Соларна енергија је најчистији и најдоступнији обновљиви извор енергије. Савремена технологија може искористити ову енергију за разне намене, укључујући производњу електричне енергије, обезбеђивање светлости и воде за грејање за кућну, комерцијалну или индустријску употребу.
Соларна енергија се такође може користити за задовољавање наших потреба за електричном енергијом. Кроз соларне фотонапонске ћелије (СПВ), сунчево зрачење се директно претвара у једносмерну електричну енергију. Ова електрична енергија се може користити таква каква јесте или се може сачувати у батерији. У овом чланку ћемо видети све о соларној енергији. Погледајмо корак по корак:
Соларна фотонапонска ћелија (СПВ):
Соларна фотонапонска или соларна ћелија је уређај који претвара светлост у електричну струју помоћу фотоелектричног ефекта. СПВ се користе у многим апликацијама као што су железнички сигнали, улична расвета, кућно осветљење и напајање даљинских телекомуникационих система.
Има п-тип силицијумског слоја који је постављен у контакт са силицијумским слојем н-типа и дифузија електрона се дешава из материјала н-типа у материјал п-типа. У материјалу типа п постоје рупе за прихватање електрона. Материјал типа н богат је електронима, па се утицаји сунчеве енергије електрони премештају из материјала типа н и у споју п-н, комбинују се са рупама. Ово ствара наелектрисање са обе стране п-н споја за стварање електричног поља . Као резултат тога, развија се систем сличан диодама који поспешује проток наелектрисања. Ово је дрифт струја која уравнотежује дифузију електрона и рупа. Област у којој се јавља заносна струја је зона исцрпљивања или област свемирског наелектрисања којој недостају мобилни носачи наелектрисања.
Дакле, у мраку се соларна ћелија понаша као диода са обрнутом пристрасношћу. Када светлост падне на њу, попут диоде, соларна ћелија унапред одступа и струја тече у једном смеру од аноде до катоде попут диоде. Обично је напон отвореног круга (без спајања батерије) већи од номиналног напона. На пример, панел од 12 волти даје око 20 волти при јаком сунчевом светлу. Али када је батерија прикључена на њега, напон пада на 14-15 волти. Соларне фотонапонске ћелије (СПВ) направљене су од изванредних материјала који се називају полупроводници, на пример силицијум, који је тренутно најчешће коришћен. У основи, када светлост удари у ћелију, одређени њен део се апсорбује унутар полупроводничког материјала. То значи да се енергија апсорбоване светлости преноси на полупроводник.
Све соларне ПВ ћелије такође имају једно или више електричних поља која делују да приморају електроне ослобођене апсорпцијом светлости да теку у одређеном смеру. Овај проток електрона је струја и постављањем металних контаката на врх и дно СПВ ћелије можемо повући ту струју да би се користила даљински. Напон ћелија дефинише снагу коју соларна ћелија може произвести. Процес претварања светлости у електричну енергију назива се соларни фотонапонски ефекат (СПВ). Низ соларних панела претвара соларну енергију у једносмерну. Једносмерна струја затим улази у претварач. Претварач претвара једносмерну електричну енергију у електричну наизменичну струју од 120 волта која је потребна кућним уређајима.
Соларни панел:
Соларни панел је колекција соларних ћелија. Соларни панел претвара соларну енергију у електричну. Соларни панел користи охмички материјал за међусобне везе, као и спољне терминале. Дакле, електрони створени у материјалу типа н пролазе кроз електроду до жице повезане са батеријом. Кроз батерију електрони доспевају до материјала типа п. Овде се електрони комбинују са рупама. Дакле, када је соларни панел повезан на батерију, он се понаша као друга батерија, а оба система су у серији баш као две батерије повезане серијски.
