Relativno nedavno, sama ideja o autonomnom snabdijevanju privatnih kuća strujom smatrala se fantastičnom. Danas je to objektivna realnost. U Evropi se solarni paneli koriste već duže vrijeme, jer su gotovo nepresušni izvor jeftine energije. U našoj zemlji dobijanje električne energije iz ovakvih uređaja samo dobija na popularnosti. Ovaj proces se ne dešava prebrzo, a razlog tome je njihova visoka cijena.
Princip rada solarne baterije zasniva se na činjenici da u dvije silikonske ploče obložene različitim supstancama (borom i fosforom), pod djelovanjem sunčeve svjetlosti nastaje električna struja. U ploči, koja je prekrivena fosforom, pojavljuju se slobodni elektroni.
Čestice koje nedostaju formiraju se u onim pločama koje su obložene borom. Elektroni počinju da se kreću pod dejstvom sunčeve svetlosti. Ovako nastaje električna struja u solarnim panelima. Tanke žice od bakra, koje su prekrivenesvaku bateriju, crpite struju iz nje i usmjerite je prema namjeni.
Jedna ploča može napajati malu sijalicu. Zaključak se nameće sam od sebe. Da bi solarni paneli dali kući dovoljno energije, njihova površina mora biti prilično velika.
Silicon zupčanici
Dakle, princip solarne baterije je jasan. Struja nastaje djelovanjem ultraljubičastog svjetla na posebne ploče. Ako se silicijum koristi kao materijal za izradu takvih ploča, tada se baterije nazivaju silicijum (ili silicijum vodik).
Ovakvi umetci zahtevaju veoma složene proizvodne sisteme. Ovo zauzvrat uvelike utječe na cijenu proizvoda.
Silicijumske solarne ćelije dolaze u više vrsta.
Pretvarači od jednog kristala
To su ploče sa zakošenim uglovima. Njihova boja je uvijek čisto crna.
Ako govorimo o monokristalnim pretvaračima, onda se princip rada solarne baterije može ukratko opisati kao srednje efikasan. Sve ćelije fotoosjetljivih elemenata takve baterije usmjerene su u jednom smjeru.
Ovo vam omogućava da dobijete najviši rezultat među sličnim sistemima. Efikasnost ove vrste baterija dostiže 25%.
Nedostatak je što takvi paneli uvijek trebaju biti okrenuti prema suncu.
Ako se sunce sakrije iza oblaka, spusti se do horizonta ili još nije izašlo, tada će baterije generirati prilično slabu strujusnaga.
Polycrystalline
Tanjire ovih mehanizama su uvijek kvadratne, tamnoplave. Njihova površina uključuje nehomogene kristale silicijuma.
Efikasnost polikristalnih baterija nije tako visoka kao kod monokristalnih modela. Može dostići 18%. Međutim, ovaj nedostatak se kompenzira prednostima, o kojima će biti riječi u nastavku.
Princip rada ove vrste solarnih baterija omogućava da se prave ne samo od čistog silicijuma, već i od recikliranih materijala. Ovo objašnjava neke od kvarova pronađenih na opremi. Posebnost mehanizama ove vrste je da mogu prilično efikasno generirati električnu struju čak i po oblačnom vremenu. Ovako korisna kvaliteta čini ih nezamjenjivim na mjestima gdje je difuzna sunčeva svjetlost uobičajena svakodnevna pojava.
Amorfni silikonski paneli
Amorfni paneli su jeftiniji od ostalih, to određuje princip rada solarne baterije i njen dizajn. Svaki panel se sastoji od nekoliko vrlo tankih slojeva silicijuma. Izrađuju se prskanjem čestica materijala u vakuumu na foliju, staklo ili plastiku.
Efikasnost panela je mnogo manja od prethodnih modela. Dostiže 6%. Slojevi silikona brzo izgore na suncu. Nakon šest mjeseci korištenja ovih baterija, njihova efikasnost će pasti za 15%, a ponekad i za 20.
