Cara kerja panel surya

Perangkat panel surya dan prinsip operasinya tergantung pada bahan apa dan dengan teknologi apa itu dibuat. Oleh karena itu, perlu untuk memahami fitur-fitur opsi utama untuk memahami apa perbedaannya dan memilih solusi yang tepat untuk digunakan. Semua data relevan untuk produk berkualitas, baterai murah mungkin tidak memenuhi parameter yang disebutkan, karena sering dibuat dengan pelanggaran teknologi.

Desain standar panel surya kaku.

Terminologi

Istilah utama yang digunakan dalam bidang ini:

1. Energi surya - listrik yang diperoleh dari matahari saat panel digunakan.
2. Insolasi matahari - menunjukkan berapa banyak sinar matahari yang diterima per meter persegi permukaan tegak lurus terhadap sinar.
3. Sel fotovoltaik - modul yang mampu mengubah sinar matahari menjadi energi listrik. Biasanya menghasilkan energi 1 hingga 2 watt, tetapi ada opsi yang lebih produktif.
4. Sistem fotovoltaik - seperangkat peralatan yang mengubah cahaya dari matahari menjadi listrik.
5. Sel surya atau panel adalah sekelompok sel fotovoltaik yang dikelompokkan bersama dalam modul besar dan dihubungkan secara seri atau seri-paralel. Biasanya, satu baterai berisi 36 hingga 40 segmen.
6. Array - beberapa panel surya terhubung untuk mendapatkan jumlah arus yang dibutuhkan.
7. Modul berbingkai - struktur dalam bingkai aluminium, tahan lama dan kedap udara.
8. Elemen tanpa bingkai - versi fleksibel, digunakan dalam kondisi beban lebih rendah.
9. Kilowatt-hour (kW) - ukuran standar daya listrik.
10. Efisiensi (efisiensi) - panel surya. Menunjukkan berapa banyak energi matahari yang mengenai permukaan diubah menjadi listrik. Biasanya, indikatornya adalah 15-24%.
11. Degradasi - pengurangan kapasitas sel surya yang terjadi karena penyebab alami. Diukur sebagai persentase dari nilai aslinya.
12. Beban puncak adalah saat-saat di mana jumlah listrik paling banyak dibutuhkan.
13. Silikon kristal adalah bahan baku untuk membuat panel surya. Opsi paling umum dan tahan lama saat ini.
14. Silikon amorf - komposisi yang diterapkan ke permukaan dengan penguapan dan ditutupi dengan komposisi pelindung.
15. Semikonduktor - zat yang dapat menghantarkan arus dalam kondisi tertentu. Ini mencakup sebagian besar bahan baru yang digunakan dalam pembuatan sel surya.
16. Inverter - perangkat untuk mengubah arus DC ke AC.
17. Controller - mengatur tegangan output dari modul surya untuk mengisi baterai dengan benar.

Peta insolasi di wilayah Rusia.

Ini hanya istilah yang paling umum, ada opsi tambahan. Tetapi bahkan mengetahui dasar-dasarnya akan membantu Anda memahami subjek dengan lebih baik.

Kategori kualitas

Untuk menilai kualitas panel surya, pertama-tama kita harus mengetahui kelas bahan baku yang digunakan untuk memproduksi sel fotovoltaik. Ini menentukan efisiensi dan masa pakai produk jadi. Ada empat kelas utama:

1. Kelas A - Grade terbaik, yang bebas dari kerusakan dan retak. Homogenitas pengisian dan kehalusan permukaan menjamin kinerja tinggi, yang seringkali bahkan lebih tinggi dari yang disebutkan dalam dokumentasi. Selain itu, varian ini memiliki tingkat degradasi terendah dan mempertahankan performa yang baik untuk waktu yang lama.
2. Kelas B kualitasnya sedikit lebih buruk, dan mungkin memiliki cacat permukaan. Namun, sering digunakan untuk menghasilkan produk yang sebanding dengan kinerja Grade A.Indeks degradasi jauh lebih buruk, sehingga kehilangan karakteristik awalnya lebih cepat.
3. Kelas C - opsi, yang dapat memiliki cacat yang cukup serius - dari retakan hingga keripik dan kerusakan lainnya. Dari segi harga, modul semacam itu jauh lebih murah, tetapi efisiensinya tidak lebih dari 15%. Solusi murah yang cocok untuk beban kecil.
4. Kelas D - Pada dasarnya, ini adalah limbah yang tersisa setelah pembuatan sel fotovoltaik, yang tidak boleh digunakan untuk membuat baterai. Tetapi banyak produsen yang tidak terlalu jujur, terutama dari Asia, menggunakannya dalam produksi. Kinerja opsi ini sangat buruk.