Излазна снага соларне плоче је снага која се мери у ватима или киловатима. Доступни су соларни панели са различитим излазним вредностима попут 5 вати, 10 вата, 20 вата, 100 вата итд. Дакле, пре избора соларне плоче, потребно је сазнати снагу потребну за оптерећење. За израчунавање потребе за енергијом користе се ват-сати или киловат-сати. Као опште правило, просечна снага је једнака 20% вршне снаге. Стога сваки вршни киловат соларног система даје излазну снагу која одговара производњи енергије од 4,8кВх / дан. То је 24 сата к 1 кВ к 20%.
Перформансе соларног панела зависе од низа фактора као што су клима, услови на небу, оријентација панела, интензитет и трајање сунчеве светлости и њени каблови. Ако је сунчева светлост нормална, плоча од 12 волти од 15 вати даје струју од око 1 ампера. Ако се правилно одржава, соларни панел ће трајати око 25 година. Потребно је осмислити распоред соларне плоче на крову. Обично је распоређен према истоку под углом од 45 степени. Такође се користи соларни аранжман за праћење који окреће плочу док се сунце креће од истока ка западу. Важна је и веза ожичења. Квалитетна жица са довољним мерачем за подношење струје обезбедиће правилно пуњење батерије. Ако је жица предугачка, струја пуњења се може смањити. Дакле, по правилу, соларни панел је постављен на висини од 10-20 стопа од нивоа тла. Препоручује се правилно чишћење соларне плоче једном месечно. То укључује чишћење површине ради уклањања прашине и влаге и чишћење и поновно спајање терминала.
Соларни панел има укупно четири процесна корака преоптерећења, под пуњењем, слабом батеријом и дубоким пражњењем, нека је све.
Из доњег круга користили смо соларни панел јер се извор струје користи за пуњење батерије Б1 преко Д10. Док се батерија потпуно напуни, К1 спроводи из излаза упоредног уређаја. Ово резултира К2 да води и преусмери соларну енергију кроз Д11 и К2 тако да батерија није пренапуњена. Док је батерија потпуно напуњена, напон на катодној тачки Д10 расте. Струја из соларног панела заобилази се преко Д11 и МОСФЕТ одвода и извора. Док оптерећење користи операција прекидача, К2 обично пружа пут до негатива, док је позитивно повезано на једносмерну струју преко прекидача у случају преоптерећења. Исправан рад терета у нормалном стању означава док МОСФЕТ К2 проводи.
Примена соларне енергије:
Одоздо круг, за контролу интензитета ЛЕД лампе могу се напајати са различитим радним циклусом из извора једносмерне струје. Концепт контроле интензитета помаже у уштеди електричне енергије. ЛЕД-ови се користе у комбинацији са одговарајућим транзисторима за управљање из микроконтролера који су програмирани за практичну примену.
Да би се то демонстрирало из извора од 12в једносмерне струје, 4 ЛЕД-а у серији чине низ са 8 * 3 = 24 жице су повезане у серију са МОСФЕТ-ом који делује као прекидач. МОСФЕТ може бити ИРФ520 или З44. Свака ЛЕД је бела ЛЕД и ради на 2.5в. Тако 4 ЛЕД-а у серији требају 10в. Због тога је отпорник повезан са 10охмс, 10ваттс у серији са ЛЕД диодама где напон равнотеже пада са 12в ограничавањем струје за сигуран рад ЛЕД-а.
На пример, ЛЕД светла која се користе за уличну расвету укључују се у сумрак пуним интензитетом до 23 сата са 99% правилног циклуса за лед, тј. 1% радног циклуса од контролера. Са сваким сатом у напредовању од 23 сата, радни циклус ЛЕД-а прогресивно опада са 99%, тако да до јутра ОН-тиме радни циклус достиже 10% са 99% и коначно на нулу, што значи да су лампице искључене од јутра, тј. до сумрака. Операција се понавља из сумрака пуним интензитетом до 23:00 од 18:00, а у 12 поноћи је 80% радног циклуса, 1 сат 70%, 2 сата 60%, 3 сата 50%, 4 сата сат 40% и тако даље до 10% и коначно ИСКЉУЧЕНО у зору.
Интензитет ЛЕД-а се мења у складу са модулацијом ширине импулса, као што је приказано испод слике.
