태양 전지판 작동 방식

태양 전지판의 장치와 작동 원리는 그것이 만들어지는 재료와 기술에 따라 다릅니다. 따라서 주요 옵션의 차이점이 무엇인지 이해하고 사용에 적합한 솔루션을 선택하려면 주요 옵션의 기능을 이해해야 합니다. 모든 데이터는 고품질 제품과 관련이 있으며 저렴한 배터리는 종종 기술 위반으로 만들어지기 때문에 명시된 매개 변수를 충족하지 않을 수 있습니다.

단단한 태양 전지판의 표준 설계.

술어

이 분야에서 사용되는 주요 용어:

1. 태양 에너지 - 패널을 사용할 때 태양으로부터 얻는 전기.
2. 일사량 - 광선에 수직인 표면의 평방 미터당 받는 햇빛의 양을 나타냅니다.
3. 광전지 - 햇빛을 전기 에너지로 변환할 수 있는 모듈. 일반적으로 1~2와트의 에너지를 생산하지만 더 생산적인 옵션이 있습니다.
4. 광전지 시스템 - 태양의 빛을 전기로 변환하는 장비 세트.
5. 태양 전지 또는 패널은 대형 모듈로 함께 그룹화되고 직렬 또는 직렬 병렬 방식으로 연결된 광전지 그룹입니다. 일반적으로 단일 배터리에는 36~40개의 세그먼트가 있습니다.
6. 어레이 - 필요한 양의 전류를 얻기 위해 연결된 여러 개의 태양 전지판.
7. 프레임 모듈 - 알루미늄 프레임 구조, 내구성 및 기밀성.
8. 프레임리스 요소 - 유연한 버전, 낮은 하중 조건에서 사용됩니다.
9. 킬로와트시(kW) - 전력의 표준 측정값입니다.
10. 효율(효율) - 태양 전지판. 표면에 닿는 태양 에너지가 전기로 변환되는 양을 나타냅니다. 일반적으로 지표는 15-24%입니다.
11. 열화 - 자연적인 원인으로 인해 발생하는 태양 전지 용량의 감소. 원래 값의 백분율로 측정됩니다.
12. 피크 부하는 가장 많은 양의 전기가 필요한 시간입니다.
13. 결정질 실리콘은 태양 전지판을 만드는 원료입니다. 오늘날 가장 일반적이고 내구성 있는 옵션입니다.
14. 비정질 실리콘 - 증발에 의해 표면에 도포되고 보호 조성물로 덮인 조성물.
15. 반도체 - 특정 조건에서 전류를 전도할 수 있는 물질. 여기에는 태양 전지 제조에 사용되는 대부분의 신소재가 포함됩니다.
16. 인버터 - DC를 AC 전류로 변환하는 장치.
17. 컨트롤러 - 배터리를 적절하게 충전하기 위해 태양광 모듈의 출력 전압을 조절합니다.

러시아 영토의 일사량지도.

이것은 가장 일반적인 용어일 뿐이며 추가 옵션이 있습니다. 그러나 기본 사항을 알고 있어도 주제를 훨씬 더 잘 이해하는 데 도움이 됩니다.

품질 카테고리

태양광 패널의 품질을 평가하려면 먼저 태양광 전지를 생산하는 데 사용되는 원료의 등급을 확인해야 합니다. 이것은 완제품의 효율성과 서비스 수명을 결정합니다. 네 가지 주요 클래스가 있습니다.

1. A 급 - 파손 및 크랙이 없는 최상의 등급입니다. 충전물의 균질성과 표면의 부드러움은 종종 문서에 명시된 것보다 훨씬 더 높은 성능을 보장합니다. 또한 이 변종은 열화율이 가장 낮고 오랫동안 좋은 성능을 유지합니다.
2. B급 품질이 약간 떨어지며 표면 결함이 있을 수 있습니다. 그러나 성능이 A 등급에 필적하는 제품을 생산하는 데 자주 사용됩니다.열화 지수가 훨씬 나빠서 초기 특성을 더 빨리 잃습니다.
3. C등급 - 균열에서 칩 및 기타 손상에 이르기까지 매우 심각한 결함이 있을 수 있는 옵션. 가격면에서 이러한 모듈은 훨씬 저렴하지만 효율성은 15%를 넘지 않습니다. 작은 부하에 적합한 저렴한 솔루션.
4. D급 - 본질적으로 이것은 태양광 전지를 제조한 후 남은 폐기물로 배터리를 만드는 데 사용해서는 안 됩니다. 그러나 정직하지 않은 많은 제조업체, 특히 아시아에서 생산에 사용합니다. 이 옵션의 성능은 매우 낮습니다.

