Categories: Notícies elèctriques interessants, Com funciona
Nombre de visualitzacions: 206201
Comentaris sobre l'article: 17
Com s’organitzen i funcionen les plaques solars?
Avui en dia, gairebé tothom pot recollir i posar-se a la seva disposició font d’energia solar independent (a la literatura científica s’anomenen panells fotovoltaics).
L’equip costós es compensa amb el temps per la capacitat de rebre electricitat gratuïta. És important que les plaques solars siguin una font d’energia respectuosa amb el medi ambient. En els darrers anys, els preus de les plaques fotovoltaiques s’han reduït per deu i continuen disminuint, cosa que indica grans perspectives d’ús.
De forma clàssica, una font d’energia elèctrica constarà de les parts següents: directament, una bateria solar (generador de corrent directe), una bateria amb dispositiu de control de càrrega i un inversor que converteix el corrent directe en corrent altern.
Els panells solars consisteixen en un conjunt cèl·lules solars (convertidors fotovoltaics)que converteixen directament l’energia solar en energia elèctrica.
La majoria de les cèl·lules solars estan fabricades amb silici, que té un cost bastant elevat. Aquest fet determinarà l’elevat cost de l’energia elèctrica, que s’obté mitjançant l’ús de plaques solars.
Són habituals dos tipus de convertidors fotoelèctrics: fabricats amb silici monocristal i policristal·lí. Difereixen en la tecnologia de producció. Els primers tenen una eficiència fins al 17,5%, i els segons el 15%.
El paràmetre tècnic més important d’una bateria solar, que té un impacte important en l’eficiència de tota la instal·lació, és el seu potència neta. Es determina per tensió i corrent de sortida. Aquests paràmetres depenen de la intensitat de la llum solar que entra a la bateria.
E. (força electromotriu) de cèl·lules solars individuals no depèn de la seva àrea i disminueix quan la bateria és escalfada pel sol, al voltant d’un 0,4% per 1 g. C. El corrent de sortida depèn de la intensitat de la radiació solar i de la mida de les cèl·lules solars. Com més brillant és la llum del sol, més gran és el corrent generat per les cèl·lules solars. El corrent de càrrega i la potència elèctrica en temps ennuvolat es redueixen bruscament. Això es deu a una disminució de la sortida actual per part de la bateria.
Si la bateria il·luminada pel sol està tancada a alguna càrrega amb resistència Rн, apareix al circuit un corrent elèctric I, el valor de la qual és determinat per la qualitat del convertidor fotoelèctric, la intensitat de la llum i la resistència de càrrega. La potència Pn, que s’allibera a la càrrega, la determina el producte Pн = InнUн, on Un és el voltatge dels terminals de la bateria.
La major potència s’assigna a la càrrega a una resistència òptima Ropt, que correspon al màxim coeficient d’eficiència (eficiència) de convertir l’energia lumínica en energia elèctrica. Cada convertidor té el seu propi valor Ropt, que depèn de la qualitat, la mida de la superfície de treball i el grau d’il·luminació.
Bateria solar consta de cèl·lules solars separades que es connecten en sèrie i en paral·lel per tal d’augmentar els paràmetres de sortida (corrent, tensió i potència). Quan els elements estan connectats en sèrie, el voltatge de sortida augmenta, mentre que en paral·lel, el corrent de sortida augmenta. Per incrementar tant el corrent com la tensió, es combinen aquests dos mètodes de connexió. A més, amb aquest mètode de connexió, el fracàs d’una de les cèl·lules solars no condueix a la fallada de tota la cadena, és a dir. millora la fiabilitat de tota la bateria.
D’aquesta manera la bateria solar consta de cèl·lules solars connectades a sèries paral·leles. El valor del màxim corrent possible donat per la bateria és directament proporcional al nombre de connectats en paral·lel i a l'emf- cèl·lules solars connectades en sèrie. De manera que, combinant els tipus de connexió muntem la bateria amb els paràmetres requerits.
Les cèl·lules solars de la bateria són espantades per diodes. Normalment n’hi ha 4, un per cada ¼ part de la bateria. Els díodes protegeixen les parts de la bateria de la fallada, que per algun motiu s’enfosqueixen, és a dir, si en algun moment la llum no cau sobre elles. Al mateix temps, la bateria genera temporalment un 25% menys de potència de sortida que sota la llum del sol normal a tota la superfície de la pila.
En absència de díodes, aquestes cèl·lules solars es sobreescalfaran i fracassaran, ja que es converteixen en consumidors actuals durant tota la durada (les bateries es descarreguen a través de les cèl·lules solars) i, quan s’utilitzen díodes, s’eviten i el corrent no entra per elles. Els díodes han de ser de baixa resistència per tal de reduir la caiguda de tensió que hi ha a sobre. Per a aquests propòsits, recentment s’han utilitzat els díodes Schottky.
L’energia elèctrica rebuda s’emmagatzema a les bateries i es transfereix a la càrrega. Bateries - fonts de corrent químic. La càrrega de la bateria es produeix quan se li aplica un potencial, que és superior a la tensió de la bateria.
El nombre de cèl·lules solars connectades en sèrie i en paral·lel ha de ser tal que el voltatge de funcionament subministrat a les bateries, tenint en compte la caiguda de tensió al circuit de càrrega, superi lleugerament la tensió de la bateria i el corrent de càrrega de la bateria proporcioni el valor requerit del corrent de càrrega.
Per exemple, per carregar una bateria de 12 V d’àcid de plom, cal tenir una bateria solar de 36 cel·les.
A la baixa llum del sol, la càrrega de la bateria disminueix i la bateria desprèn energia elèctrica al receptor d'energia, és a dir. Les bateries recarregables funcionen constantment en mode de descàrrega i recàrrega.
Aquest procés està controlat. controlador especial. Amb una càrrega cíclica, es requereix un voltatge constant o un corrent de càrrega constant.
En bones condicions de llum, la bateria carrega ràpidament fins a un 90% de la seva capacitat nominal i, a continuació, a una velocitat de càrrega inferior a la capacitat completa. El controlador del carregador la canvia a una velocitat de càrrega inferior.
L’ús més eficient de les bateries especials és gel (l’àcid sulfúric s’utilitza com a electròlit a la bateria) i les bateries de plom, que es fabriquen amb la tecnologia AGM. Aquestes bateries no requereixen condicions d’instal·lació especials i no requereixen cap manteniment. La vida útil d’aquests piles és de 10-12 anys amb una profunditat de descàrrega no superior al 20%. Mai es descarreguen les bateries per sota d’aquest valor, en cas contrari, la seva vida útil es reduirà dràsticament!
La bateria es connecta a la bateria solar mitjançant un controlador que controla la seva càrrega. Quan la bateria es carrega a tota potència, es connecta una resistència a la bateria solar, que absorbeix l'excés de potència.
Per convertir una tensió constant d'una bateria a una tensió alterna, que es pot utilitzar per alimentar la majoria dels consumidors d'energia juntament amb una bateria solar, podeu utilitzar dispositius especials - inversors.
Sense l'ús d'un inversor, es pot alimentar una tensió solar des de panells solars, inclosos diversos equips portàtils, fonts d’energia d’estalvi d’energia, per exemple, les mateixes làmpades LED.
Llegiu també sobre aquest tema: Carregadors solars portàtils
Consulteu també a electro-ca.tomathouse.com
: