การใช้พลังงานแสงอาทิตย์เป็นพลังงานทดแทน

พลังงานแสงอาทิตย์คืออะไร

ดวงอาทิตย์เป็นดาวฤกษ์ ซึ่งในโหมดต่อเนื่องจะเกิดปฏิกิริยาเทอร์โมนิวเคลียร์ เป็นผลมาจากกระบวนการต่อเนื่อง พลังงานจำนวนมากถูกปล่อยออกมาจากพื้นผิวของดวงอาทิตย์ ซึ่งส่วนหนึ่งทำให้ชั้นบรรยากาศของโลกร้อนขึ้น

พลังงานแสงอาทิตย์เป็นแหล่งพลังงานหมุนเวียนและเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม

คุณจะประมาณปริมาณพลังงานแสงอาทิตย์ได้อย่างไร

ผู้เชี่ยวชาญใช้ในการประเมินค่าดังกล่าวเป็นค่าคงที่แสงอาทิตย์ จะเท่ากับ 1367 วัตต์ นี่คือปริมาณพลังงานแสงอาทิตย์ต่อตารางเมตรของโลกประมาณหนึ่งในสี่หายไปในชั้นบรรยากาศ ค่าสูงสุดที่เส้นศูนย์สูตรคือ 1,020 วัตต์ต่อตารางเมตร เมื่อพิจารณาทั้งกลางวันและกลางคืน การเปลี่ยนแปลงมุมตกกระทบของรังสี ค่านี้ควรลดลงอีกสามครั้ง

การกระจายรังสีดวงอาทิตย์บนแผนที่โลก

เวอร์ชันเกี่ยวกับแหล่งที่มาของพลังงานแสงอาทิตย์นั้นแตกต่างกันมาก ในขณะนี้ ผู้เชี่ยวชาญกล่าวว่าพลังงานถูกปล่อยออกมาจากการเปลี่ยนแปลงของอะตอม H2 สี่อะตอมให้เป็นนิวเคลียสของ He กระบวนการนี้ดำเนินการด้วยการปล่อยพลังงานจำนวนมาก สำหรับการเปรียบเทียบ ลองจินตนาการว่าพลังงานการแปลงของ H2 1 กรัมนั้นเทียบได้กับพลังงานที่ปล่อยออกมาเมื่อเผาผลาญไฮโดรคาร์บอน 15 ตัน

การพัฒนาพลังงานแสงอาทิตย์ในประเทศต่าง ๆ และแนวโน้ม

พลังงานทางเลือก ซึ่งรวมถึงพลังงานแสงอาทิตย์ กำลังพัฒนาอย่างรวดเร็วที่สุดในประเทศที่ก้าวหน้าทางเทคโนโลยี เหล่านี้คือสหรัฐอเมริกา สเปน ซาอุดีอาระเบีย อิสราเอล และประเทศอื่นๆ ที่มีวันที่มีแดดจัดเป็นจำนวนมากต่อปี พลังงานแสงอาทิตย์กำลังพัฒนาในรัสเซียและกลุ่มประเทศ CIS ด้วย จริงอยู่ที่ความเร็วของเราช้าลงมากเนื่องจากสภาพอากาศและรายได้ที่ลดลงของประชากร

ในรัสเซียมีการพัฒนาอย่างค่อยเป็นค่อยไปและเน้นที่การพัฒนาพลังงานแสงอาทิตย์ในภูมิภาคตะวันออกไกล โรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ถูกสร้างขึ้นในพื้นที่ห่างไกลของยากูเตีย ช่วยให้คุณประหยัดน้ำมันนำเข้า โรงไฟฟ้ายังถูกสร้างขึ้นในภาคใต้ของประเทศ ตัวอย่างเช่นในภูมิภาค Lipetsk

ข้อมูลทั้งหมดนี้ทำให้เราสรุปได้ว่าหลายประเทศทั่วโลกกำลังพยายามแนะนำการใช้พลังงานแสงอาทิตย์ให้มากที่สุด สิ่งนี้มีความเกี่ยวข้องเนื่องจากการใช้พลังงานมีการเติบโตอย่างต่อเนื่อง และทรัพยากรมีจำกัดนอกจากนี้ ภาคพลังงานแบบดั้งเดิมยังสร้างมลพิษต่อสิ่งแวดล้อมอย่างมาก ดังนั้นพลังงานทดแทนคืออนาคต และพลังงานของดวงอาทิตย์เป็นหนึ่งในพื้นที่สำคัญ

ท่องประวัติศาสตร์

พลังงานแสงอาทิตย์มีวิวัฒนาการมาจนถึงปัจจุบันอย่างไร? มนุษย์มีความคิดเกี่ยวกับการใช้แสงแดดในกิจกรรมต่างๆ ของเขามาตั้งแต่สมัยโบราณ ทุกคนรู้จักตำนานตามที่อาร์คิมิดีสเผากองเรือศัตรูใกล้กับเมืองซีราคิวส์ของเขา เขาใช้กระจกเพลิงสำหรับสิ่งนี้ หลายพันปีก่อนในตะวันออกกลาง พระราชวังของผู้ปกครองได้รับความร้อนด้วยน้ำ ซึ่งได้รับความร้อนจากดวงอาทิตย์ ในบางประเทศ เราระเหยน้ำทะเลกลางแดดเพื่อให้ได้เกลือ นักวิทยาศาสตร์มักทำการทดลองกับอุปกรณ์ทำความร้อนที่ใช้พลังงานแสงอาทิตย์