Dve godine rada u potpunosti će iscrpiti resurse aktivnih sastojaka, a panel će morati da se promeni.
Ali postoje dva plusa, zbog kojih se ove baterije i dalje kupuju. Prvo, rade čak i po oblačnom vremenu. Drugo, kao što je već spomenuto, nisu skupe kao druge opcije.
Hibridni fotokonverteri
Amorfni silicijum je osnova za raspored mikrokristala. Princip rada solarne baterije čini je sličnim polikristalnom panelu. Razlika između ove vrste baterija je u tome što su u stanju da generišu električnu struju veće snage u uslovima raspršene sunčeve svetlosti, na primer, po oblačnom danu ili u zoru.
Pored toga, baterije rade pod uticajem ne samo sunčeve svetlosti, već i u infracrvenom spektru.
Solarni pretvarači od polimernog filma
Ova alternativa silikonskim panelima ima sve šanse da postane lider na tržištu solarnih panela. Podsjećaju na film koji se sastoji od nekoliko slojeva. Među njima možemo razlikovati mrežu aluminijskih provodnika, polimerni sloj aktivne tvari, podlogu od organske tvari i zaštitni film.
Takve fotoćelije, kombinovane jedna s drugom, formiraju filmsku solarnu ćeliju u obliku rolne. Ovi paneli su lakši i kompaktniji od silikonskih panela. U njihovoj proizvodnji se ne koristi skupi silicij, a sam proces proizvodnje nije toliko skup. Ovo čini rolo panel jeftinijim od svih ostalih.
Princip rada solarnih panela čini njihovu efikasnost ne previsokom.
Dostiže 7%.
Proces proizvodnje panela ovog tipasvodi se na višeslojnu štampu na fotoćelijskom filmu. Proizvedeno u Danskoj.
Još jedna prednost je mogućnost rezanja rolne baterije i uklapanja u bilo koju veličinu i oblik.
Samo jedan minus. Baterije su tek počele da se proizvode, tako da ih je još dosta teško nabaviti.
Ali postoji razlog vjerovati da će ovi elementi brzo steći zasluženu dobru reputaciju među potrošačima, što će proizvođačima dati priliku da proizvode u većem obimu.
Kuće sa solarnim grijanjem
Princip rada solarne baterije za grijanje kuće radikalno ih razlikuje od svih gore opisanih uređaja. Ovo je potpuno drugačiji uređaj. Opis slijedi.
Glavni dio solarnog sistema grijanja je kolektor koji prima njegovu svjetlost i pretvara je u kinetičku energiju. Površina ovog predmeta može varirati od 30 do 70 kvadratnih metara.
Za pričvršćivanje kolektora koristi se posebna tehnika. Ploče su međusobno povezane metalnim kontaktima.
Sljedeća komponenta sistema je kotao za skladištenje. On pretvara kinetičku energiju u toplotnu energiju. Uključen je u zagrijavanje vode, čija zapremina može doseći 300 litara. Ponekad su takvi sistemi podržani dodatnim kotlovima na suho gorivo.
Dovršite sistemzidni i podni elementi solarnog grijanja u kojima zagrijana tekućina cirkulira kroz tanke bakrene cijevi raspoređene po cijeloj svojoj površini. Zbog niske početne temperature panela i ujednačenog prenosa toplote, prostorija se zagreva dovoljno brzo.
Kako radi solarno grijanje?
Pogledajmo bliže kako solarni paneli rade sa ultraljubičastim svjetlom.
Postoji razlika između temperature kolektora i elementa za skladištenje. Nosač topline, a to je najčešće voda kojoj se dodaje antifriz, počinje kružiti po sistemu. Rad koji obavlja fluid je upravo kinetička energija.
Kako tečnost prolazi kroz slojeve sistema, kinetička energija se pretvara u toplotu, koja se koristi za zagrevanje kuće. Ovaj proces cirkulacije nosača obezbeđuje prostoriji toplotu i omogućava njeno skladištenje u bilo koje doba dana i godine.
Pa, shvatili smo kako funkcioniraju solarni paneli.
