หลักการทำงานและอุปกรณ์แผงโซลาร์เซลล์

หลักการทำงานของแบตเตอรี่พลังงานแสงอาทิตย์

อุปกรณ์นี้ได้รับการออกแบบเพื่อแปลงรังสีดวงอาทิตย์เป็นกระแสไฟฟ้าโดยตรง การกระทำนี้เรียกว่าเอฟเฟกต์โฟโตอิเล็กทริก เซมิคอนดักเตอร์ (ซิลิคอนเวเฟอร์) ซึ่งใช้ทำองค์ประกอบ มีอิเล็กตรอนที่มีประจุบวกและลบ และประกอบด้วยสองชั้น คือ n-layer (-) และ p-layer (+) อิเล็กตรอนส่วนเกินภายใต้อิทธิพลของแสงแดดจะถูกกระแทกออกจากชั้นและเข้ายึดที่ว่างในอีกชั้นหนึ่ง สิ่งนี้ทำให้อิเล็กตรอนอิสระเคลื่อนที่ตลอดเวลา โดยเคลื่อนที่จากแผ่นหนึ่งไปอีกแผ่นหนึ่ง ทำให้เกิดกระแสไฟฟ้าที่เก็บไว้ในแบตเตอรี่

วิธีการทำงานของแบตเตอรี่พลังงานแสงอาทิตย์ขึ้นอยู่กับการออกแบบเป็นหลัก เดิมทีเซลล์แสงอาทิตย์ถูกสร้างขึ้นจากซิลิกอนพวกเขายังคงได้รับความนิยมอย่างมาก แต่เนื่องจากกระบวนการทำให้บริสุทธิ์ของซิลิกอนค่อนข้างลำบากและมีราคาแพง แบบจำลองที่มีโฟโตเซลล์ทางเลือกจากสารประกอบแคดเมียม ทองแดง แกลเลียมและอินเดียมจึงได้รับการพัฒนา แต่มีประสิทธิผลน้อยกว่า

ประสิทธิภาพของแผงโซลาร์เซลล์เพิ่มขึ้นด้วยการพัฒนาเทคโนโลยี วันนี้ ตัวเลขนี้เพิ่มขึ้นจากร้อยละหนึ่งซึ่งบันทึกไว้เมื่อต้นศตวรรษ เป็นมากกว่าร้อยละยี่สิบ ซึ่งช่วยให้เราใช้แผงได้ไม่เฉพาะสำหรับความต้องการภายในประเทศเท่านั้น แต่สำหรับการผลิตด้วย

ข้อมูลจำเพาะ

อุปกรณ์แบตเตอรี่พลังงานแสงอาทิตย์ค่อนข้างเรียบง่าย และประกอบด้วยองค์ประกอบหลายประการ:

เซลล์แสงอาทิตย์โดยตรง / แผงโซลาร์เซลล์

อินเวอร์เตอร์ที่แปลงกระแสตรงเป็นกระแสสลับ

ตัวควบคุมระดับแบตเตอรี่

ซื้อแบตเตอรี่สำหรับแผงโซลาร์เซลล์ควรขึ้นอยู่กับฟังก์ชันที่จำเป็น พวกเขาเก็บและจำหน่ายไฟฟ้า การจัดเก็บและการบริโภคเกิดขึ้นตลอดทั้งวัน และในเวลากลางคืนจะมีการใช้ประจุสะสมเท่านั้น ดังนั้นจึงมีการจ่ายพลังงานอย่างต่อเนื่องและต่อเนื่อง

การชาร์จและการคายประจุแบตเตอรี่มากเกินไปจะทำให้อายุการใช้งานสั้นลง ตัวควบคุมการชาร์จแบตเตอรี่พลังงานแสงอาทิตย์จะระงับการสะสมของพลังงานในแบตเตอรี่โดยอัตโนมัติเมื่อถึงค่าพารามิเตอร์สูงสุด และปิดโหลดของอุปกรณ์เมื่อปล่อยประจุออกมาอย่างหนัก

(Tesla Powerwall - แบตเตอรี่แผงโซลาร์เซลล์ขนาด 7 กิโลวัตต์ - และการชาร์จไฟบ้านสำหรับรถยนต์ไฟฟ้า)

กริดอินเวอร์เตอร์สำหรับแผงโซลาร์เซลล์เป็นองค์ประกอบการออกแบบที่สำคัญที่สุด มันแปลงพลังงานที่ได้รับจากรังสีของดวงอาทิตย์เป็นกระแสสลับของความจุต่างๆเนื่องจากเป็นตัวแปลงซิงโครนัส จึงรวมแรงดันเอาท์พุตของกระแสไฟฟ้าในความถี่และเฟสเข้ากับเครือข่ายแบบอยู่กับที่