เครื่องทำความร้อนรุ่นแรกที่ผลิตขึ้นในศตวรรษที่ XVII-XVII โดยเฉพาะอย่างยิ่ง นักวิจัย N. Saussure ได้นำเสนอเครื่องทำน้ำอุ่นรุ่นของเขา เป็นกล่องไม้ฝาแก้ว น้ำในอุปกรณ์นี้ได้รับความร้อนถึง 88 องศาเซลเซียส ในปี ค.ศ. 1774 A. Lavoisier ใช้เลนส์เพื่อรวมความร้อนจากดวงอาทิตย์ และเลนส์ก็ปรากฏว่ายอมให้เหล็กหล่อหลอมละลายได้ภายในไม่กี่วินาที

แบตเตอรี่ที่แปลงพลังงานของดวงอาทิตย์เป็นพลังงานกลถูกสร้างขึ้นโดยนักวิทยาศาสตร์ชาวฝรั่งเศส ในตอนท้ายของศตวรรษที่ 19 นักวิจัย O. Musho ได้พัฒนาฉนวนไฟฟ้าที่เน้นลำแสงด้วยเลนส์บนหม้อไอน้ำ หม้อต้มนี้ใช้เพื่อควบคุมแท่นพิมพ์ ในสหรัฐอเมริกาในขณะนั้น มีความเป็นไปได้ที่จะสร้างหน่วยที่ขับเคลื่อนโดยดวงอาทิตย์ที่มีความจุ 15 "ม้า"

ฉนวน O. Musho

ในช่วงสามสิบของศตวรรษที่ผ่านมา นักวิชาการของสหภาพโซเวียต A.F. Ioffe เสนอให้ใช้โฟโตเซลล์เซมิคอนดักเตอร์เพื่อแปลงพลังงานแสงอาทิตย์ประสิทธิภาพของแบตเตอรี่ในขณะนั้นน้อยกว่า 1% หลายปีผ่านไปก่อนที่เซลล์แสงอาทิตย์จะได้รับการพัฒนาให้มีประสิทธิภาพ 10-15 เปอร์เซ็นต์ จากนั้นชาวอเมริกันก็สร้างแผงโซลาร์เซลล์แบบทันสมัย

ตาแมวสำหรับแบตเตอรี่พลังงานแสงอาทิตย์

เป็นเรื่องที่ควรค่าแก่การกล่าวว่าแบตเตอรี่ที่ใช้เซมิคอนดักเตอร์มีความทนทานและไม่จำเป็นต้องมีคุณสมบัติในการดูแล ดังนั้นจึงมักใช้ในชีวิตประจำวัน นอกจากนี้ยังมีโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ทั้งหมด ตามกฎแล้วพวกเขาถูกสร้างขึ้นในประเทศที่มีวันที่มีแดดจัดเป็นจำนวนมากต่อปี ได้แก่ อิสราเอล ซาอุดีอาระเบีย ทางใต้ของสหรัฐอเมริกา อินเดีย สเปน ตอนนี้มีโครงการที่ยอดเยี่ยมมาก เช่น โรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์นอกชั้นบรรยากาศ ที่นั่นแสงแดดยังไม่สูญเสียพลังงาน กล่าวคือ รังสีถูกเสนอให้จับในวงโคจรแล้วแปลงเป็นไมโครเวฟ จากนั้นในรูปแบบนี้พลังงานจะถูกส่งไปยังโลก

ประเภทแผง

มีแผงโซลาร์เซลล์หลายประเภทที่ใช้อยู่ในปัจจุบัน ในหมู่พวกเขา:

1. โพลี- และคริสตัลเดี่ยว
2. อสัณฐาน

แผง Monocrystalline มีผลผลิตต่ำ แต่มีราคาไม่แพงนักจึงเป็นที่นิยมอย่างมาก หากจำเป็นต้องติดตั้งระบบจ่ายไฟเพิ่มเติมสำหรับการจ่ายกระแสไฟสำรองเมื่อปิดระบบหลัก การซื้อตัวเลือกดังกล่าวจะถือว่าสมเหตุสมผล

Polycrystals อยู่ในตำแหน่งกลางในพารามิเตอร์ทั้งสองนี้ แผงดังกล่าวสามารถใช้เพื่อจัดหาแหล่งจ่ายไฟแบบรวมศูนย์ในสถานที่ที่ไม่มีระบบหยุดนิ่งไม่ว่าจะด้วยเหตุผลใดก็ตาม

สำหรับแผงอะมอร์ฟัสนั้นแสดงให้เห็นถึงประสิทธิภาพสูงสุด แต่สิ่งนี้จะเพิ่มต้นทุนของอุปกรณ์อย่างมาก ซิลิคอนอสัณฐานมีอยู่ในอุปกรณ์ประเภทนี้ เป็นที่น่าสังเกตว่าการซื้อนั้นยังไม่สมจริงเนื่องจากเทคโนโลยีอยู่ในขั้นตอนของการทดลองใช้งาน

