Relativno nedavno, sama ideja o autonomnom opskrbi privatnih kuća strujom smatrala se fantastičnom. Danas je to objektivna stvarnost. U Europi se solarni paneli koriste već duže vrijeme, jer je to gotovo neiscrpan izvor jeftine energije. U našoj zemlji dobivanje električne energije iz takvih uređaja samo dobiva na popularnosti. Ovaj se proces ne događa prebrzo, a razlog tome je njihova visoka cijena.
Princip rada solarne baterije temelji se na činjenici da u dvije silikonske ploče obložene različitim tvarima (borom i fosforom) nastaje električna struja pod djelovanjem sunčeve svjetlosti. U ploči koja je prekrivena fosforom pojavljuju se slobodni elektroni.
Čestice koje nedostaju nastaju u onim pločama koje su obložene borom. Elektroni se počinju kretati pod djelovanjem sunčeve svjetlosti. Ovako nastaje električna struja u solarnim panelima. Tanke niti od bakra, koje su prekrivenesvaku bateriju, crpite struju iz nje i usmjerite je prema predviđenoj namjeni.
Jedna ploča može napajati malu žarulju. Zaključak se nameće sam od sebe. Da bi solarni paneli dali kući dovoljno energije, njihova površina mora biti prilično velika.
Silikon zupčanici
Dakle, princip solarne baterije je jasan. Struja nastaje djelovanjem ultraljubičastog svjetla na posebne ploče. Ako se silicij koristi kao materijal za izradu takvih ploča, tada se baterije nazivaju silicij (ili silicij vodik).
Takvi umetci zahtijevaju vrlo složene proizvodne sustave. To pak uvelike utječe na cijenu proizvoda.
Silicijeve solarne ćelije dolaze u više vrsta.
Pretvarači od jednog kristala
To su ploče sa zakošenim kutovima. Njihova boja je uvijek čisto crna.
Ako govorimo o monokristalnim pretvaračima, onda se princip rada solarne baterije može ukratko opisati kao srednje učinkovit. Sve ćelije fotoosjetljivih elemenata takve baterije usmjerene su u jednom smjeru.
Ovo vam omogućuje postizanje najvišeg rezultata među sličnim sustavima. Učinkovitost ove vrste baterija doseže 25%.
Nedostatak je što takve ploče uvijek trebaju biti okrenute prema suncu.
Ako se sunce sakrije iza oblaka, spusti se do horizonta ili još nije izašlo, tada će baterije generirati prilično slabu strujusnaga.
polikristalni
Ploče ovih mehanizama su uvijek četvrtaste, tamnoplave. Njihova površina uključuje nehomogene kristale silicija.
Učinkovitost polikristalnih baterija nije tako visoka kao monokristalnih modela. Može doseći 18%. Međutim, ovaj nedostatak nadoknađuje se prednostima, o kojima će biti riječi u nastavku.
Princip rada ove vrste solarnih baterija omogućuje njihovu izradu ne samo od čistog silicija, već i od recikliranih materijala. To objašnjava neke od nedostataka pronađenih u opremi. Posebnost mehanizama ove vrste je da mogu prilično učinkovito generirati električnu struju čak i po oblačnom vremenu. Takva korisna kvaliteta čini ih nezamjenjivim na mjestima gdje je raspršena sunčeva svjetlost uobičajena svakodnevna pojava.
Amorfne silikonske ploče
Amorfni paneli su jeftiniji od ostalih, to određuje princip rada solarne baterije i njen dizajn. Svaka ploča sastoji se od nekoliko vrlo tankih slojeva silicija. Izrađuju se raspršivanjem čestica materijala u vakuumu na foliju, staklo ili plastiku.
Učinkovitost panela je mnogo manja od prethodnih modela. Dostiže 6%. Slojevi silicija brzo izgaraju na suncu. Nakon šest mjeseci korištenja ovih baterija, njihova će učinkovitost pasti za 15%, a ponekad i za 20.
Dvije godine rada u potpunosti će iscrpiti resurse aktivnih sastojaka, a ploča će se morati promijeniti.