극단적 인 경우 두 번째 옵션을 선택하면 첫 번째 옵션을 선택하는 것이 좋습니다. 그들은 정상적인 효율성을 제공 할 수 있고 오랫동안 봉사 할 것입니다.

태양광 패널의 보호 필름도 고품질이어야 합니다.

EVA 라미네이팅 소재는 전면에 위치한 특수 필름으로 후면에 사용할 수 있습니다. 주요 목적은 햇빛을 방해하지 않고 불리한 영향으로부터 작업 요소를 보호하는 것입니다. 품질 변형은 약 25 년 동안 5 년에서 10 년 사이의 낮은 품질을 제공합니다. 눈으로 다양성을 결정하는 것은 불가능하므로 가격에서 진행하는 것이 더 쉽습니다. 좋은 품질의 옵션은 낮지 않을 것입니다.

비디오는 햇빛의 예에 의해 어떻게 전류가 생성되는지 보여줍니다.

작동 원리

태양 전지판의 특징을 설명하는 것은 상당히 어렵지만 일반적인 사항은 다음과 같이 이해할 수 있습니다.

1. 햇빛이 광전지에 닿으면 비평형 전자-정공 쌍이 광전지에서 형성되기 시작합니다.
2. 전자의 과잉으로 인해 반도체의 하층으로 이동하기 시작합니다.
3. 외부 회로에 전압이 생성됩니다. 양극은 p-층의 접촉에 나타나고 음극은 n-층의 접촉에 나타납니다.
4. 배터리 팩이 광전지에 연결되면 닫힌 원이 생성되고 끊임없이 움직이는 전자가 배터리 팩에 점진적인 충전을 제공합니다.
5. 기존의 실리콘 모듈은 특정 스펙트럼의 햇빛에서만 에너지를 생성할 수 있는 단일 전이 셀입니다. 이 때문에 장비의 효율성이 낮습니다.
6. 이 문제를 해결하기 위해 제조업체는 캐스케이드 버전을 개발했습니다. 그들은 태양 스펙트럼의 다른 광선에서 에너지를 얻을 수 있습니다. 이것은 효율성을 증가시키지만 높은 생산 비용으로 인해 그러한 패널의 가격은 훨씬 더 높습니다.
7. 전기로 변환되지 않은 에너지는 열로 변환되기 때문에 이 과정에서 태양광 패널은 최대 55도까지 가열되고 반도체 패널은 최대 180도까지 가열된다. 그리고 더워지면 태양광 패널의 효율이 떨어집니다.

태양 전지판의 가장 간단한 다이어그램.

그런데! 태양 전지판은 충분한 빛이 있고 낮은 온도가 표면을 식히는 맑은 겨울 날에 가장 효과적입니다.

그들은 무엇으로 만들어 졌습니까?

태양 전지판의 구조를 연구하려면 사용되는 원자재에 따라 생산 기술이 크게 다르기 때문에 주요 품종을 이해해야 합니다.

1. CDT 배터리. 카드뮴 텔루라이드는 필름 모듈 제조에 사용됩니다. 수백 마이크로미터의 층은 약 11% 또는 약간 더 높은 효율을 얻기에 충분합니다. 솔직히 낮은 요금이지만 1와트당 전력 비용을 다시 계산하면 기존의 실리콘 옵션보다 30% 이상 저렴합니다. 또한이 품종은 훨씬 얇고 가볍습니다.
2. 유형 CIGS. 약어는 구리, 인듐, 갈륨 및 셀레늄을 포함하는 조성물을 의미합니다. 우리는 작은 층에도 적용되는 반도체를 얻습니다. 그러나 첫 번째 옵션과 달리 여기의 효율성은 10배 더 높고 15%에 달합니다.
3. GaAs 및 InP 유형 유형은 5-6 미크론의 얇은 층을 적용하는 능력이 특징이며 효율은 약 20%입니다. 이것은 햇빛으로부터 전기를 생산하는 기술의 새로운 단어입니다. 높은 작동 온도로 인해 배터리는 성능 저하 없이 매우 뜨거워질 수 있습니다. 그러나 희토류 재료가 생산에 사용된다는 사실 때문에 이러한 유형의 비용은 높습니다.
4. 양자점 배터리(QDSC). 그들은 기존의 벌크 재료 대신 태양 에너지 변환을 위한 흡수 재료로 양자점을 사용합니다. 밴드갭 튜닝의 특성으로 인해 태양 에너지를 보다 효율적으로 흡수하는 다중 전이 모듈을 만들 수 있습니다.
5. 비정질 실리콘 증발에 의해 적용되며 이질적인 구조를 갖는다. 그다지 효율적이지는 않지만 균일한 표면은 산란된 빛까지도 흡수하는 데 매우 우수합니다.
6. 다결정 변형은 실리콘을 녹이고 특정 조건에서 냉각하여 단방향 결정을 생성함으로써 만들어집니다. 저렴한 생산과 우수한 효율성으로 인해 가장 일반적인 솔루션 중 하나입니다.
7. 단결정 세포는 얇은 판으로 절단되고 인과 합금된 단결정으로 구성됩니다. 가장 오래 지속되는 솔루션으로 분해율이 낮고 서비스 수명이 최소 30년이지만 대부분 10-15년 더 길어집니다.