โฟโตเซลล์สามารถเชื่อมต่อได้ทั้งแบบอนุกรมและแบบขนาน ตัวเลือกหลังเพิ่มพารามิเตอร์กำลัง แรงดันและกระแส และช่วยให้อุปกรณ์ทำงานได้แม้ว่าองค์ประกอบหนึ่งจะสูญเสียฟังก์ชันการทำงาน โมเดลที่รวมกันทำขึ้นโดยใช้ทั้งสองแบบ อายุการใช้งานของจานประมาณ 25 ปี

การเลือกแผงโซลาร์เซลล์สำหรับบ้านส่วนตัว

ก่อนซื้อแผงโซลาร์เซลล์สำหรับบ้านส่วนตัว หาข้อมูล:

• ปริมาณการใช้ไฟฟ้าในห้องทุกวัน
• สถานที่สำหรับติดตั้งแผง (หันไปทางทิศใต้ในขณะที่ไม่ควรมีเงาและควรตั้งค่ามุมเอียงที่เหมาะสม)
• แบตเตอรี่ถูกวางไว้ในห้องอุ่นที่อุณหภูมิสูงถึง 25 องศาเซลเซียส
• คำนึงถึงภาระสูงสุดของเครื่องใช้ไฟฟ้า
• การใช้ระบบตามฤดูกาลหรือถาวร

สำหรับพื้นที่ที่มีกิจกรรมแสงมาก แบตเตอรี่ชนิดโมโนคริสตัลไลน์เหมาะที่สุด สำหรับบ้านพักฤดูร้อนหรือพล็อตส่วนตัว หากมีการวางแผนการใช้งานตามฤดูกาล โมเดลคริสตัลไลน์แบบไมโครมอร์ฟิคจะเหมาะที่สุด พวกมันมีราคาไม่แพงนัก พวกมันรับรู้ถึงแสงที่กระจัดกระจาย แสงด้านข้างได้ดี และทำงานเป็นมุมในสภาพอากาศที่มีเมฆมาก

ตัวอย่างการคำนวณ

พื้นที่ชานเมืองใช้พลังงานไฟฟ้า 3-6 กิโลวัตต์ชั่วโมง แต่ตัวเลขนี้อาจสูงขึ้นเมื่อใช้เครื่องใช้ไฟฟ้าจำนวนมากหรือไฟเพิ่มเติมที่บ้าน กระท่อมสามชั้นกินไฟตั้งแต่ 20 ถึง 50 kWh และมากกว่านั้นอีก จากข้อมูลที่ให้มา เราจะทำการคำนวณ

ความเข้มของพลังงานของกระท่อมคือ 7 กิโลวัตต์ (รวมการสูญเสีย) หากบ้านตั้งอยู่ทางทิศใต้ซึ่งมีแสงแดดเพียงพอสำหรับจ่ายพลังงาน จะต้องใช้แบตเตอรี่ประมาณ 20 ก้อน กำลังการทำงานของแผงเดียวคือ 400 วัตต์ จำนวนนี้เพียงพอที่จะจ่ายพลังงานให้กับพื้นที่ชานเมืองที่ครอบครัว 4-6 คนอาศัยอยู่อย่างถาวร

การติดตั้ง

เมื่อซื้อผลิตภัณฑ์ของบริษัทใดบริษัทหนึ่ง คุณจะได้รับแผนภาพการเดินสายโดยละเอียดและคำแนะนำ และคุณสามารถติดตั้งเครื่องสำรองไฟฟ้าและแผงโซลาร์เซลล์ด้วยมือของคุณเอง แต่ถ้าคุณไม่ต้องการจัดการกับการติดตั้งและการกำหนดค่าระบบหรือไม่เคยทำเช่นนี้มาก่อน ให้มอบงานนี้ให้กับผู้เชี่ยวชาญ

ผู้เชี่ยวชาญไปที่ไซต์และทำการติดตั้งและทดสอบอุปกรณ์ในเวลาอันสั้น โดยเฉลี่ย การติดตั้งโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์จะใช้เวลาตั้งแต่หนึ่งถึงสี่วัน ขึ้นอยู่กับความซับซ้อนของระบบ และติดตั้งเครื่องสำรองไฟฟ้าภายในหนึ่งถึงสองวัน

