ความเป็นไปได้ของการเปลี่ยนไปใช้แหล่งพลังงานทางเลือกได้รับการพิจารณาและดำเนินการบางส่วนโดยบริษัทที่สนใจซึ่งเป็นตัวแทนของอุตสาหกรรมพลังงานมาเป็นเวลาหลายทศวรรษแล้ว ค่าใช้จ่ายสูงในการแนะนำระบบจ่ายพลังงานใหม่ยังไม่ช่วยให้หลายพื้นที่ของอุตสาหกรรมนี้พัฒนาได้สำเร็จ แต่ก็มีข้อยกเว้นเช่นกัน ซึ่งรวมถึงเครื่องกำเนิดพลังงานแสงอาทิตย์
ในหลากหลายรูปแบบ พาวเวอร์ซัพพลายดังกล่าวถูกใช้ในพื้นที่เฉพาะ และในช่วงไม่กี่ปีมานี้ พวกเขาก็พบว่ามีแหล่งจ่ายไฟส่วนตัว รูปแบบที่เหมาะสมที่สุดสำหรับการใช้งานทางเทคนิคของแบตเตอรี่พลังงานแสงอาทิตย์คือแผงบนเซลล์โฟโตอิเล็กทรอนิคส์ซึ่งใช้พื้นที่ไม่มาก แต่ในขณะเดียวกันก็ให้พลังงานแก่ผู้บริโภคในปริมาณที่แน่นอน
ภาพรวมเทคโนโลยี
ปรากฏการณ์ทางธรรมชาติที่หลากหลายสามารถใช้เป็นแหล่งพลังงาน - จากลมสู่กระแสน้ำ แน่นอนและพลังงานของดวงอาทิตย์ซึ่งเป็นแหล่งกำเนิดแสงและความร้อนตามธรรมชาติ ไม่สามารถพิจารณาได้ว่าเป็นทรัพยากรสำหรับการแปลงเป็นไฟฟ้าธรรมดา อย่างไรก็ตาม การส่องสว่างของพลังงานในวันที่อากาศแจ่มใสสามารถเข้าถึงได้ถึง 1,020 W/m2 และนี่คือศักยภาพที่จับต้องได้ที่อาจนำไปใช้ได้จริง ยังคงเป็นเพียงการนำกระบวนการแปลงและส่งมอบพลังงานไปใช้ทางเทคโนโลยีเท่านั้น นี่คือแผงโซลาร์เซลล์ที่ใช้
โมดูลประเภทนี้ทำงานอย่างครอบคลุมในการรับ รักษาเสถียรภาพ และสะสมแสงแดด ในขั้นตอนต่อไป งานของการเปลี่ยนแปลง การสะสม และการกระจายของผู้บริโภคจะได้รับการแก้ไข จนถึงปัจจุบัน งานหลักของพลังงานแสงอาทิตย์ไม่ได้มากในการจัดโครงสร้างทางเทคนิคและโครงสร้างของกระบวนการข้างต้น แต่ในการปรับเทคโนโลยีให้เหมาะสมเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพของผลิตภัณฑ์
ออกแบบแผง
โดยทั่วไปแล้ว อุปกรณ์ดังกล่าวเป็นเครื่องรับและสะสมพลังงานแสงอาทิตย์ อย่างไรก็ตาม การบำรุงรักษาใช้ส่วนประกอบทั้งกลุ่ม รวมถึงแบตเตอรี่ คอนเวอร์เตอร์ไฟฟ้า ฟิวส์ ตัวควบคุมกำลัง กลไกเพื่อควบคุมตำแหน่งของแผงควบคุม ฯลฯ
แต่ในแต่ละกรณี ระบบแผงโซลาร์เซลล์จะขึ้นอยู่กับหน้าที่ขององค์ประกอบหลักอย่างหนึ่ง นั่นคือ โมดูลที่รับพลังงานแสงอาทิตย์โดยตรง ในเวอร์ชันทั่วไปเหล่านี้เป็นแผ่นเวเฟอร์ซิลิคอนโมโนหรือโพลีคริสตัลไลน์ ซึ่งในบริบทนี้มีลักษณะคล้ายเค้กหลายชั้น นี่คือสิ่งที่เรียกว่าเซลล์แสงอาทิตย์ที่ให้ตำแหน่งที่แม่นยำของอะตอม ซึ่งในทางกลับกันก็เกี่ยวข้องกับกระบวนการแปลงพลังงาน
