть любой солнечной энергосистемы. По умолчанию солнечные батареи генерируют постоянный ток, или DC, но большинство бытовых приборов работают на переменном токе, AC. Инвертор преобразует постоянное электричество в переменное, чтобы его можно было использовать для работы освещения, вентиляторов или холодильника.
-
Оптимизаторы постоянного тока и струнные инверторы: Оптимизатор помогает каждой панели работать в режиме отслеживания максимальной мощности, независимо друг от друга. MPPT, как его называют, затем подается на инвертор AD.
-
Микроинверторы: Эти устройства отслеживают максимальную точку мощности и инвертируют постоянный ток в переменный непосредственно на панели. С их помощью можно отказаться от центрального инвертора.
-
Устройство быстрого отключения: Это защитный механизм, обеспечивающий безопасное отключение всей системы солнечной энергетики.
-
Телеметрический концентратор: Это часть, которая контролирует всю систему и отображает данные для пользователей, обычно через цифровую панель.
-
Аккумулятор: Она не требуется, если вы строите систему на основе солнечных батарей, где выработанная энергия напрямую поступает в местную сеть, а вы получаете кредиты за поставленную энергию. Но если вы строите автономную систему или ваша установка находится в отдаленном районе, вам понадобится батарея для сохранения и использования выработанной электроэнергии.
Как работает фотоэлектрический эффект в солнечных зарядных устройствах
Как мы уже говорили, солнечные зарядные устройства работают на основе фотоэлектрического эффекта. Однако прежде чем говорить об этом, необходимо понять, что такое фотоэлектрический эффект.
Фотоэлектрический эффект – это явление, при котором электроны выбрасываются с поверхности материала, когда на него падает свет. Это происходит потому, что энергия фотонов света поглощается электронами, давая им достаточно энергии, чтобы преодолеть энергию связи, удерживающую их в материале. Выброшенные электроны называются фотоэлектронами. Когда свободные электроны перемещаются, они генерируют ток и напряжение.
Фотоэлектрический эффект аналогичен, но здесь фотоны солнечного света поглощаются солнечным элементом. Затем фотоны приводят в движение электроны, находящиеся внутри материала солнечного элемента. Это освобождает их от атомных связей, и они становятся свободными. Солнечные элементы имеют PN-переход, состоящий из полупроводниковых материалов, которые направляют поток свободных электронов, и таким образом вырабатывается электричество.
Стоит ли вам переходить на автономное питание?
Простое приобретение системы на солнечных батареях не означает, что ваш дом будет автономным, и вы будете рады узнать, что это не обязательно. Вы можете продолжать оставаться в сети, подключившись к местному поставщику электроэнергии в качестве резервного источника, и при этом использовать собственную станцию, работающую на солнечных батареях.
Без батареи электричество, которое не используется вашим домом, автоматически попадает в сеть. Как это работает, зависит от местных законов, но обычно есть устройство контроля, которое подсчитывает количество выработанной электроэнергии, и вы получаете кредиты за продажу своей доли в сеть. Этот путь дешевле, потому что вам не нужно покупать дорогостоящую батарею, чтобы добавить ее к своей системе.
Если вы захотите, она будет подключена непосредственно к солнечной системе, где электроэнергия будет передаваться и накапливаться. Затем, когда вам понадобится запустить прибор, инвертор преобразует энергию, накопленную в батарее, в переменный ток.
Читайте также:
- Немцы – одни из самых несчастных людей в Европе
- Как изменится жизнь Германии в 2024 году
- Новое расписание DB в Германии
Источник: lifehacker.com
Читайте также:
Обсуждение
Самые последние новости