การติดตั้งแผงเซลล์แสงอาทิตย์เกิดขึ้นตามโครงการที่ได้รับอนุมัติล่วงหน้าและส่วนประกอบทั้งหมดของระบบ แบตเตอรี่ ตัวควบคุมการชาร์จ และคอนเวอร์เตอร์ได้รับการติดตั้งไว้ในที่ที่สะดวกและเข้าถึงได้สำหรับคุณ โรงไฟฟ้าบำรุงรักษาง่าย แผงโซลาร์เซลล์มีพื้นผิวเรียบ จากกระจกพิเศษซึ่งไม่ให้หิมะและฝุ่นละอองสะสม แบตเตอรี่ที่ใช้สำหรับระบบสุริยะไม่ต้องบำรุงรักษาและมีอายุการใช้งานยาวนานถึง 10 ปี

เคล็ดลับ

ผู้เชี่ยวชาญให้คำแนะนำหลายประการเกี่ยวกับวิธีการวางและเชื่อมต่อแผงโซลาร์เซลล์อย่างเหมาะสม

ส่วนใหญ่แล้ว ผลิตภัณฑ์ที่ใช้แหล่งพลังงานทางเลือกจะติดตั้งบนหลังคาหรือบนผนังของโครงสร้างที่อยู่อาศัย ซึ่งมักจะใช้ตัวรองรับที่เชื่อถือได้เป็นพิเศษน้อยกว่า

ไม่ว่าในกรณีใด ๆ ควรแยกไฟดับอย่างสมบูรณ์นั่นคือแบตเตอรี่ควรถูกวางในลักษณะที่จะไม่ตกอยู่ใต้ร่มเงาของต้นไม้สูงและอาคารใกล้เคียง
การติดตั้งชุดจานจะดำเนินการเป็นแถว การจัดเรียงเป็นแบบขนาน ด้วยเหตุนี้ จึงเป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่งที่จะต้องตรวจสอบให้แน่ใจว่าแถวที่สูงกว่าจะไม่ทำให้เกิดเงาที่ด้านล่าง ข้อกำหนดนี้มีความสำคัญมาก เนื่องจากการแรเงาทั้งหมดหรือบางส่วนกระตุ้นการลดลงและแม้กระทั่งการหยุดการผลิตพลังงานใดๆ โดยสมบูรณ์ นอกจากนี้ ผลกระทบของการก่อตัวของ "กระแสย้อนกลับ" สามารถเกิดขึ้นได้ ซึ่งมักจะทำให้อุปกรณ์เสีย

การวางแนวแสงแดดอย่างเหมาะสมมีความสำคัญต่อประสิทธิภาพและประสิทธิผลของแผง

มันสำคัญมากที่พื้นผิวจะได้รับรังสี UV ที่เป็นไปได้ทั้งหมด การวางแนวที่ถูกต้องคำนวณจากข้อมูลที่ตั้งทางภูมิศาสตร์ของอาคาร

ตัวอย่างเช่น หากแผงติดตั้งอยู่ทางด้านทิศเหนือของอาคาร แผงควรหันไปทางทิศใต้
ความสำคัญเท่าเทียมกันคือมุมเอียงโดยรวมของโครงสร้าง และยังถูกกำหนดโดยการวางแนวทางภูมิศาสตร์ของโครงสร้างด้วยผู้เชี่ยวชาญคำนวณว่าตัวบ่งชี้นี้ควรสอดคล้องกับละติจูดของที่ตั้งของบ้าน และเนื่องจากดวงอาทิตย์ขึ้นอยู่กับช่วงเวลาของปี ตำแหน่งของมันเปลี่ยนแปลงเหนือขอบฟ้าหลายครั้ง จึงควรพิจารณาปรับมุมการติดตั้งขั้นสุดท้ายของ แบตเตอรี่ โดยปกติการแก้ไขไม่เกิน 12 องศา

• ต้องวางแบตเตอรี่ในลักษณะที่สามารถเข้าถึงได้ฟรีเนื่องจากในฤดูหนาวที่หนาวเย็นจำเป็นต้องทำความสะอาดเป็นระยะจากการจู่โจมหิมะและในฤดูร้อน - จากคราบฝนซึ่งลดประสิทธิภาพลงอย่างมาก ของการใช้แบตเตอรี่
• ปัจจุบัน แผงโซลาร์เซลล์ในจีนและยุโรปมีจำหน่ายหลายรุ่น ซึ่งมีราคาแตกต่างกัน ดังนั้นทุกคนจึงสามารถติดตั้งรุ่นที่เหมาะสมกับงบประมาณของตนเองได้