Ali postoje dva plusa, zbog kojih se ove baterije i dalje kupuju. Prvo, rade čak i po oblačnom vremenu. Drugo, kao što je već spomenuto, nisu skupe kao druge opcije.
Hibridni fotokonverteri
Amorfni silicij je osnova za raspored mikrokristala. Princip rada solarne baterije čini je sličnim polikristalnoj ploči. Razlika između ove vrste baterija je u tome što su u stanju generirati električnu struju veće snage u uvjetima raspršene sunčeve svjetlosti, na primjer, po oblačnom danu ili u zoru.
Osim toga, baterije rade pod utjecajem ne samo sunčeve svjetlosti, već i u infracrvenom spektru.
Solarni pretvarači od polimernog filma
Ova alternativa silikonskim pločama ima sve šanse da postane lider na tržištu solarnih panela. Oni nalikuju filmu koji se sastoji od nekoliko slojeva. Među njima možemo razlikovati mrežu aluminijskih vodiča, polimerni sloj aktivne tvari, podlogu od organske tvari i zaštitni film.
Takve fotoćelije, u kombinaciji jedna s drugom, tvore filmsku solarnu ćeliju u obliku role. Ove ploče su lakše i kompaktnije od silikonskih ploča. U njihovoj proizvodnji se ne koristi skupi silicij, a sam proizvodni proces nije toliko skup. To čini rolo panel jeftinijim od svih ostalih.
Princip rada solarnih panela čini njihovu učinkovitost ne previsokom.
Dostiže 7%.
Proces proizvodnje panela ove vrstesvodi se na višeslojni tisak na film fotoćelije. Proizvedeno u Danskoj.
Još jedna prednost je mogućnost rezanja baterije u rolama i uklapanja u bilo koju veličinu i oblik.
Samo jedan minus. Baterije su se tek počele proizvoditi, pa ih je još uvijek prilično teško nabaviti.
Ali postoji razlog vjerovati da će ovi elementi brzo steći zasluženu dobru reputaciju među potrošačima, što će proizvođačima dati priliku za proizvodnju u većem obimu.
Kuće sa solarnim grijanjem
Princip rada solarne baterije za grijanje kuće radikalno ih razlikuje od svih gore opisanih uređaja. Ovo je potpuno drugačiji uređaj. Opis slijedi.
Glavni dio solarnog sustava grijanja je kolektor koji prima njegovu svjetlost i pretvara je u kinetičku energiju. Površina ovog predmeta može varirati od 30 do 70 četvornih metara.
Za pričvršćivanje kolektora koristi se posebna tehnika. Ploče su međusobno povezane metalnim kontaktima.
Sljedeća komponenta sustava je kotao za skladištenje. Pretvara kinetičku energiju u toplinsku energiju. Sudjeluje u zagrijavanju vode, čiji pomak može doseći 300 litara. Ponekad su takvi sustavi podržani dodatnim kotlovima na suho gorivo.
Dovršite sustavsolarni grijaći zidni i podni elementi u kojima zagrijana tekućina cirkulira kroz tanke bakrene cijevi raspoređene po cijeloj svojoj površini. Zbog niske početne temperature panela i ujednačenog prijenosa topline, soba se zagrijava dovoljno brzo.
Kako radi solarno grijanje?
Pogledajmo pobliže kako solarni paneli rade s ultraljubičastim svjetlom.
Postoji razlika između temperature kolektora i elementa za skladištenje. Nosač topline, a to je najčešće voda kojoj se dodaje antifriz, počinje kružiti po sustavu. Rad koji obavlja tekućina je upravo kinetička energija.
Kako tekućina prolazi kroz slojeve sustava, kinetička energija se pretvara u toplinu koja se koristi za zagrijavanje kuće. Ovaj proces kruženja nosača osigurava prostoriju toplinom i omogućuje njeno skladištenje u bilo koje doba dana i godine.
Dakle, shvatili smo kako funkcioniraju solarni paneli.
