Салыстырмалы түрде жақында жеке үйлерді автономды түрде электр қуатымен қамтамасыз ету идеясы керемет деп саналды. Бүгінде бұл объективті шындық. Еуропада күн панельдері ұзақ уақыт бойы қолданылып келеді, өйткені бұл арзан энергияның сарқылмайтын көзі болып табылады. Біздің елде мұндай құрылғылардан электр қуатын алу тек танымалдылыққа ие болуда. Бұл процесс тым жылдам болмайды, оның себебі - олардың жоғары құны.
Күн батареясының жұмыс істеу принципі әртүрлі заттармен (бор және фосфор) қапталған екі кремний пластинасында күн сәулесінің әсерінен электр тогының пайда болуына негізделген. Фосформен жабылған пластинада бос электрондар пайда болады.
Жетіспейтін бөлшектер бормен қапталған пластиналарда пайда болады. Күн сәулесінің әсерінен электрондар қозғала бастайды. Күн батареяларында электр тогы осылай жасалады. Жіңішке мыс жіптері, олар жабылғанәр батареядан ток алыңыз және оны мақсатына бағыттаңыз.
Бір табақ шағын шамды қуаттай алады. Қорытынды өзін көрсетеді. Күн панельдері үйді жеткілікті қуатпен қамтамасыз ету үшін олардың ауданы айтарлықтай үлкен болуы керек.
Кремний берілістері
Сонымен, күн батареясының принципі түсінікті. Ток арнайы пластиналардағы ультракүлгін сәулелердің әсерінен пайда болады. Егер осындай пластиналарды жасау үшін материал ретінде кремний пайдаланылса, онда батареялар кремний (немесе кремний сутегі) деп аталады.
Мұндай кірістірулер өте күрделі өндіріс жүйелерін қажет етеді. Бұл өз кезегінде өнімнің өзіндік құнына қатты әсер етеді.
Кремний күн батареяларының түрлері көп.
Бір кристалды түрлендіргіштер
Олар бұрыштары қиықталған панельдер. Олардың түсі әрқашан таза қара.
Егер біз бір кристалды түрлендіргіштер туралы айтатын болсақ, онда күн батареясының жұмыс істеу принципін қысқаша орташа тиімді деп сипаттауға болады. Мұндай батареяның фотосезімтал элементтерінің барлық ұяшықтары бір бағытта бағытталған.
Бұл ұқсас жүйелер арасында ең жоғары нәтиже алуға мүмкіндік береді. Батареяның бұл түрінің тиімділігі 25%-ға жетеді.
Кемшілігі – мұндай панельдер әрқашан күнге қарап тұруы керек.
Егер күн бұлттардың артына тығылса, көкжиекке түссе немесе әлі көтерілмеген болса, онда батареялар өте әлсіз ток тудырады.қуат.
Поликристалды
Бұл механизмдердің тақталары әрқашан төртбұрышты, қою көк. Олардың бетінде біртекті емес кремний кристалдары бар.
Поликристалды батареялардың тиімділігі монокристалды үлгілердегідей жоғары емес. Ол 18% жетуі мүмкін. Дегенмен, бұл кемшілік төменде талқыланатын артықшылықтармен өтеледі.
Күн батареясының бұл түрінің жұмыс принципі оларды тек таза кремнийден ғана емес, қайта өңделген материалдардан да жасауға мүмкіндік береді. Бұл жабдықта табылған кейбір ақауларды түсіндіреді. Бұл түрдегі механизмдердің айрықша ерекшелігі олар бұлтты ауа-райында да айтарлықтай тиімді электр тогын шығара алады. Мұндай пайдалы сапа оларды күн сәулесі жиі түсетін жерлерде таптырмас етеді.
Аморфты кремний панельдері
Аморфты панельдер басқаларға қарағанда арзанырақ, бұл күн батареясының жұмыс принципін және оның дизайнын анықтайды. Әрбір панель кремнийдің бірнеше өте жұқа қабаттарынан тұрады. Олар материал бөлшектерін вакуумда фольгаға, шыныға немесе пластикке бүрку арқылы жасалады.
Панельдердің тиімділігі алдыңғы үлгілерге қарағанда әлдеқайда төмен. Ол 6%-ға жетеді. Кремний қабаттары күн сәулесінде тез күйіп кетеді. Бұл батареяларды алты ай пайдаланғаннан кейін олардың тиімділігі 15%-ға, кейде 20-ға дейін төмендейді.
Екі жылдық жұмыс белсенді ингредиенттердің ресурсын толығымен тауысады және панельді өзгерту қажет болады.