โดยสรุป ควรสังเกตว่าโลกของเราจะได้รับประโยชน์สูงสุดจากการใช้แผงโซลาร์เซลล์ เนื่องจากแหล่งพลังงานนี้ไม่ก่อให้เกิดอันตรายต่อสิ่งแวดล้อมโดยเด็ดขาด หากคุณในฐานะผู้บริโภคใส่ใจเกี่ยวกับอนาคตของโลก ศักยภาพของทรัพยากรที่ดิน และการอนุรักษ์ทรัพยากรธรรมชาติ แผงโซลาร์เซลล์เป็นทางเลือกที่ดีที่สุด

วิธีติดตั้งแบตเตอรี่โซล่าเซลล์บนหลังคาบ้าน ดูวิดีโอต่อไปนี้

บทสรุปในหัวข้อ

แนวทางแบบมืออาชีพในการติดตั้งโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์จะช่วยให้คุณคำนึงถึงปัจจัย ความแตกต่าง และหลีกเลี่ยงข้อผิดพลาดที่น่ารำคาญทั้งหมด

กฎทั่วไปในการติดตั้งแผงโซลาร์เซลล์

เมื่อติดตั้งแผงโซลาร์เซลล์จำเป็นต้องคำนึงถึงปัจจัย 5 ประการซึ่งท้ายที่สุดแล้วจะกำหนดสถานที่และวิธีการติดตั้ง:

1. การกระจายความร้อน
2. เงา
3. ปฐมนิเทศ
4. ทางลาด
5. ความพร้อมในการให้บริการ

ดังที่กล่าวไว้ข้างต้น การกระจายความร้อนมีบทบาทสำคัญในการรักษาประสิทธิภาพของแบตเตอรี่ จำเป็นต้องเว้นช่องว่างการระบายอากาศระหว่างแผงควบคุมและระนาบการติดตั้ง และยิ่งมีขนาดใหญ่เท่าใดก็ยิ่งดีเท่านั้น โดยปกติเมื่อติดตั้งโครงหรือโครงสำหรับติดตั้งโมดูลระหว่างแผงควบคุมและระนาบจะเหลือ 5-10 เซนติเมตร มั่นใจการระบายอากาศสูงสุดเมื่อติดตั้งบนโครงหรือราวที่แยกจากกัน

เงาใดๆ ที่ตกกระทบแบตเตอรี่จากต้นไม้หรืออาคารจะ "ปิด" เซลล์ที่แรเงา ซึ่งเร่งการสลายตัวของโมดูลผลึกเดี่ยวที่มีราคาแพง และหยุดการผลิตไฟฟ้าในเซลล์โพลีคริสตัลไลน์โดยสิ้นเชิง ผู้ผลิตเสนอวิธีต่างๆ เพื่อลดความเสี่ยงของ "ฮอตสปอต" เนื่องจากการหยุดชะงักของวงจรไฟฟ้า ซึ่งต้องพิจารณาเมื่อซื้อ แต่จะดีกว่าถ้าติดตั้งแบตเตอรี่ในลักษณะที่เงา "แข็ง" ไม่สามารถตกบนได้ แต่อย่างใด เงาที่ "นุ่มนวล" อันเนื่องมาจากหมอก เมฆ หรือหมอกควันไม่เป็นอันตรายต่อแบตเตอรี่ เพียงแต่ลดกำลังไฟฟ้าลงเท่านั้น

คุณต้องหันแบตเตอรี่ไปทางทิศใต้ - ความร้อนจากแสงแดดจะสูงสุด วิธีการติดตั้งอื่น ๆ ทั้งหมดเป็นการประนีประนอมและเป็นการดีกว่าที่จะไม่พิจารณา มันจะไม่สมเหตุสมผลที่จะใช้เงินหลายหมื่นรูเบิลในการซื้อโมดูล แต่มันไม่มีเหตุผลที่จะปรับแบตเตอรี่ให้ถูกแสงแดด แผนที่ไข้แดดสำหรับภูมิภาคต่างๆ ของสหพันธรัฐรัสเซียเผยแพร่ทางอินเทอร์เน็ตและเผยแพร่ต่อสาธารณะ แถบภาคกลางของรัสเซียส่วนใหญ่ตั้งอยู่ในเขตไข้แดดที่ 2 โดยเริ่มจาก 1 ตร.ม. เมตรของโมดูลแสงอาทิตย์ในอุดมคติที่ติดตั้งอย่างถูกต้องสามารถผลิตได้ถึง 3 kWh / วัน