แหล่งพลังงานที่ไม่ใช่แบบดั้งเดิมคืออะไร

งานที่มีแนวโน้มในศูนย์พลังงานแห่งศตวรรษที่ 21 คือการใช้และการนำแหล่งพลังงานหมุนเวียนไปใช้ ซึ่งจะช่วยลดภาระในระบบนิเวศของโลกได้ การใช้แหล่งดั้งเดิมส่งผลเสียต่อสิ่งแวดล้อมและนำไปสู่การหมดสิ้นของภายในโลก ซึ่งรวมถึง:

1. ไม่สามารถต่ออายุได้:

• ถ่านหิน;
• ก๊าซธรรมชาติ;
• น้ำมัน;
• ดาวยูเรนัส

2. หมุนเวียน:

• ไม้;
• ไฟฟ้าพลังน้ำ

พลังงานทดแทนเป็นระบบของวิธีการและวิธีการใหม่ในการได้มาซึ่งการส่งและการใช้พลังงานซึ่งใช้อย่างไม่ดี แต่มีประโยชน์ต่อสิ่งแวดล้อม

แหล่งพลังงานทางเลือก (AES) คือสารและกระบวนการที่มีอยู่ในสภาพแวดล้อมทางธรรมชาติและทำให้ได้รับพลังงานที่จำเป็น

เงื่อนไขการทำงานและประสิทธิภาพ

เป็นการดีกว่าที่จะมอบความไว้วางใจในการคำนวณและติดตั้งระบบสุริยะให้กับผู้เชี่ยวชาญ การปฏิบัติตามเทคนิคการติดตั้งจะช่วยให้มั่นใจถึงความสามารถในการทำงานและได้รับประสิทธิภาพที่ประกาศไว้ เพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพและอายุการใช้งานต้องคำนึงถึงความแตกต่างบางประการ

วาล์วควบคุมอุณหภูมิ ในระบบทำความร้อนแบบดั้งเดิม ไม่ค่อยติดตั้งองค์ประกอบอุณหภูมิ เนื่องจากเครื่องกำเนิดความร้อนมีหน้าที่ควบคุมอุณหภูมิ อย่างไรก็ตาม เมื่อจัดระบบสุริยะ ไม่ควรลืมเกี่ยวกับวาล์วป้องกัน

การให้ความร้อนแก่ถังจนถึงอุณหภูมิสูงสุดที่อนุญาตจะเพิ่มประสิทธิภาพของตัวสะสมและช่วยให้คุณใช้ความร้อนจากแสงอาทิตย์ได้แม้ในสภาพอากาศที่มีเมฆมาก

ตำแหน่งที่เหมาะสมของวาล์วคือ 60 ซม. จากฮีตเตอร์ เมื่ออยู่ใกล้ ๆ "ตัวควบคุมอุณหภูมิ" จะร้อนขึ้นและปิดกั้นการจ่ายน้ำร้อน

ตำแหน่งของถังเก็บน้ำ ต้องติดตั้งถังบัฟเฟอร์ DHW ในสถานที่ที่สามารถเข้าถึงได้

เมื่อวางไว้ในห้องขนาดกะทัดรัด จะต้องใส่ใจกับความสูงของเพดานเป็นพิเศษ

พื้นที่ว่างขั้นต่ำเหนือถังคือ 60 ซม. ระยะห่างนี้จำเป็นสำหรับการบำรุงรักษาแบตเตอรี่และการเปลี่ยนแอโนดแมกนีเซียม

การติดตั้งถังขยาย องค์ประกอบชดเชยการขยายตัวทางความร้อนในช่วงระยะเวลาที่ซบเซา การติดตั้งถังเหนืออุปกรณ์สูบน้ำจะกระตุ้นความร้อนสูงเกินไปของเมมเบรนและการสึกหรอก่อนเวลาอันควร

ตำแหน่งที่เหมาะสมที่สุดสำหรับถังขยายอยู่ภายใต้กลุ่มเครื่องสูบน้ำ ผลกระทบของอุณหภูมิระหว่างการติดตั้งนี้ลดลงอย่างมาก และเมมเบรนยังคงความยืดหยุ่นได้ยาวนานขึ้น

ต่อวงจรโซลาร์เซลล์ เมื่อต่อท่อขอแนะนำให้จัดระเบียบลูป "Thermoloop" ช่วยลดการสูญเสียความร้อน ป้องกันการไหลของของเหลวร้อน

รุ่นที่ถูกต้องทางเทคนิคของการใช้งาน "ลูป" ของวงจรสุริยะ การละเลยข้อกำหนดทำให้อุณหภูมิในถังเก็บลดลง 1-2 ° C ต่อคืน

เช็ควาล์ว. ป้องกันการ "พลิกคว่ำ" ของการไหลเวียนของน้ำหล่อเย็น เมื่อไม่มีกิจกรรมแสงอาทิตย์ เช็ควาล์วจะป้องกันไม่ให้ความร้อนที่สะสมในระหว่างวันหายไป

