Salīdzinoši nesen par fantastisku tika uzskatīta pati ideja par autonomu privātmāju nodrošināšanu ar elektrību. Šodien tā ir objektīva realitāte. Eiropā saules paneļi tiek izmantoti jau sen, jo tas ir gandrīz neizsmeļams lētas enerģijas avots. Mūsu valstī elektroenerģijas iegūšana no šādām ierīcēm tikai gūst popularitāti. Šis process nenotiek pārāk ātri, un iemesls ir to augstās izmaksas.
Saules baterijas darbības princips ir balstīts uz to, ka divās silīcija plāksnēs, kas pārklātas ar dažādām vielām (boru un fosforu), saules gaismas iedarbībā rodas elektriskā strāva. Plāksnē, kas ir pārklāta ar fosforu, parādās brīvie elektroni.
Trūkstošās daļiņas veidojas tajās plāksnēs, kuras ir pārklātas ar boru. Elektroni sāk kustēties saules gaismas ietekmē. Tādā veidā saules paneļos tiek ģenerēta elektriskā strāva. Plānas vara šķipsnas, kuras ir pārklātaskatru akumulatoru, paņemiet no tā strāvu un novirziet to paredzētajam mērķim.
Viena plāksne var darbināt nelielu spuldzīti. Secinājums liecina par sevi. Lai saules paneļi nodrošinātu māju ar pietiekamu jaudu, to platībai jābūt diezgan lielai.
Silīcija zobrati
Tātad, saules baterijas darbības princips ir skaidrs. Strāvu rada ultravioletās gaismas iedarbība uz īpašām plāksnēm. Ja kā materiālu šādu plākšņu izveidošanai izmanto silīciju, tad baterijas sauc par silīciju (vai silīcija ūdeņradi).
Šādiem ieliktņiem ir nepieciešamas ļoti sarežģītas ražošanas sistēmas. Tas savukārt lielā mērā ietekmē produktu izmaksas.
Silīcija saules baterijas ir dažāda veida.
Vienkristāla pārveidotāji
Tie ir paneļi ar slīpiem stūriem. To krāsa vienmēr ir tīri melna.
Ja runājam par vienkristāla pārveidotājiem, tad saules baterijas darbības principu īsumā var raksturot kā vidēji efektīvu. Visas šādas baterijas gaismjutīgo elementu šūnas ir vērstas vienā virzienā.
Tas ļauj iegūt augstāko rezultātu starp līdzīgām sistēmām. Šāda veida akumulatoru efektivitāte sasniedz 25%.
Negatīvā puse ir tāda, ka šādiem paneļiem vienmēr jābūt vērstiem pret sauli.
Ja saule slēpjas aiz mākoņiem, nolaižas pie apvāršņa vai vēl nav uzlēkusi, tad baterijas radīs diezgan vāju strāvujauda.
Polikristālisks
Šo mehānismu plāksnes vienmēr ir kvadrātveida, tumši zilas. To virsmā ir neviendabīgi silīcija kristāli.
Polikristālisko akumulatoru efektivitāte nav tik augsta kā monokristāliskiem modeļiem. Tas var sasniegt 18%. Tomēr šo trūkumu kompensē priekšrocības, kas tiks aplūkotas turpmāk.
Šā tipa saules bateriju darbības princips ļauj tos izgatavot ne tikai no tīra silīcija, bet arī no pārstrādātiem materiāliem. Tas izskaidro dažus aprīkojuma defektus. Šāda veida mehānismu īpatnība ir tā, ka tie var diezgan efektīvi ģenerēt elektrisko strāvu pat mākoņainā laikā. Šāda noderīga kvalitāte padara tos neaizstājamus vietās, kur izkliedēta saules gaisma ir izplatīta ikdienas parādība.
Amorfie silīcija paneļi
Amorfie paneļi ir lētāki par citiem, tas nosaka saules baterijas darbības principu un tā dizainu. Katrs panelis sastāv no vairākiem ļoti plāniem silīcija slāņiem. Tie ir izgatavoti, izsmidzinot materiāla daļiņas vakuumā uz folijas, stikla vai plastmasas.
Paneļu efektivitāte ir daudz mazāka nekā iepriekšējos modeļos. Tas sasniedz 6%. Silīcija slāņi ātri izdeg saulē. Pēc sešu mēnešu šo akumulatoru lietošanas to efektivitāte samazināsies par 15% un dažreiz pat par 20.