การมีแบตเตอรี่สำหรับการทำความสะอาดพื้นผิวอย่างรวดเร็วช่วยให้คุณดำเนินการง่ายๆ นี้ได้โดยไม่ต้องให้ผู้เชี่ยวชาญเข้ามาเกี่ยวข้องในฤดูหนาว พื้นผิวจะต้องปราศจากหิมะ ในฤดูร้อน - จากฝุ่นและสิ่งสกปรกที่เกิดจากลมและฝน หากมีวัตถุที่กำลังก่อสร้างอยู่ใกล้ๆ จะต้องทำความสะอาดพื้นผิวของโมดูลทุกวัน วิธีที่ง่ายที่สุดในการทำเช่นนี้คือใช้สายฉีดน้ำจากสายยางหรือแปรงทำความสะอาดหน้าต่าง

ทำอย่างไรให้เกิดประสิทธิภาพสูงสุด

เมื่อซื้อแผงโซลาร์เซลล์สำหรับบ้านของคุณ การเลือกการออกแบบที่สามารถให้พลังงานเพียงพอแก่บ้านของคุณเป็นสิ่งสำคัญมาก เชื่อกันว่าประสิทธิภาพของแผงโซลาร์เซลล์ในสภาพอากาศที่มีเมฆมากจะอยู่ที่ประมาณ 40 วัตต์ต่อ 1 ตารางเมตรต่อชั่วโมง

ในสภาพอากาศที่มีเมฆมาก พลังงานแสงที่ระดับพื้นดินจะอยู่ที่ประมาณ 200 วัตต์ต่อตารางเมตร แต่แสงแดด 40% เป็นรังสีอินฟราเรด ซึ่งแผงโซลาร์เซลล์จะไม่ไวต่อแสง นอกจากนี้ยังควรพิจารณาด้วยว่าประสิทธิภาพของแบตเตอรี่ไม่ค่อยเกิน 25%

บางครั้งพลังงานจากแสงแดดจัดอาจสูงถึง 500 W ต่อตารางเมตร แต่การคำนวณควรคำนึงถึงตัวเลขขั้นต่ำ ซึ่งจะทำให้ระบบจ่ายไฟอัตโนมัติทำงานอย่างต่อเนื่อง

ทุกวันที่ดวงอาทิตย์ส่องแสงโดยเฉลี่ย 9 ชั่วโมง หากเราเอาค่าเฉลี่ยรายปี ในหนึ่งวัน พื้นที่ผิวหนึ่งตารางเมตรของคอนเวอร์เตอร์สามารถผลิตกระแสไฟฟ้าได้ 1 กิโลวัตต์ หากผู้อยู่อาศัยในบ้านใช้ไฟฟ้าประมาณ 20 กิโลวัตต์ต่อวัน พื้นที่ขั้นต่ำของแผงโซลาร์เซลล์ควรอยู่ที่ประมาณ 40 ตารางเมตร ม.

อย่างไรก็ตาม ตัวบ่งชี้ปริมาณการใช้ไฟฟ้าในทางปฏิบัตินั้นหาได้ยาก ตามกฎแล้วผู้เช่าจะใช้พลังงานสูงสุด 10 กิโลวัตต์ต่อวัน

หากเราพูดถึงว่าแผงโซลาร์เซลล์ทำงานในฤดูหนาวหรือไม่ มันก็ควรค่าแก่การจดจำว่าในช่วงเวลานี้ของปีช่วงเวลากลางวันจะลดลงอย่างมาก แต่ถ้าคุณจัดหาแบตเตอรี่ที่มีประสิทธิภาพให้กับระบบ พลังงานที่ได้รับต่อวันควรเป็น เพียงพอโดยคำนึงถึงการมีแบตเตอรี่สำรอง

เมื่อเลือกแบตเตอรี่พลังงานแสงอาทิตย์ สิ่งสำคัญคือต้องใส่ใจกับความจุของแบตเตอรี่ หากคุณต้องการแผงโซลาร์เซลล์ที่ทำงานในเวลากลางคืน ความจุของแบตเตอรี่สำรองก็มีบทบาทสำคัญ นอกจากนี้ อุปกรณ์จะต้องทนทานต่อการชาร์จบ่อยครั้ง

นอกจากนี้ อุปกรณ์จะต้องทนทานต่อการชาร์จบ่อยครั้ง

แม้ว่าค่าใช้จ่ายในการติดตั้งแผงโซลาร์เซลล์จะเกิน 1 ล้านรูเบิล แต่ค่าใช้จ่ายก็จะหมดไปภายในเวลาไม่กี่ปี เนื่องจากพลังงานแสงอาทิตย์นั้นฟรีแน่นอน