การพัฒนาพลังงานแสงอาทิตย์

ดังที่ได้กล่าวไปแล้ว ตัวเลขที่สะท้อนถึงลักษณะของการพัฒนาพลังงานแสงอาทิตย์ในปัจจุบันมีการเติบโตอย่างต่อเนื่องแผงโซลาร์เซลล์ได้หยุดเป็นศัพท์เฉพาะสำหรับผู้เชี่ยวชาญด้านเทคนิควงแคบ และวันนี้พวกเขาไม่เพียงแต่พูดถึงพลังงานแสงอาทิตย์เท่านั้น แต่ยังทำกำไรจากโครงการที่เสร็จสมบูรณ์ด้วย

ในเดือนกันยายน 2551 การก่อสร้างโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ซึ่งตั้งอยู่ในเขตเทศบาลเมือง Olmedilla de Alarcón ของสเปนเสร็จสมบูรณ์ กำลังสูงสุดของโรงไฟฟ้า Olmedilla ถึง 60 MW

สถานีพลังงานแสงอาทิตย์ Olmedilla

ในประเทศเยอรมนี มีการดำเนินงานสถานีพลังงานแสงอาทิตย์ Waldpolenz ซึ่งตั้งอยู่ในเมืองแซกโซนี ใกล้กับเมืองแบรนดิสและเบนเนวิตซ์ ด้วยกำลังสูงสุด 40 เมกะวัตต์ โรงงานแห่งนี้จึงเป็นหนึ่งในโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ที่ใหญ่ที่สุดในโลก

สถานีพลังงานแสงอาทิตย์ Waldpolenz

ข่าวดีเริ่มทำให้ยูเครนพอใจโดยไม่คาดคิดสำหรับหลาย ๆ คน ตามรายงานของ EBRD ยูเครนอาจกลายเป็นผู้นำในกลุ่มเศรษฐกิจสีเขียวในยุโรปในไม่ช้า โดยเฉพาะอย่างยิ่งในส่วนที่เกี่ยวกับตลาดพลังงานแสงอาทิตย์ ซึ่งเป็นหนึ่งในตลาดพลังงานหมุนเวียนที่มีแนวโน้มมากที่สุด

โรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ดำเนินการใน

• ภูมิภาคโอเรนเบิร์ก:
  "ซักมาร์สกายา อิม. A. A. Vlaznev มีกำลังการผลิตติดตั้ง 25 MW;
  Perevolotskaya มีกำลังการผลิตติดตั้ง 5.0 MW
• สาธารณรัฐบัชคอร์โตสถาน:
  Buribaevskaya มีกำลังการผลิตติดตั้ง 20.0 MW;
  Bugulchanskaya มีกำลังการผลิตติดตั้ง 15.0 MW
• สาธารณรัฐอัลไต:
  Kosh-Agachskaya มีกำลังการผลิตติดตั้ง 10.0 MW;
  Ust-Kanskaya มีกำลังการผลิตติดตั้ง 5.0 MW
• สาธารณรัฐ Khakassia:
  "Abakanskaya" มีกำลังการผลิตติดตั้ง 5.2 MW
• ภูมิภาคเบลโกรอด:
  "AltEnergo" ที่มีกำลังการผลิตติดตั้ง 0.1 MW
• ในสาธารณรัฐไครเมีย โดยไม่คำนึงถึงระบบพลังงานรวมของประเทศ มีโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ 13 แห่ง กำลังการผลิตรวม 289.5 เมกะวัตต์
• นอกจากนี้ สถานีทำงานนอกระบบในสาธารณรัฐซาฮา-ยากูเตีย (1.0 เมกะวัตต์) และในดินแดนทรานส์ไบคาล (0.12 เมกะวัตต์)