การจำแนกแผงโซลาร์ตามประเภทของเซลล์แสงอาทิตย์
ในขณะที่เทคโนโลยีสำหรับการผลิตเพลตสำหรับรับพลังงานแสงอาทิตย์มีวิวัฒนาการ ผู้เชี่ยวชาญได้ทดลองกับวัสดุสำหรับการผลิตเพื่อกำหนดวิธีแก้ปัญหาที่เหมาะสมที่สุด จนถึงปัจจุบัน แบตเตอรี่ประเภทนี้ผลิตจากองค์ประกอบต่อไปนี้:
- เวเฟอร์หลายผลึกซิลิกอน. โครงสร้างของวัสดุประกอบขึ้นจากกลุ่มของตะแกรงซิลิกอนผลึกเดี่ยว ซึ่งทำให้สามารถชดเชยการสูญเสียพลังงานที่ขอบของโครงสร้างได้ เช่นเดียวกับกรณีในแผงผลึกเดี่ยว ส่งผลให้ประสิทธิภาพถึง 15% พร้อมอายุการใช้งานอุปกรณ์สูงสุด 25 ปี
- แผงบนโพลีคริสตัลลีนซิลิกอน อีกทางเลือกหนึ่งสำหรับแผงโซลาร์เซลล์โมโนคริสตัลไลน์แบบธรรมดา แบตเตอรี่บนพื้นฐานนี้มีประสิทธิผลน้อยกว่า แต่มีค่าใช้จ่ายน้อยกว่ามากและให้โอกาสมากขึ้นในการออกแบบรูปแบบต่างๆ ของการก่อสร้างและการวางแนว
- แผงซิลิโคนอสัณฐาน. มันยังเป็นตัวเลือกที่ใช้พลังงานต่ำ แต่ก็มีราคาที่ไม่แพงที่สุดเช่นกัน สำหรับผู้บริโภคที่ต้องการพลังงานต่ำ ทางออกที่ยอมรับได้อย่างสมบูรณ์
- อุปกรณ์แคดเมียมเทลลูไรด์. วัสดุนี้ใช้กันอย่างแพร่หลายในการพัฒนาเซลล์สุริยะแบบฟิล์ม ความหนาของชั้นเซมิคอนดักเตอร์ซึ่งมีขนาดหลายร้อยไมโครเมตร แคดเมียมเทลลูไรด์มีประสิทธิภาพการผลิตไฟฟ้าโดยเฉลี่ย แต่กระบวนการสร้างเองไฟฟ้าในกรณีนี้จะถูกกว่าแผงซิลิกอนมาตรฐาน
- แบตเตอรี่ที่ใช้สารกึ่งตัวนำ CIGS ในกรณีนี้ มีการใช้วัสดุหลายชนิดร่วมกัน เช่น แกลเลียม ซีลีเนียม อินเดียม และทองแดง นอกจากนี้ยังใช้ฟอร์มแฟกเตอร์ของฟิล์ม แต่มีประสิทธิภาพที่สูงกว่าแคดเมียมเทลลูไรด์คู่กัน
อุปกรณ์ทำงานอย่างไร
หลังจากได้รับพลังงานแสงอาทิตย์ การดำเนินการของระบบเพิ่มเติมอาจเกิดขึ้นได้ตามรูปแบบที่แตกต่างกัน ขึ้นอยู่กับโซลูชันการออกแบบ มีสองวิธีหลักในการใช้อุปกรณ์:
- ไฟฟ้าที่ผลิตขึ้นจะถูกเก็บไว้ในก้อนแบตเตอรี่ที่เชื่อมต่อและบริโภคแบบขนาน
- ระหว่างทางจากแผงควบคุมไปยังก้อนแบตเตอรี่ มีการติดตั้งอินเวอร์เตอร์ที่ควบคุมการใช้พลังงาน รูปแบบที่คล้ายกันนี้ใช้ในกรณีที่แผงแบตเตอรี่พลังงานแสงอาทิตย์ทำหน้าที่เป็นแหล่งพลังงานเสริมที่ครอบคลุมความต้องการไฟฟ้าของผู้บริโภคเพียงบางส่วนเท่านั้น
ในทั้งสองกรณีจะต้องมีการจัดระเบียบวงจรไฟฟ้าโดยมีความเป็นไปได้ที่จะแนะนำโฟโตเซลล์สุริยะ การกำหนดค่าการเชื่อมต่อสามารถเป็นแบบอนุกรมหรือแบบขนาน แรงดันไฟฟ้าอินพุตเฉลี่ยสามารถอยู่ที่ 180-354 V เมื่อเทียบกับระบบในครัวเรือน ภาระในกรณีนี้คือ 5 A.