카드뮴 텔루라이드 배터리는 전기 킬로와트당 비용 측면에서 가장 수익성이 높은 배터리 중 하나입니다.

그런데! 이 변형 또는 저 변형의 효율성은 생산 기술에 따라 다르므로 지정해야 합니다.

또한 읽기

태양 전지 패널의 유형 및 설치 방법

 

태양광 패널의 장점과 단점

각 유형에는 가장 적합한 유형을 결정하기 위해 선택할 때 고려해야 하는 고유한 특성이 있습니다.

1. 단결정 패널은 효율성이 가장 높고 모듈 배치를 위한 공간을 절약합니다. 그들은 적어도 25년 동안 지속되며 서서히 힘을 잃습니다.동시에 표면은 먼지에 매우 민감하므로 자주 청소해야 합니다. 그리고 가격은 모든 실리콘 기반 옵션 중 가장 높습니다.
2. 다결정 변형은 태양 광선을 효과적으로 흡수하지 않지만 확산된 빛에서 더 잘 작동합니다. 가격 대 품질 비율 면에서 더 유리하지만 효율성이 낮기 때문에 더 많은 공간을 차지합니다.
3. 비정질 실리콘 배터리는 확산된 빛을 잘 흡수하기 때문에 건물 벽을 비롯한 모든 곳에 설치할 수 있습니다. 효율이 낮고 가격이 저렴하여 경제적인 옵션으로 사용할 수 있습니다. 동시에 오래 지속되며 표면 오염을 두려워하지 않습니다.
4. 희토류 옵션은 비슷한 장점과 단점이 있으므로 함께 고려할 수 있습니다. 기존 패널보다 효율성이 우수하고 필름에 적용할 수 있어 편리합니다. 온도 범위가 더 크므로 가열해도 성능에 영향을 미치지 않습니다. 그러나 높은 가격과 금속의 희소성으로 인해 이러한 옵션은 대량으로 사용되지 않습니다.

벽에 배치하는 옵션은 설치 작업을 단순화합니다.

사용처

고려된 모든 옵션은 태양으로부터 전기를 얻고 에너지 자원을 절약하거나 완전한 자율성을 달성하기 위해 민간 부문에 설치할 수 있습니다. 사용 측면에서 고려해야 할 몇 가지 간단한 지침이 있습니다.

1. 단결정 및 다결정 옵션은 이전에 직각으로 프레임을 구성한 지붕이나 지상에 배치하는 것이 가장 좋습니다. 경사각도 조절이 가능해서 태양에 맞게 조절하는 것이 바람직합니다.
2. 필름 모듈은 벽과 벽 어느 곳에나 배치할 수 있습니다. 지붕. 광선이 직각으로 표면에 닿지 않아도 잘 작동하며 이는 매우 중요합니다.
3. 산업적 규모에서 필름 배터리도 저렴하고 설치가 쉽기 때문에 선호됩니다.

필름 옵션은 대량 작업에 더 쉽게 설치할 수 있습니다.

태양광 패널에는 여러 종류가 있지만 저렴한 가격과 우수한 성능으로 인해 시장의 약 90%가 기존 실리콘 모델에 의해 점유되고 있습니다. 반도체 솔루션 중 하나를 선택할 수도 있지만 그러면 1.5배에서 2배 더 많은 돈을 써야 합니다.