แบตเตอรี่พลังงานแสงอาทิตย์ทำงานอย่างไร

สิ่งมีชีวิตทั้งหมดบนโลกเกิดขึ้นได้ด้วยพลังงานของดวงอาทิตย์ ทุก ๆ วินาที พลังงานจำนวนมหาศาลมาถึงพื้นผิวโลกในรูปของรังสีดวงอาทิตย์ ในขณะที่เรากำลังเผาถ่านหินและผลิตภัณฑ์ปิโตรเลียมหลายพันตันเพื่อให้ความร้อนแก่บ้านของเรา ประเทศที่ใกล้เส้นศูนย์สูตรกำลังอิดโรยในความร้อน การใช้พลังงานของดวงอาทิตย์เพื่อความต้องการของมนุษย์เป็นงานที่คุ้มค่าสำหรับจิตใจที่อยากรู้อยากเห็น ในบทความนี้ เราจะพิจารณาการออกแบบเครื่องแปลงแสงแดดโดยตรงเป็นพลังงานไฟฟ้า - เซลล์แสงอาทิตย์

แผ่นเวเฟอร์บางประกอบด้วยซิลิกอนสองชั้นที่มีคุณสมบัติทางกายภาพต่างกัน ชั้นในเป็นซิลิกอนผลึกเดี่ยวบริสุทธิ์ที่มีรูพรุน ด้านนอกถูกปกคลุมด้วยชั้นบาง ๆ ของซิลิกอน "ปนเปื้อน" เช่นที่มีส่วนผสมของฟอสฟอรัสหน้าสัมผัสโลหะแข็งถูกนำไปใช้กับด้านหลังของเพลต ที่ขอบเขตของ n- และ p-layers อันเป็นผลมาจากการล้นของประจุ โซนที่หมดประจุจะถูกสร้างขึ้นด้วยประจุปริมาตรบวกที่ไม่ถูกชดเชยใน n-ชั้นและปริมาตรประจุลบ ใน p-layer โซนเหล่านี้รวมกันเป็นทางแยก p-n

สิ่งกีดขวางที่อาจเกิดขึ้นที่ทางแยกช่วยป้องกันการผ่านของผู้ให้บริการชาร์จส่วนใหญ่เช่น อิเล็กตรอนจากด้านข้างของ p-layer แต่ส่งผ่านตัวพารองไปในทิศทางตรงกันข้ามได้อย่างอิสระ คุณสมบัติของจุดเชื่อมต่อ p-n นี้กำหนดความเป็นไปได้ที่จะได้รับ photo-emf เมื่อฉายรังสีเซลล์แสงอาทิตย์ด้วยแสงแดด เมื่อ SC สว่างขึ้น โฟตอนที่ถูกดูดกลืนจะสร้างคู่อิเล็กตรอน-รูที่ไม่สมดุล อิเล็กตรอนที่สร้างขึ้นในชั้น p-n ใกล้ทางแยก p-n เข้าใกล้ทางแยก p-n และถูกส่งไปยังภูมิภาค n โดยสนามไฟฟ้าที่มีอยู่ในนั้น

ในทำนองเดียวกัน รูส่วนเกินที่สร้างขึ้นใน n-layer จะถูกโอนไปยัง p-layer บางส่วน เป็นผลให้ชั้น n ได้รับประจุลบเพิ่มเติม และผู้เล่นได้รับประจุบวก ความต่างศักย์สัมผัสเริ่มต้นระหว่างชั้น p และ n ของเซมิคอนดักเตอร์ลดลง และแรงดันไฟฟ้าปรากฏในวงจรภายนอก ขั้วลบของแหล่งกำเนิดปัจจุบันสอดคล้องกับ n-layer และ p-layer ถึงค่าบวก