โรงไฟฟ้าอยู่ในขั้นตอนของการพัฒนาและก่อสร้างโครงการ

• ในดินแดนอัลไต มีการวางแผน 2 สถานีที่มีกำลังการผลิตรวม 20.0 เมกะวัตต์ซึ่งจะเริ่มดำเนินการในปี 2019
• ในภูมิภาค Astrakhan มีการวางแผน 6 สถานีที่มีกำลังการผลิตรวม 90.0 MW ในปี 2560
• ในภูมิภาคโวลโกกราด 6 สถานีที่มีกำลังการออกแบบรวม 100.0 เมกะวัตต์จะเริ่มดำเนินการในปี 2560 และ 2561
• ในเขตทรานส์-ไบคาล มี 3 สถานีที่มีกำลังการผลิตรวมที่คาดการณ์ไว้ที่ 40.0 เมกะวัตต์ ซึ่งคาดว่าจะเริ่มดำเนินการในปี 2560 และ 2561
• ในภูมิภาคอีร์คุตสค์ มีการวางแผน 1 สถานีที่มีกำลังการผลิต 15.0 เมกะวัตต์ซึ่งคาดว่าจะเริ่มดำเนินการในปี 2561
• ในภูมิภาค Lipetsk มีการวางแผนที่จะเปิดใช้สถานี 3 แห่งที่มีกำลังการผลิตรวม 45.0 เมกะวัตต์ในปี 2560
• ในภูมิภาค Omsk 2 สถานีที่มีกำลังการผลิตที่คาดการณ์ไว้ที่ 40.0 MW นั้นคาดว่าจะเริ่มดำเนินการในปี 2560 และ 2019
• ในภูมิภาค Orenburg สถานีที่ 7 ซึ่งมีกำลังการผลิตที่ออกแบบไว้ที่ 260.0 MW มีกำหนดจะเริ่มดำเนินการในปี 2560-2562
• ในสาธารณรัฐบัชคอร์โตสถาน 3 สถานีที่มีกำลังการผลิตที่คาดการณ์ไว้ที่ 29.0 เมกะวัตต์จะเริ่มดำเนินการในปี 2560 และ 2561
• ในสาธารณรัฐ Buryatia มีการวางแผนที่จะเปิดดำเนินการ 5 สถานีซึ่งมีกำลังการผลิต 70.0 เมกะวัตต์ในปี 2560 และ 2561
• ในสาธารณรัฐดาเกสถาน 2 สถานีที่มีกำลังการผลิตที่คาดการณ์ไว้ที่ 10.0 เมกะวัตต์จะเริ่มดำเนินการในปี 2560
• ในสาธารณรัฐ Kalmykia โรงงาน 4 แห่งที่มีกำลังการผลิตที่คาดการณ์ไว้ที่ 70.0 เมกะวัตต์จะเริ่มดำเนินการในปี 2560 และ 2562
• ในภูมิภาค Samara มีแผนที่จะเปิดดำเนินการ 1 สถานีซึ่งมีกำลังการผลิต 75.0 เมกะวัตต์ในปี 2561
• ในภูมิภาค Saratov มีการวางแผนที่จะเปิดใช้สถานี 3 แห่งที่มีกำลังการผลิต 40.0 เมกะวัตต์ในปี 2560 และ 2561
• ในดินแดน Stavropol 4 สถานีที่มีกำลังการผลิตที่คาดการณ์ไว้ที่ 115.0 MW นั้นคาดว่าจะเริ่มดำเนินการในปี 2560-2562
• ในภูมิภาค Chelyabinsk มี 4 สถานีที่มีกำลังการผลิตที่คาดการณ์ไว้ 60.0 MW ที่จะเริ่มดำเนินการในปี 2560 และ 2561

กำลังการผลิตรวมที่คาดการณ์ของโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ที่อยู่ระหว่างการพัฒนาและก่อสร้างคือ 1079.0 เมกะวัตต์
เครื่องกำเนิดความร้อน ตัวสะสมพลังงานแสงอาทิตย์ และโรงไฟฟ้าพลังแสงอาทิตย์ยังใช้กันอย่างแพร่หลายในโรงงานอุตสาหกรรมและในชีวิตประจำวัน ทุกคนเลือกตัวเลือกและวิธีการใช้เอง

จำนวนอุปกรณ์ทางเทคนิคที่ใช้พลังงานแสงอาทิตย์เพื่อสร้างพลังงานไฟฟ้าและความร้อนรวมถึงจำนวนโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ที่อยู่ระหว่างการก่อสร้างความจุของพวกเขาพูดเพื่อตัวเอง - ในรัสเซียควรมีและพัฒนาแหล่งพลังงานทางเลือก

การส่งพลังงานแสงอาทิตย์สู่โลก

พลังงานแสงอาทิตย์จากดาวเทียมถูกส่งไปยังโลกโดยใช้เครื่องส่งไมโครเวฟผ่านอวกาศและบรรยากาศ และได้รับบนโลกโดยเสาอากาศที่เรียกว่าเรคเทนนา Rectenna เป็นเสาอากาศแบบไม่เชิงเส้นที่ออกแบบมาเพื่อแปลงพลังงานของสนามคลื่นที่ตกกระทบบนเสาอากาศ

การส่งเลเซอร์

การพัฒนาล่าสุดแนะนำให้ใช้เลเซอร์กับเลเซอร์โซลิดสเตตที่พัฒนาขึ้นใหม่เพื่อให้สามารถถ่ายเทพลังงานได้อย่างมีประสิทธิภาพภายในเวลาไม่กี่ปี สามารถบรรลุประสิทธิภาพช่วง 10% ถึง 20% แต่การทดลองเพิ่มเติมยังคงต้องคำนึงถึงอันตรายที่อาจเกิดกับดวงตา

ไมโครเวฟ

เมื่อเทียบกับการส่งผ่านด้วยเลเซอร์ การส่งผ่านคลื่นไมโครเวฟนั้นล้ำหน้ากว่า มีประสิทธิภาพสูงกว่าถึง 85% รังสีไมโครเวฟต่ำกว่าระดับความเข้มข้นที่ทำให้ถึงตายได้แม้จะสัมผัสเป็นเวลานาน ดังนั้นเตาไมโครเวฟที่มีความถี่ 2.45 GHz คลื่นไมโครเวฟที่มีการป้องกันบางอย่างจึงไม่เป็นอันตรายอย่างสมบูรณ์ กระแสไฟฟ้าที่เกิดจากเซลล์สุริยะจะถูกส่งผ่านแมกนีตรอน ซึ่งจะแปลงกระแสไฟฟ้าเป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้านี้ผ่านท่อนำคลื่น ซึ่งเป็นลักษณะเฉพาะของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า ประสิทธิภาพของการส่งพลังงานแบบไร้สายขึ้นอยู่กับพารามิเตอร์หลายอย่าง