Lebih baik memilih opsi pertama, dalam kasus ekstrem yang kedua akan dilakukan. Hanya mereka yang dapat memberikan efisiensi normal dan akan berfungsi untuk waktu yang lama.

Film pelindung pada panel surya juga harus berkualitas tinggi.

Bahan laminating EVA adalah film khusus yang terletak di sisi depan dan dapat digunakan di sisi sebaliknya. Tujuan utamanya adalah untuk melindungi elemen kerja dari pengaruh buruk tanpa mengganggu sinar matahari. Varian berkualitas melayani selama sekitar 25 tahun, berkualitas rendah - dari 5 hingga 10 tahun. Tidak mungkin untuk menentukan varietas dengan mata, jadi lebih mudah untuk melanjutkan dari harga - opsi berkualitas baik tidak akan rendah.

Video menunjukkan bagaimana arus listrik dibuat dengan contoh sinar matahari.

Prinsip bekerja

Cukup sulit untuk menjelaskan fitur-fitur panel surya, tetapi poin-poin umumnya dapat dipahami:

1. Ketika sinar matahari mengenai fotosel, pasangan lubang elektron yang tidak seimbang mulai terbentuk di sana.
2. Karena kelebihan elektron, mereka mulai bergerak ke lapisan bawah semikonduktor.
3. Tegangan dihasilkan di sirkuit eksternal. Kutub positif muncul pada kontak lapisan-p, dan kutub negatif muncul pada kontak lapisan-n.
4. Jika paket baterai terhubung ke sel fotovoltaik, lingkaran tertutup dibuat dan elektron yang terus bergerak memberikan muatan bertahap ke paket baterai.
5. Modul silikon konvensional adalah sel transisi tunggal, yang hanya dapat menghasilkan energi dari spektrum sinar matahari tertentu. Karena ini efisiensi peralatannya rendah.
6. Untuk mengatasi masalah tersebut, pabrikan telah mengembangkan versi kaskade; mereka dapat mengambil energi dari sinar yang berbeda dari spektrum matahari. Ini meningkatkan efisiensi, tetapi karena tingginya biaya produksi, harga panel tersebut jauh lebih tinggi.
7. Energi yang tidak diubah menjadi listrik diubah menjadi panas, sehingga panel surya memanas hingga 55 derajat dalam prosesnya, dan panel semikonduktor memanas hingga 180 derajat. Dan semakin panas, efisiensi panel surya menurun.

Diagram paling sederhana dari panel surya.

Ngomong-ngomong! Panel surya paling efektif pada hari-hari musim dingin yang cerah, ketika ada cukup cahaya dan suhu rendah mendinginkan permukaan.

Terbuat dari apa mereka

Untuk mempelajari struktur panel surya, perlu untuk memahami varietas utama, karena teknologi produksi memiliki perbedaan yang signifikan tergantung pada bahan baku yang digunakan:

1. Baterai CdTe. Kadmium telluride digunakan dalam pembuatan modul film. Lapisan beberapa ratus mikrometer sudah cukup untuk mendapatkan efisiensi sekitar 11% atau sedikit lebih tinggi. Ini adalah tingkat yang terus terang rendah, tetapi dalam perhitungan ulang per 1 watt biaya daya setidaknya 30% lebih murah daripada opsi silikon tradisional. Apalagi varietas ini jauh lebih tipis dan lebih ringan.
2. Ketik CIGS. Singkatan itu berarti komposisinya meliputi tembaga, indium, galium, dan selenium. Kami mendapatkan semikonduktor yang juga diterapkan dalam lapisan kecil, tetapi tidak seperti opsi pertama, efisiensi di sini adalah urutan besarnya lebih tinggi dan berjumlah 15%.
3. Jenis GaAs dan InP jenis dicirikan oleh kemampuan untuk menerapkan lapisan tipis 5-6 mikron, dan efisiensinya akan sekitar 20%. Ini adalah kata baru dalam teknologi menghasilkan listrik dari sinar matahari. Karena suhu pengoperasian yang tinggi, baterai bisa menjadi sangat panas tanpa kehilangan kinerja. Tetapi karena fakta bahwa bahan tanah jarang digunakan dalam produksi, biaya jenis ini tinggi.
4. Baterai titik kuantum (QDSC). Mereka menggunakan titik-titik kuantum sebagai bahan penyerap untuk konversi energi matahari, bukan bahan massal tradisional. Karena fitur penyetelan celah pita, dimungkinkan untuk membuat modul multitransisi yang menyerap energi matahari lebih efisien.
5. silikon amorf diterapkan oleh penguapan dan memiliki struktur heterogen. Ini tidak terlalu efisien, tetapi permukaan yang homogen sangat baik dalam menyerap cahaya yang tersebar sekalipun.
6. polikristalin varian dibuat dengan melelehkan silikon dan mendinginkannya dalam kondisi tertentu untuk menghasilkan kristal searah. Salah satu solusi paling umum karena murahnya produksi dan efisiensi yang baik.
7. Monokristalin Sel terdiri dari kristal tunggal yang dipotong menjadi pelat tipis dan dicampur dengan fosfor. Solusi tahan lama, yang memiliki tingkat degradasi rendah dan masa pakai minimal 30 tahun, tetapi paling sering lebih lama 10-15 tahun.