การนำระบบการจัดการไปใช้งาน
การพัฒนาอย่างแข็งขันของแบตเตอรี่พลังงานแสงอาทิตย์เกิดขึ้นในช่วงที่มีการเปิดตัวไมโครคอนโทรลเลอร์ควบคุมในคอมเพล็กซ์อย่างแพร่หลายกระบวนการผลิต ในขณะนี้ อุปกรณ์ดังกล่าวยังใช้เพื่อทำให้การทำงานต่างๆ ในบ้านเป็นแบบอัตโนมัติ - เพียงแค่สังเกตระบบเตือนภัยและกลไกควบคุมประตูโรงรถ
ในส่วนที่เกี่ยวกับแผงโซลาร์เซลล์นั้น ตัวควบคุมที่มีเซ็นเซอร์คาปาซิทีฟถูกนำมาใช้ ซึ่งไม่เพียงแต่ตรวจสอบพารามิเตอร์การทำงานของส่วนประกอบที่ใช้งานได้ แต่ยังควบคุมกระบวนการชาร์จแบตเตอรี่แผงโซลาร์เซลล์อีกด้วย ตัวควบคุมที่เซอร์กิตเบรกเกอร์ วาริสเตอร์ และฟิวส์ของจอภาพระดับพื้นฐาน แต่ยังสามารถมีส่วนร่วมในกระบวนการเปลี่ยนพารามิเตอร์ของกระแสตรงที่จ่ายผู้บริโภคปลายทาง
เคล็ดลับในการใช้แผง
เมื่อซื้อแบตเตอรี่พลังงานแสงอาทิตย์ ขอแนะนำให้ทำการตรวจสอบส่วนประกอบทั้งหมดอย่างละเอียด และโดยเฉพาะอย่างยิ่งโฟโตเซลล์ เนื่องจากความเสียหายเพียงเล็กน้อยหรือข้อบกพร่องจากโรงงานอาจส่งผลกระทบอย่างรุนแรงต่อประสิทธิภาพของทั้งระบบ นอกจากนี้ ในระหว่างขั้นตอนการติดตั้ง ควรใช้ความระมัดระวังสูงสุด เนื่องจากโครงสร้างเปราะบางและอาจเสียหายได้โดยไม่มีการป้องกันเป็นพิเศษ
การติดตั้งแบตเตอรี่โซลาร์เซลล์แบบแผงนั้นดำเนินการบนฐานที่เตรียมไว้เป็นพิเศษด้วยหัวแร้งแรงดันต่ำ เป็นสิ่งสำคัญที่ส่วนหน้าจะต้องไม่ถูกบดบังด้วยต้นไม้และวัตถุสูงอื่น ๆ สำหรับการควบคุมจะมีตู้พิเศษที่มีระบบอัตโนมัติและบล็อกการทำงาน จากหลังคาไปยังหลังคาที่ติดตั้งแผง ควรวางเส้นทางจ่ายไฟสื่อสารแบบแยกส่วน
วิธีทำแผงโซลาร์ DIY?