ข้อมูลเทคโนโลยีที่สำคัญ

หากพิจารณาโดยละเอียดเกี่ยวกับแบตเตอรี่พลังงานแสงอาทิตย์แล้ว หลักการทำงานก็เข้าใจง่าย ส่วนที่แยกจากแผ่นภาพถ่ายจะเปลี่ยนการนำไฟฟ้าในส่วนที่แยกจากกันภายใต้อิทธิพลของรังสีอัลตราไวโอเลต

เป็นผลให้พลังงานแสงอาทิตย์ถูกแปลงเป็นพลังงานไฟฟ้าซึ่งสามารถนำไปใช้กับเครื่องใช้ไฟฟ้าได้ทันทีหรือเก็บไว้ในสื่ออิสระที่ถอดออกได้

เพื่อให้เข้าใจกระบวนการนี้โดยละเอียดยิ่งขึ้น จำเป็นต้องประเมินประเด็นสำคัญหลายประการ:

1. แบตเตอรี่พลังงานแสงอาทิตย์เป็นระบบพิเศษของตัวแปลงไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ที่สร้างโครงสร้างร่วมกันและเชื่อมต่อกันในลำดับที่แน่นอน
2. โครงสร้างของโฟโตคอนเวอร์เตอร์มีสองชั้น ซึ่งอาจแตกต่างกันไปตามประเภทของการนำไฟฟ้า
3. ซิลิคอนเวเฟอร์ใช้ในการผลิตคอนเวอร์เตอร์เหล่านี้
4. ฟอสฟอรัสยังถูกเติมลงในซิลิกอนในชั้น n-type ซึ่งทำให้เกิดอิเล็กตรอนส่วนเกินที่มีดัชนีประจุลบ
5. ชั้นประเภท p ทำจากซิลิกอนและโบรอนซึ่งนำไปสู่การก่อตัวของ "รู" ที่เรียกว่า
6. ในที่สุด ทั้งสองชั้นจะอยู่ระหว่างอิเล็กโทรดที่มีประจุต่างกัน

พลังงานแสงอาทิตย์ใช้ที่ไหน?

การใช้พลังงานแสงอาทิตย์เพิ่มขึ้นทุกปี ไม่นานมานี้พลังงานของดวงอาทิตย์ถูกใช้เพื่อให้น้ำร้อนในบ้านในชนบทในห้องอาบน้ำฤดูร้อน และวันนี้มีการติดตั้งหลายอย่างเพื่อให้ความร้อนแก่บ้านส่วนตัวในหอทำความเย็น แผงโซลาร์เซลล์ผลิตไฟฟ้าที่จำเป็นสำหรับหมู่บ้านเล็กๆ

คุณสมบัติของการใช้พลังงานแสงอาทิตย์

พลังงานแสงจากรังสีของดวงอาทิตย์จะถูกแปลงเป็นเซลล์สุริยะ โครงสร้างนี้เป็นโครงสร้างสองชั้นประกอบด้วยสารกึ่งตัวนำ 2 ชนิดที่แตกต่างกัน เซมิคอนดักเตอร์ที่ด้านล่างเป็นชนิด p และตัวบนเป็นชนิด n อันแรกขาดอิเลคตรอน อันที่สองมีส่วนเกิน

อิเล็กตรอนในเซมิคอนดักเตอร์ชนิด n จะดูดซับรังสีดวงอาทิตย์ ทำให้อิเล็กตรอนในนั้นหลุดวงโคจร ความแรงของพัลส์ก็เพียงพอที่จะเปลี่ยนเป็นเซมิคอนดักเตอร์ชนิด p เป็นผลให้เกิดการไหลของอิเล็กตรอนโดยตรงและเกิดกระแสไฟฟ้าขึ้น ซิลิคอนใช้ในการผลิตเซลล์แสงอาทิตย์

จนถึงปัจจุบันมีการผลิตโฟโตเซลล์หลายประเภท:

• โมโนคริสตัลไลน์ ผลิตจากผลึกซิลิกอนเดี่ยวและมีโครงสร้างผลึกที่สม่ำเสมอ ในบรรดาประเภทอื่น ๆ พวกเขาโดดเด่นด้วยประสิทธิภาพสูงสุด (ประมาณ 20 เปอร์เซ็นต์) และต้นทุนที่เพิ่มขึ้น
• โพลีคริสตัลไลน์ โครงสร้างเป็นคริสตัลไลน์ มีความสม่ำเสมอน้อยกว่า มีราคาถูกกว่าและมีประสิทธิภาพ 15 ถึง 18 เปอร์เซ็นต์
• ฟิล์มบาง. เซลล์แสงอาทิตย์เหล่านี้ถูกสร้างขึ้นโดยการพ่นซิลิกอนอสัณฐานบนพื้นผิวที่ยืดหยุ่นได้โฟโตเซลล์ดังกล่าวมีราคาถูกที่สุด แต่ประสิทธิภาพของพวกมันกลับเป็นที่ต้องการอย่างมาก ใช้ในการผลิตแผงโซลาร์เซลล์แบบยืดหยุ่น

ประสิทธิภาพของแผงโซลาร์เซลล์

พลังงานแสงอาทิตย์แปลงเป็นอะไรและผลิตอย่างไร?