Бірақ екі плюс бар, соның арқасында бұл батареялар әлі де сатып алынады. Біріншіден, олар бұлтты ауа-райында да жұмыс істейді. Екіншіден, жоғарыда айтылғандай, олар басқа опциялар сияқты қымбат емес.
Гибридті фототүрлендіргіштер
Аморфты кремний микрокристалдардың орналасу негізі болып табылады. Күн батареясының жұмыс принципі оны поликристалды панельге ұқсас етеді. Батареялардың бұл түрінің айырмашылығы - олар шашыраңқы күн сәулесі жағдайында, мысалы, бұлтты күнде немесе таң атқанда үлкен қуаттағы электр тогын шығара алады.
Сонымен қатар, батареялар күн сәулесінің ғана емес, сонымен қатар инфрақызыл спектрдің әсерінен де жұмыс істейді.
Полимерлі пленкалы күн түрлендіргіштері
Кремний панельдерінің бұл баламасының күн панельдері нарығында көшбасшы болуға барлық мүмкіндігі бар. Олар бірнеше қабаттардан тұратын пленкаға ұқсайды. Олардың ішінде алюминий өткізгіштер торын, белсенді заттың полимерлі қабатын, органикалық заттардан жасалған субстрат пен қорғаныс қабықшасын ажыратуға болады.
Мұндай фотоэлементтер бір-бірімен қосылып, орам тәрізді пленкалы күн батареясын құрайды. Бұл панельдер кремний панельдерге қарағанда жеңіл және жинақы. Оларды өндіруде қымбат кремний пайдаланылмайды, ал өндіріс процесінің өзі соншалықты қымбат емес. Бұл орам панелін басқаларға қарағанда арзанырақ етеді.
Күн батареяларының жұмыс істеу принципі олардың тиімділігін тым жоғары емес етеді.
Ол 7%-ға жетеді.
Осы түрдегі панельдерді жасау процесіфотоэлементтік пленкадағы көп қабатты басып шығаруға дейін азаяды. Данияда өндірілген.
Тағы бір артықшылығы - орамдық батареяны кесіп, оны кез келген өлшем мен пішінге салу мүмкіндігі.
Тек бір минус. Батареялар енді ғана шығарыла бастады, сондықтан оларды алу әлі де қиын.
Бірақ бұл элементтер тұтынушылар арасында тез арада лайықты жақсы беделге ие болады деп сенуге негіз бар, бұл өндірушілерге кең көлемде өнім шығаруға мүмкіндік береді.
Үйлерді күн энергиясымен жылытатындар
Үйді жылытуға арналған күн батареясының жұмыс принципі оларды жоғарыда сипатталған барлық құрылғылардан түбегейлі ажыратады. Бұл мүлдем басқа құрылғы. Сипаттама келесідей.
Күн жылыту жүйесінің негізгі бөлігі оның жарығын қабылдап, оны кинетикалық энергияға айналдыратын коллектор болып табылады. Бұл элементтің ауданы 30-дан 70 шаршы метрге дейін өзгеруі мүмкін.
Коллекторды бекіту үшін арнайы техника қолданылады. Пластиналар бір-біріне металл контактілер арқылы қосылған.
Жүйенің келесі құрамдас бөлігі - сақтау қазандығы. Ол кинетикалық энергияны жылу энергиясына айналдырады. Ол суды жылытуға қатысады, оның ығысуы 300 литрге жетуі мүмкін. Кейде мұндай жүйелерге қосымша құрғақ отын қазандықтары қолдау көрсетеді.
Жүйені аяқтаңызқыздырылған сұйықтық бүкіл аумаққа таралған жұқа мыс құбырлар арқылы айналатын күн жылыту қабырғасы мен еден элементтері. Панельдердің төмен басталу температурасына және жылу берудің біркелкілігіне байланысты бөлме жеткілікті жылдам қызады.
Күн жылыту қалай жұмыс істейді?
Күн батареяларының ультракүлгін сәулемен қалай жұмыс істейтінін толығырақ қарастырайық.
Коллектор мен сақтау элементінің температурасы арасында айырмашылық бар. Көбінесе антифриз қосылатын су болып табылатын жылу тасымалдағыш жүйеде айнала бастайды. Сұйықтықтың жұмысы дәл кинетикалық энергия болып табылады.
Сұйықтық жүйенің қабаттарынан өткенде кинетикалық энергия жылуға айналады, ол үйді жылытуға жұмсалады. Тасымалдаушы айналымының бұл процесі бөлмені жылумен қамтамасыз етеді және оны тәуліктің және жылдың кез келген уақытында сақтауға мүмкіндік береді.
Сонымен біз күн батареяларының қалай жұмыс істейтінін анықтадық.