เซลล์แสงอาทิตย์สมัยใหม่ส่วนใหญ่มีทางแยก p-n เดียว ในองค์ประกอบดังกล่าว ผู้ให้บริการชาร์จฟรีจะถูกสร้างขึ้นโดยโฟตอนที่มีพลังงานมากกว่าหรือเท่ากับช่องว่างของแถบเท่านั้น กล่าวอีกนัยหนึ่ง ปฏิกิริยาโฟโตอิเล็กทริกของเซลล์ทางแยกเดี่ยวนั้นจำกัดอยู่เพียงส่วนหนึ่งของสเปกตรัมสุริยะที่มีพลังงานสูงกว่าช่องว่างของแถบความถี่ และโฟตอนของพลังงานที่ต่ำกว่าจะไม่ถูกใช้ข้อจำกัดนี้สามารถเอาชนะได้ด้วยโครงสร้างหลายชั้นของ SC สองตัวหรือมากกว่าที่มีช่องว่างของแถบสัญญาณต่างกัน องค์ประกอบดังกล่าวเรียกว่า multi-junction, cascade หรือ tandem เนื่องจากพวกมันทำงานกับสเปกตรัมแสงอาทิตย์ที่ใหญ่กว่ามาก พวกมันจึงมีประสิทธิภาพการแปลงแผงโซลาร์เซลล์ที่สูงกว่า ในเซลล์แสงอาทิตย์แบบ multi-junctions ทั่วไป โฟโตเซลล์เดี่ยวจะถูกจัดเรียงไว้ด้านหลังอีกอันหนึ่ง เพื่อให้แสงแดดตกกระทบเซลล์ด้วยแถบคาดที่ใหญ่ที่สุดก่อน ในขณะที่โฟตอนที่มีพลังงานสูงสุดจะถูกดูดซับ

แบตเตอรี่ไม่ทำงานจากแสงแดด แต่โดยหลักการแล้วมาจากแสงแดด รังสีแม่เหล็กไฟฟ้ามาถึงโลกตลอดเวลาของปี ในสภาพอากาศที่มีเมฆมากจะมีการผลิตพลังงานน้อยลง ตัวอย่างเช่น เราติดตั้งไฟพลังงานแสงอาทิตย์แบบอัตโนมัติ แน่นอนว่ามีช่วงเวลาสั้นๆ ที่แบตเตอรี่ไม่มีเวลาชาร์จจนเต็ม แต่โดยทั่วไปแล้ว เหตุการณ์นี้ไม่ได้เกิดขึ้นบ่อยนักในฤดูหนาว

ที่น่าสนใจคือแม้ว่าหิมะจะตกลงมาบนแผงโซลาร์เซลล์ แต่ก็ยังสามารถแปลงพลังงานแสงอาทิตย์ได้อย่างต่อเนื่อง และเนื่องจากโฟโตเซลล์ร้อนขึ้น หิมะจึงละลาย หลักการก็เหมือนกับการอุ่นกระจกรถ

สภาพอากาศในฤดูหนาวที่สมบูรณ์แบบสำหรับวันที่ไม่มีเมฆสำหรับแบตเตอรี่พลังงานแสงอาทิตย์ บางครั้งในวันดังกล่าวสามารถจัดบันทึกการสร้างได้

ในฤดูหนาวประสิทธิภาพของแผงโซลาร์เซลล์จะลดลง โดยเฉลี่ยแล้วในมอสโกและภูมิภาคมอสโกนั้นผลิตไฟฟ้าได้น้อยกว่า 8 เท่าต่อเดือน สมมติว่าในฤดูร้อนสำหรับการทำงานของตู้เย็น คอมพิวเตอร์ และไฟเหนือศีรษะที่บ้าน จำเป็นต้องใช้พลังงาน 1 กิโลวัตต์ จากนั้นในฤดูหนาวจะเป็นการดีกว่าที่จะตุนไว้ 2 กิโลวัตต์เพื่อความน่าเชื่อถือ

ในเวลาเดียวกัน ในตะวันออกไกล ระยะเวลาของแสงแดดจะนานขึ้น ประสิทธิภาพก็ลดลงเพียงครึ่งหนึ่งถึงสองเท่า และแน่นอน ยิ่งไปทางใต้ ยิ่งมีความแตกต่างระหว่างฤดูหนาวและฤดูร้อนน้อยลงเท่านั้น

มุมเอียงของโมดูลก็มีความสำคัญเช่นกัน คุณสามารถตั้งค่ามุมสากลได้ตลอดทั้งปี และเปลี่ยนได้ทุกครั้งขึ้นอยู่กับฤดูกาล เจ้าของบ้านไม่ได้ทำสิ่งนี้ แต่โดยผู้เชี่ยวชาญที่ไปที่ไซต์

ตัวเลือกการเชื่อมต่อพลังงานแสงอาทิตย์

แผงโซลาร์เซลล์ประกอบด้วยแผงโซลาร์เซลล์หลายแผง เพื่อเพิ่มพารามิเตอร์เอาท์พุตของระบบในรูปของกำลัง แรงดันและกระแส องค์ประกอบจะเชื่อมต่อกันโดยใช้กฎของฟิสิกส์