พลังงานแสงอาทิตย์อยู่ในหมวดหมู่ของทางเลือก กำลังพัฒนาแบบไดนามิก โดยนำเสนอวิธีการใหม่ๆ ในการรับพลังงานจากดวงอาทิตย์ จนถึงปัจจุบันรู้จักวิธีการดังกล่าวในการรับพลังงานแสงอาทิตย์และการเปลี่ยนแปลงเพิ่มเติม:

• photovoltaics หรือ photoelectric method - การรวบรวมพลังงานโดยใช้เซลล์สุริยะ
• อากาศร้อน - เมื่อพลังงานของดวงอาทิตย์ถูกแปลงเป็นอากาศและส่งไปยังเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเทอร์โบ
• วิธีความร้อนจากแสงอาทิตย์ - ความร้อนจากรังสีของพื้นผิวที่สะสมพลังงานความร้อน
• "ใบเรือสุริยะ" - อุปกรณ์ที่มีชื่อเดียวกันซึ่งทำงานในสุญญากาศเปลี่ยนรังสีของดวงอาทิตย์เป็นพลังงานจลน์
• วิธีบอลลูน - การแผ่รังสีแสงอาทิตย์ทำให้บอลลูนร้อนซึ่งเกิดจากไอน้ำความร้อนซึ่งทำหน้าที่ผลิตไฟฟ้าสำรอง

การรับพลังงานจากดวงอาทิตย์สามารถทำได้โดยตรง (ผ่านเซลล์แสงอาทิตย์) หรือโดยอ้อม (โดยใช้ความเข้มข้นของพลังงานแสงอาทิตย์ เช่นเดียวกับวิธีการระบายความร้อนด้วยแสงอาทิตย์) ข้อได้เปรียบหลักของพลังงานแสงอาทิตย์คือไม่มีการปล่อยมลพิษที่เป็นอันตรายและค่าไฟฟ้าที่ต่ำลง สิ่งนี้กระตุ้นให้ผู้คนและธุรกิจจำนวนมากขึ้นหันมาใช้พลังงานแสงอาทิตย์เป็นทางเลือก พลังงานทดแทนส่วนใหญ่ใช้ในประเทศต่างๆ เช่น เยอรมนี ญี่ปุ่น และจีน

แผงโซลาร์ อุปกรณ์และแอพพลิเคชั่น

ไม่นานมานี้ แนวคิดเรื่องการใช้ไฟฟ้าฟรีก็ดูดีมากแต่เทคโนโลยีสมัยใหม่มีการปรับปรุงอย่างต่อเนื่องและพลังงานทางเลือกก็กำลังพัฒนาเช่นกัน หลายคนเริ่มใช้การพัฒนาใหม่ๆ โดยอยู่ห่างจากแหล่งพลังงานหลัก มีอิสระเต็มที่ และไม่สูญเสียความสะดวกสบายในเมือง แหล่งพลังงานดังกล่าวคือแผงโซลาร์เซลล์
ขอบเขตของแบตเตอรี่ดังกล่าวมีไว้สำหรับแหล่งจ่ายไฟของกระท่อมชนบทบ้านและกระท่อมฤดูร้อนซึ่งตั้งอยู่ไกลจากสายไฟ นั่นคือในสถานที่ที่ต้องการแหล่งไฟฟ้าเพิ่มเติม

แบตเตอรี่พลังงานแสงอาทิตย์คืออะไร - เหล่านี้เป็นตัวนำและโฟโตเซลล์จำนวนมากที่เชื่อมต่อเป็นระบบเดียวที่แปลงพลังงานที่ได้รับจากรังสีของดวงอาทิตย์เป็นกระแสไฟฟ้า ประสิทธิภาพของระบบนี้ถึงค่าเฉลี่ยสี่สิบเปอร์เซ็นต์ แต่สิ่งนี้ต้องการสภาพอากาศที่เหมาะสม

เหมาะสมที่จะติดตั้งระบบสุริยะเฉพาะในพื้นที่ที่มีแดดจัดเกือบตลอดทั้งปี นอกจากนี้ยังควรพิจารณาตำแหน่งทางภูมิศาสตร์ของบ้านด้วย แต่โดยพื้นฐานแล้ว ภายใต้เงื่อนไขที่เอื้ออำนวย แบตเตอรี่จะลดการใช้ไฟฟ้าจากเครือข่ายทั่วไปลงอย่างมาก

ประสิทธิภาพของแบตเตอรี่พลังงานแสงอาทิตย์

โฟโต้เซลล์หนึ่งอัน แม้ในตอนเที่ยงในวันที่อากาศแจ่มใส แต่ก็ผลิตไฟฟ้าได้น้อยมาก เพียงพอสำหรับใช้งานกับไฟฉาย LED เท่านั้น