Baterai telluride kadmium adalah beberapa yang paling menguntungkan dalam hal biaya per kilowatt listrik.

Ngomong-ngomong! Efisiensi varian ini atau itu tergantung pada teknologi produksi, jadi harus ditentukan.

Baca juga

Jenis dan metode pemasangan panel surya

 

Pro dan kontra dari panel surya

Setiap jenis memiliki karakteristiknya sendiri, yang harus dipertimbangkan saat memilih, untuk memutuskan jenis mana yang paling cocok:

1. Panel monokristalin memiliki efisiensi tertinggi dan menghemat ruang untuk penempatan modul. Mereka bertahan setidaknya 25 tahun dan perlahan-lahan kehilangan kekuatan.Pada saat yang sama permukaan sangat sensitif terhadap kotoran, itu harus sering dibersihkan. Dan harganya adalah yang tertinggi dari semua opsi berbasis silikon.
2. Varian polikristalin tidak menyerap sinar matahari secara efektif, tetapi bekerja lebih baik dalam cahaya yang tersebar. Dalam hal rasio harga terhadap kualitas mereka lebih menguntungkan, tetapi mereka mengambil lebih banyak ruang karena efisiensi yang lebih rendah.
3. Baterai silikon amorf dapat ditempatkan di mana saja, termasuk di dinding bangunan, karena pandai menyerap cahaya yang menyebar. Dengan efisiensi yang rendah, mereka memiliki harga yang rendah, sehingga dapat digunakan sebagai pilihan yang ekonomis. Pada saat yang sama, mereka bertahan lama dan tidak takut kontaminasi permukaan.
4. Opsi tanah jarang memiliki kelebihan dan kekurangan yang serupa, jadi kita bisa mempertimbangkannya bersama. Mereka lebih unggul dari panel klasik dalam efisiensi dan dapat diterapkan pada film, yang nyaman. Kisaran suhunya lebih besar, sehingga pemanasan tidak memengaruhi kinerja. Tetapi karena harga tinggi dan kelangkaan logam, opsi semacam itu tidak digunakan secara massal.

Opsi dengan penempatan di dinding menyederhanakan pekerjaan pemasangan.

Di mana menggunakan

Semua opsi yang dipertimbangkan dapat dipasang di sektor swasta untuk mendapatkan listrik dari matahari dan menghemat sumber daya energi, atau bahkan untuk mencapai otonomi penuh. Dalam hal penggunaan, ada beberapa panduan sederhana untuk dipertimbangkan:

1. Opsi monokristalin dan polikristalin paling baik ditempatkan di atap atau di tanah, setelah sebelumnya membuat bingkai di sudut kanan. Diinginkan bahwa sudut kemiringan dapat disesuaikan, sehingga Anda dapat menyesuaikan dengan matahari.
2. Modul film dapat ditempatkan di mana saja, baik di dinding maupun di atas atap. Mereka bekerja dengan baik bahkan jika sinar tidak mengenai permukaan pada sudut yang tepat, yang sangat penting.
3. Pada skala industri, baterai film juga lebih disukai karena lebih murah dan lebih mudah dipasang.

Opsi film lebih mudah dipasang untuk volume pekerjaan yang besar.

Ada beberapa jenis panel surya, tetapi sekitar 90% pasar ditempati oleh model silikon tradisional karena harganya yang murah dan kinerja yang baik. Anda juga dapat memilih salah satu solusi semikonduktor, tetapi kemudian Anda harus menghabiskan satu setengah hingga dua kali lebih banyak uang.