Divi darbības gadi pilnībā izsmēs aktīvo vielu resursus, un panelis būs jāmaina.
Bet ir divi plusi, kuru dēļ šīs baterijas joprojām tiek pirktas. Pirmkārt, tie darbojas pat mākoņainā laikā. Otrkārt, kā jau minēts, tie nav tik dārgi kā citas iespējas.
Hibrīda fotokonverteri
Amorfais silīcijs ir mikrokristālu izkārtojuma pamats. Saules baterijas darbības princips padara to līdzīgu polikristāliskajam panelim. Atšķirība starp šāda veida akumulatoriem ir tāda, ka tie spēj radīt lielākas jaudas elektrisko strāvu izkliedētas saules gaismas apstākļos, piemēram, mākoņainā dienā vai rītausmā.
Turklāt baterijas darbojas ne tikai saules gaismas, bet arī infrasarkanā spektra ietekmē.
Polimēru plēves saules pārveidotāji
Šai alternatīvai silīcija paneļiem ir visas iespējas kļūt par līderi saules paneļu tirgū. Tie atgādina plēvi, kas sastāv no vairākiem slāņiem. Starp tiem var atšķirt alumīnija vadītāju režģi, aktīvās vielas polimēra slāni, substrātu, kas izgatavots no organiskām vielām, un aizsargplēvi.
Šādi fotoelementi, apvienojoties viens ar otru, veido ruļļa tipa plēves saules bateriju. Šie paneļi ir vieglāki un kompaktāki nekā silīcija paneļi. To ražošanā netiek izmantots dārgs silīcijs, un pats ražošanas process nav tik dārgs. Tādējādi ruļļa panelis ir lētāks nekā visi pārējie.
Saules paneļu darbības princips padara to efektivitāti ne pārāk augstu.
Tas sasniedz 7%.
Šā tipa paneļu ražošanas processtiek samazināts līdz daudzslāņu drukāšanai uz fotoelementu plēves. Ražots Dānijā.
Vēl viena priekšrocība ir iespēja sagriezt ruļļu akumulatoru un pielāgot to jebkura izmēra un formas.
Tikai viens mīnuss. Baterijas ir tikko sāktas ražot, tāpēc joprojām ir diezgan grūti tās iegūt.
Taču ir pamats uzskatīt, ka šie elementi ātri iegūs pelnītu labu reputāciju patērētāju vidū, kas ražotājiem dos iespēju ražot plašākā mērogā.
Saules apkures mājas
Saules baterijas darbības princips mājas apkurei tos radikāli atšķir no visām iepriekš aprakstītajām ierīcēm. Šī ir pavisam cita ierīce. Apraksts seko.
Saules apkures sistēmas galvenā daļa ir kolektors, kas saņem tās gaismu un pārvērš to kinētiskā enerģijā. Šī vienuma platība var būt no 30 līdz 70 kvadrātmetriem.
Kolekcionāra stiprināšanai tiek izmantota īpaša tehnika. Plāksnes ir savstarpēji savienotas ar metāla kontaktiem.
Nākamā sistēmas sastāvdaļa ir uzglabāšanas katls. Tas pārvērš kinētisko enerģiju siltumenerģijā. Tas ir iesaistīts ūdens sildīšanā, kura tilpums var sasniegt 300 litrus. Dažkārt šādas sistēmas atbalsta papildu sausās degvielas katli.
Pabeidziet sistēmusaules apsildes sienas un grīdas elementi, kuros uzkarsēts šķidrums cirkulē caur plānām vara caurulēm, kas sadalītas pa visu platību. Pateicoties paneļu zemajai palaišanas temperatūrai un vienmērīgai siltuma pārnesei, telpa sasilst pietiekami ātri.
Kā darbojas saules apkure?
Sīkāk apskatīsim, kā saules paneļi darbojas ar ultravioleto gaismu.
Pastāv atšķirība starp kolektora un uzglabāšanas elementa temperatūru. Siltumnesējs, kas visbiežāk ir ūdens, kam pievienots antifrīzs, sāk cirkulēt pa sistēmu. Šķidruma veiktais darbs ir tieši kinētiskā enerģija.
Šķidrumam ejot cauri sistēmas slāņiem, kinētiskā enerģija tiek pārvērsta siltumā, ko izmanto mājas apsildīšanai. Šis nesēja cirkulācijas process nodrošina telpu ar siltumu un ļauj to uzglabāt jebkurā diennakts un gada laikā.
Tātad, mēs sapratām, kā darbojas saules paneļi.