ในการเพิ่มกำลังไฟฟ้าออก เซลล์แสงอาทิตย์หลายเซลล์จะถูกรวมเข้าด้วยกันเพื่อเพิ่มแรงดันคงที่และเป็นอนุกรมเพื่อเพิ่มกระแส

ประสิทธิภาพของแผงโซลาร์เซลล์ขึ้นอยู่กับ:

• อุณหภูมิของอากาศและตัวแบตเตอรี่เอง
• การเลือกความต้านทานโหลดที่ถูกต้อง
• มุมตกกระทบของรังสีดวงอาทิตย์
• มี / ไม่มีการเคลือบป้องกันแสงสะท้อน
• กำลังขับของแสง

ยิ่งอุณหภูมิภายนอกต่ำเท่าไร โฟโตเซลล์และแบตเตอรี่พลังงานแสงอาทิตย์ก็จะยิ่งมีประสิทธิภาพมากขึ้นเท่านั้น ทุกอย่างง่ายที่นี่ แต่ด้วยการคำนวณภาระ สถานการณ์จึงซับซ้อนกว่า ควรเลือกตามเอาต์พุตปัจจุบันโดยแผงควบคุม แต่ค่าของมันแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับปัจจัยสภาพอากาศ

แผงโซลาร์ผลิตขึ้นโดยคาดหวังแรงดันเอาต์พุตที่เป็นทวีคูณของ 12 V - หากต้องจ่าย 24 V ให้กับแบตเตอรี่จะต้องต่อแผงสองแผงขนานกัน

การตรวจสอบพารามิเตอร์ของแบตเตอรี่พลังงานแสงอาทิตย์อย่างต่อเนื่องและการปรับการทำงานด้วยตนเองนั้นเป็นปัญหา ในการทำเช่นนี้จะเป็นการดีกว่าถ้าใช้ตัวควบคุมซึ่งจะปรับการตั้งค่าของแผงโซลาร์เซลล์โดยอัตโนมัติเพื่อให้ได้ประสิทธิภาพสูงสุดและโหมดการทำงานที่เหมาะสมที่สุด

มุมตกกระทบของดวงอาทิตย์บนโซลาร์เซลล์ในอุดมคติจะเป็นมุมตรง อย่างไรก็ตาม เมื่อเบี่ยงเบนภายใน 30 องศาจากแนวตั้งฉาก ประสิทธิภาพของแผงจะลดลงเพียงประมาณ 5% แต่เมื่อมุมนี้เพิ่มขึ้นอีก สัดส่วนการแผ่รังสีดวงอาทิตย์จะเพิ่มขึ้น ซึ่งส่งผลให้ประสิทธิภาพของเซลล์แสงอาทิตย์ลดลง

หากจำเป็นต้องใช้แบตเตอรี่เพื่อผลิตพลังงานสูงสุดในฤดูร้อน ก็ควรตั้งฉากกับตำแหน่งเฉลี่ยของดวงอาทิตย์ ซึ่งจะอยู่บน Equinoxes ในฤดูใบไม้ผลิและฤดูใบไม้ร่วง

สำหรับภูมิภาคมอสโก จะอยู่ที่ขอบฟ้าประมาณ 40-45 องศา หากจำเป็นต้องใช้สูงสุดในฤดูหนาวควรวางแผงในแนวตั้งมากขึ้น

และอีกอย่างหนึ่ง - ฝุ่นและสิ่งสกปรกลดประสิทธิภาพของโฟโตเซลล์ลงอย่างมาก โฟตอนที่ผ่านกำแพง "สกปรก" นั้นไปไม่ถึงพวกมัน ซึ่งหมายความว่าไม่มีอะไรที่จะเปลี่ยนเป็นไฟฟ้าได้ ต้องล้างแผงเป็นประจำหรือวางเพื่อให้ฝุ่นถูกน้ำฝนล้างออกเอง

แผงโซลาร์บางแผงมีเลนส์ในตัวสำหรับการแผ่รังสีที่โซลาร์เซลล์ ในสภาพอากาศที่ชัดเจน สิ่งนี้นำไปสู่การเพิ่มประสิทธิภาพ อย่างไรก็ตาม เมื่อมีเมฆมาก เลนส์เหล่านี้จะก่อให้เกิดอันตรายเท่านั้น

หากแผงทั่วไปในสถานการณ์เช่นนี้ยังคงสร้างกระแสอยู่ แม้ว่าจะมีปริมาณน้อยกว่า รุ่นเลนส์จะหยุดทำงานเกือบทั้งหมด

ดวงอาทิตย์ควรให้แสงสว่างแก่แบตเตอรีของโฟโตเซลล์อย่างสม่ำเสมอ หากส่วนหนึ่งส่วนใดของมันมืด เซลล์สุริยะที่ไม่ได้รับแสงก็จะกลายเป็นภาระของกาฝาก ไม่เพียงแต่จะไม่สร้างพลังงานในสถานการณ์เช่นนี้ แต่ยังดึงพลังงานจากองค์ประกอบการทำงานด้วย

ต้องติดตั้งแผงเพื่อไม่ให้มีต้นไม้อาคารและสิ่งกีดขวางอื่น ๆ ในเส้นทางของแสงแดด