Perustiedot ja aurinkopaneelivalaisimet

Aurinkopaneeleja on kahta päätyyppiä: aurinkopaneelit (PV) ja aurinkolämpöpaneelit. Sähköä tuotetaan ensin muuntamalla aurinkoenergia sähköksi. Toiseksi se käyttää aurinkoenergiaa säiliön lämmittämiseen ja kuuman veden tuottamiseen rakennuksessa. Tässä artikkelissa käsittelen ensimmäisiä - aurinkosähköpaneeleita (PV), koska ne liittyvät läheisesti aurinkotulvavalaistukseen. Siksi tässä artikkelissa käytetään edelleen termiä "aurinkopaneeli" kuvaamaan aurinkosähköpaneeleja.

Miksi aurinko?

 

Ensinnäkin aurinko on valtava energianlähde. Aurinko välittää Maahan tarpeeksi energiaa yhdessä tunnissa, jotta se saa energiaa koko maailmalle vuodeksi. Tietenkin on mahdotonta ottaa talteen kaikkea tätä energiaa ja muuntaa sitä tarvitsemamme sähköksi, mutta ihmiset ovat tulossa yhä lähemmäksi aurinkoenergian käyttöä ensisijaisena energialähteenämme. Aurinkoenergialla on ilmeisiä etuja muihin energialähteisiin verrattuna. Ensinnäkin se on ilmainen kaikille. Vapaus ei tietenkään välttämättä ole oikea sana aurinkoenergian kuvaamiseen, ja vaikka meillä on aurinkoenergian käyttö maksutta, tarvitsemme silti erikoistyökaluja sen muuntamiseksi sähköksi tai muiksi hyödyllisiksi energialähteiksi, jotka eivät todellakaan ole ilmaisia. .

 

Toiseksi aurinkoenergia on riippumatonta, eikä ihmisten tarvitse luottaa valtion tai yksityisten yritysten määräämään sähkön hintaan. Kolmanneksi uusiutuvan aurinkoenergian hyödyntämisen edut tuskin vahingoita maapalloa millään tavalla, vähennämme hiilidioksidipäästöjä, saastumista emmekä kuluta maapallon arvokkaita luonnonvaroja.

 

Aurinkoenergia

 

Tällä hetkellä aurinkosähköpaneeleilla voidaan muuntaa aurinkoenergiaa sähköksi. Aurinkopaneelit koostuvat useista aurinkokennoista, joista suurinta osaa käytetään ryhmissä aurinkokunnan virranlähteenä. Näitä aurinkosähköjärjestelmiä käytetään pääasiassa sähkön tuottamiseen kotona, ja katoille asennetaan aurinkopaneelit. Samoin pienempiä aurinkopaneeleja tunnetaan käytettävän erilaisten elektronisten laitteiden ja työkalujen virtalähteenä. Yksinkertaisin esimerkki on aurinkoenergiaa käyttävä laskin. Nykyään aurinkopaneeleista on tullut yleinen valinta ulkovalaistukseen, kannettaviin musiikkisoittimiin, kannettaviin latureihin ja muihin päivittäin käyttämiimme laitteisiin.

 

Aurinkopaneelit ovat edelleen kehitysprosessissa, ja tutkijat etsivät tapoja parantaa tehokkuutta ja alentaa valmistuskustannuksia, ja he etsivät myös uusia materiaaleja, jotka voivat parantaa aurinkokennojen tehokkuutta. Nykytekniikassa käytetään pääasiassa kiteisiä piin muotoja, ja piitä käytetään 90 prosentissa valmistetuista aurinkopaneeleista. Vastaavasti uusimmalla tekniikalla varustetut ohutkalvomoduulit ovat yleistymässä, koska ne ovat halpoja valmistaa ja niistä voi myös tulla joustavia, mikä mahdollistaa niiden käytön kannettavissa sovelluksissa.

 

Ymmärrämme nyt kuinka aurinkopaneelit toimivat.

 

Kuinka aurinkopaneelit toimivat

Suurin osa aurinkopaneeleista on valmistettu kiteisestä piistä. Pii on itse asiassa toiseksi runsain alkuaine maankuoressa, ja sitä löytyy pölystä ja hiekasta. Aurinkopaneelit käyttävät aurinkosähkövaikutusta tuottamaan sähköä auringonvalosta. Tämä on aurinkokennojen ja aurinkopaneelien toiminnan perusta.

 

Aurinkopaneelin lähtötehon määrittämiseen käytetään termiä "nimellisteho". Teholuokitus määritetään mittaamalla aurinkopaneelin virta ja jännite hyvin erityisissä laboratorio-olosuhteissa ja kansainvälisissä määrityksissä. Paneeli sijoitetaan täyden auringon säteilyn alle ja suurin tuottoteho määritetään. Nimellisteho ilmaistaan ​​"huippuwatteina" (Wp) tai "huippukilowateina" (kWp). "Piikki" tarkoittaa, että aurinkopaneeli on tuottanut tämän tehon optimaalisissa olosuhteissa, eikä tätä tehoa voida saavuttaa todellisissa olosuhteissa, joten käytännössä nimellistehon arvo on yli 10 % pienempi kuin optimiolosuhteet. Näistä nimellisteholuokista on hyötyä, kun verrataan erilaisia ​​aurinkopaneeleja ja valitaan sopiva käytettäväksi talon katolla tai muualla.

 

Mitä materiaaleja käytetään?

Silikonista metallia

Aurinkokennot on tehty kerroksista, jotka on yleensä valmistettu piistä. Pii on yksi yleisimmistä alkuaineista maapallolla ja sitä käytetään useimmissa aurinkokennoissa. Kiteistä piitä käytetään sekä yksikide- että monikiteisissä aurinkokennoissa, joita käytetään yleisimmin erilaisissa sovelluksissa. Ohutkalvoisissa aurinkokennoissa käytetään eri materiaalia kuin piitä. Useimpien aurinkokennojen etupuolella on suojaava lasikerros, joka suojaa niitä ulkoisilta elementeiltä, ​​kun taas eristeessä on taustalevy kennon takana. Koska pii on kiiltävä materiaali, tarvitaan erityinen heijastuksenestopinnoite "Anti-reflection coating in silikon aurinkokennoissa" sen levittämiseksi kennon pinnalle kennon tehokkuuden parantamiseksi. Johdot voidaan valmistaa erilaisista siirtymämetalleista, kuten hopeasta tai kuparista. Useita yksittäisiä aurinkokennoja liitetään yhteen verkkoon sopivan jännitteen ja virran saamiseksi. Nämä kennot on sijoitettu kovaan, yleensä alumiinista valmistettuun runkoon, joka vahvistaa paneeleita ja suojaa niitä erilaisilta iskuilta sekä mahdollistaa aurinkopaneelien asentamisen esimerkiksi talon katolle eri tavoin.
Talossa käytettävät aurinkosähköjärjestelmät vaativat erityisiä inverttereitä, jotka muuttavat tasavirran AC:ksi, joka voi antaa virran erilaisille kodin laitteille.

Ohutkalvoisissa aurinkopaneeleissa voidaan käyttää muita materiaaleja kuin piitä tai piin ja muiden materiaalien yhdistelmää. Luo ohutkalvoyksikkö lasialustalle.