การเชื่อมต่อแผงหลายแผงเข้าด้วยกันสามารถทำได้โดยใช้หนึ่งในสามรูปแบบการติดตั้งแผงโซลาร์เซลล์:

• ขนาน;
• สม่ำเสมอ;
• ผสม

วงจรขนานเกี่ยวข้องกับการเชื่อมต่อขั้วที่มีชื่อเดียวกันซึ่งองค์ประกอบมีโหนดสองโหนดของการบรรจบกันของตัวนำและการแตกแขนง

ด้วยวงจรคู่ขนาน ขั้วบวกจะเชื่อมต่อกับขั้วบวก และขั้วลบกับขั้วลบ อันเป็นผลมาจากการที่กระแสไฟขาออกเพิ่มขึ้น และแรงดันไฟขาออกยังคงอยู่ภายใน 12 โวลต์

ค่าของกระแสไฟขาออกสูงสุดที่เป็นไปได้ในวงจรคู่ขนานเป็นสัดส่วนโดยตรงกับจำนวนขององค์ประกอบที่เชื่อมต่อ หลักการคำนวณปริมาณมีอยู่ในบทความที่เราแนะนำ

วงจรอนุกรมเกี่ยวข้องกับการเชื่อมต่อของขั้วตรงข้าม: "บวก" ของแผงแรกกับ "ลบ" ของวินาที "บวก" ที่เหลืออยู่ของแผงที่สองและ "ลบ" ของแบตเตอรี่ก้อนแรกเชื่อมต่อกับตัวควบคุมที่อยู่ไกลออกไปตามวงจร

การเชื่อมต่อประเภทนี้สร้างเงื่อนไขสำหรับการไหลของกระแสไฟฟ้า ซึ่งมีเพียงวิธีเดียวในการถ่ายโอนตัวพาพลังงานจากแหล่งกำเนิดไปยังผู้บริโภค

ด้วยการเชื่อมต่อแบบอนุกรม แรงดันไฟขาออกจะเพิ่มขึ้นถึง 24 โวลต์ ซึ่งเพียงพอสำหรับจ่ายไฟให้กับอุปกรณ์พกพา หลอดไฟ LED และเครื่องรับไฟฟ้าบางรุ่น

วงจรแบบอนุกรมขนานหรือแบบผสมมักใช้เมื่อจำเป็นต้องเชื่อมต่อแบตเตอรี่หลายกลุ่ม การใช้วงจรนี้สามารถเพิ่มแรงดันและกระแสได้ที่เอาต์พุต

ด้วยรูปแบบการเชื่อมต่อแบบอนุกรมขนานแรงดันขาออกถึงเครื่องหมายซึ่งเป็นลักษณะที่เหมาะสมที่สุดสำหรับการแก้ปัญหางานบ้านจำนวนมาก

ตัวเลือกนี้ยังมีประโยชน์ในแง่ที่ว่าในกรณีที่องค์ประกอบโครงสร้างของระบบหนึ่งล้มเหลว ห่วงโซ่เชื่อมต่ออื่นๆ จะยังคงทำงานต่อไป สิ่งนี้จะเพิ่มความน่าเชื่อถือของระบบทั้งหมดอย่างมาก

แกลเลอรี่ภาพ

ภาพจาก

การเชื่อมต่อโซลาร์เซลล์

จำนวนแผงขึ้นอยู่กับความต้องการ

การเชื่อมต่อแบบอนุกรมของอุปกรณ์พลังงานแสงอาทิตย์

เชื่อมต่อโดยตรงกับอุปกรณ์ให้แสงสว่าง

หลักการของการประกอบวงจรรวมนั้นขึ้นอยู่กับความจริงที่ว่าอุปกรณ์ภายในแต่ละกลุ่มเชื่อมต่อแบบขนาน และการเชื่อมต่อของทุกกลุ่มในวงจรเดียวจะดำเนินการตามลำดับ

ด้วยการเชื่อมต่อประเภทต่างๆ การประกอบแบตเตอรี่ด้วยพารามิเตอร์ที่จำเป็นจะไม่ยาก สิ่งสำคัญคือจำนวนเซลล์ที่เชื่อมต่อควรเป็นเช่นที่แรงดันใช้งานที่จ่ายให้กับแบตเตอรี่โดยคำนึงถึงการตกในวงจรการชาร์จเกินแรงดันของแบตเตอรี่เองและกระแสโหลดของแบตเตอรี่ในเวลาเดียวกัน เวลาให้ปริมาณกระแสไฟที่ต้องการ