แบบโฮมเมดที่เหมาะสมที่สุดคือโครงไม้และลูกแก้ว แผ่นไม้อัดสามารถใช้เป็นฐานของแผงได้ซึ่งขอบในรูปแบบของด้านข้างมีแถบหนา 1-3 ซม. เศษของลูกแก้วขนาดเล็กวางบนพื้นผิวและยึดติดกับกาวตาม หลักการรังผึ้ง จากนั้นปิดโครงสร้างด้วยกระจกแข็ง ติดแน่นตามแนวขอบด้านข้าง
ควรติดตั้งแผงโซลาร์เซลล์ด้วย ทำได้ด้วยมือของคุณเองบนฐานโลหะที่รองรับซึ่งสามารถหมุนได้ สำหรับมัน คุณสามารถเตรียมฐานเฟรมพร้อมกลไกขับเคลื่อนสำหรับการหมุนในช่วงที่ต้องการ ในกรณีนี้ต้องคำนึงถึงภาระบนหลังคาด้วย เป็นที่พึงปรารถนาที่ฐานรองรับของแผงเชื่อมต่อโดยตรงผ่านหลังคาไปยังระบบขื่อ ในขั้นตอนสุดท้าย จำเป็นต้องเชื่อมต่อแผงผ่านตัวนำกับแบตเตอรี่ที่มีกำลังไฟที่ต้องการ และหากจำเป็น ให้ใส่อินเวอร์เตอร์เข้าไปในโครงข่ายไฟฟ้าเพื่อแปลงแรงดันไฟฟ้าขาเข้า
ประโยชน์ของแผงโซลาร์เซลล์
เทคโนโลยีการผลิตไฟฟ้าตามหลักการของการแปลงพลังงานแสงอาทิตย์ให้ประโยชน์มากมายแก่ผู้ใช้ปลายทาง แม้จะมีปัญหาในการดำเนินงานหลายประการ แผงโซลาร์เซลล์คริสตัลเดี่ยวขนาด 100 W ที่ง่ายที่สุดสามารถชาร์จก้อนแบตเตอรี่ 12 V ได้ฟรี แต่แม้องค์ประกอบดังกล่าวจะค่อยๆ กลายเป็นอดีตไปแล้ว และพวกมันก็ถูกแทนที่ด้วยพลังอันทรงพลังเครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่สามารถรองรับระบบไฟฟ้าของบ้านได้โดยต้องการเพียงค่าบำรุงรักษาเท่านั้น ในเวลาเดียวกัน เราสามารถพูดคุยเกี่ยวกับความสะอาดของสิ่งแวดล้อมของแหล่งพลังงานและความเป็นอิสระ
อนาคตของการพัฒนาเทคโนโลยี
ขั้นตอนสำคัญขั้นพื้นฐานในการพัฒนาระบบพลังงานแสงอาทิตย์คือการเกิดขึ้นของแหล่งพลังงานทางเลือกที่มีแรงดันไฟฟ้าสูงถึง 220 V จนถึงตอนนี้ ระบบดังกล่าวยังอยู่ในขั้นตอนการออกแบบแนวความคิด แต่ในอนาคต หัวข้อ เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพของกระบวนการเพื่อให้ได้พลังงานเริ่มต้น พวกเขาจะเข้าสู่ส่วนการผลิตจำนวนมาก
ปัญหาหลักที่นักออกแบบต้องเผชิญคือการสะสมศักยภาพพลังงานที่สม่ำเสมอและลดปัจจัยการพึ่งพาเครื่องกำเนิดไฟฟ้าในสภาวะภายนอก ตัวอย่างเช่น แผงโซลาร์เซลล์ที่มีประสิทธิภาพต่ำสำหรับบ้านที่ระดับ 15-20% ส่วนใหญ่เกิดจากปัจจัยของสภาพอากาศที่ไม่เอื้ออำนวยเมื่อปริมาณพลังงานลดลง
สรุป
หากยังเร็วเกินไปที่จะพูดถึงการจัดหาพลังงานแบบบูรณาการของบ้านส่วนตัวที่มีพลังงานแสงอาทิตย์ ความต้องการส่วนบุคคลในการชาร์จอุปกรณ์ที่ใช้พลังงานต่ำหรือการบำรุงรักษาประสิทธิภาพของอุปกรณ์ให้แสงสว่างด้วยวิธีการดังกล่าวนั้นค่อนข้างสมจริง นอกจากนี้ ผู้ผลิตของรัสเซียยังมีส่วนร่วมอย่างแข็งขันในการพัฒนาพื้นที่นี้ โดยนำเสนอผลิตภัณฑ์ที่มีคุณภาพที่ยอมรับได้
บางบริษัทประกอบแผงโซลาร์เซลล์จากแผงจีนราคาถูกที่ระดับ 3-5 พันรูเบิล แต่การพัฒนาของพวกเขาเองทั้งหมดก็ปรากฏขึ้นเช่นกัน ถึงผู้นำตลาดในประเทศในครั้งนี้นิชสามารถนำมาประกอบกับ บริษัท "Quantum", Hevel Solar และ "Solnechny Veter" สิ่งอำนวยความสะดวกขององค์กรเหล่านี้ไม่เพียงแต่ผลิตระบบที่ใช้พลังงานต่ำเท่านั้น แต่ยังสร้างโซลูชันที่มีประสิทธิภาพสำหรับการดำเนินงานทางอุตสาหกรรมด้วย
