ენერგეტიკის ალტერნატიულ წყაროებზე გადასვლის შესაძლებლობებს უკვე რამდენიმე ათეული წელია განიხილავენ და ნაწილობრივ ახორციელებენ ენერგეტიკის ინდუსტრიის წარმომადგენელი დაინტერესებული კომპანიების მიერ. ახალი ენერგომომარაგების სისტემების დანერგვის მაღალმა ხარჯებმა ჯერ კიდევ არ მისცა საშუალება ამ ინდუსტრიის ბევრ სფეროს წარმატებული განვითარება, მაგრამ არის გამონაკლისებიც, რომლებიც მოიცავს მზის ენერგიის გენერატორებს.
სხვადასხვა ვარიაციებში, ასეთი კვების წყაროები გამოიყენება სპეციალიზებულ ადგილებში, ბოლო წლებში კი მათ იპოვეს ადგილი კერძო ელექტრომომარაგებაში. მზის ბატარეის ტექნიკური განხორციელების ოპტიმალური ფორმატია პანელი ფოტოელექტრონულ უჯრედებზე, რომელიც დიდ ადგილს არ იკავებს, მაგრამ ამავე დროს მომხმარებელს აწვდის გარკვეული რაოდენობის ენერგიას.
ტექნოლოგიის მიმოხილვა
სხვადასხვა ბუნებრივი მოვლენა შეიძლება გამოყენებულ იქნას ენერგიის წყაროდ - ქარიდან წყლის ნაკადამდე. რა თქმა უნდა დამზის ენერგია, როგორც სინათლისა და სითბოს ბუნებრივი წყარო, არ შეიძლება ჩაითვალოს ჩვეულებრივ ელექტროენერგიად გადაქცევის რესურსად. სხვათა შორის, ენერგეტიკული განათება ნათელ დღეს შეიძლება მიაღწიოს 1020 W/m2, და ეს არის ხელშესახები პოტენციალი, რომელიც შეიძლება პრაქტიკული გამოყენება იყოს. რჩება მხოლოდ ენერგიის გარდაქმნისა და მიწოდების პროცესის ტექნოლოგიურად განხორციელება. სწორედ ამისთვის გამოიყენება მზის პანელები.
ამ ტიპის მოდულები სრულყოფილად ასრულებენ მზის სინათლის მოპოვების, სტაბილიზაციისა და დაგროვების ამოცანებს. მომდევნო ეტაპებზე წყდება მისი ტრანსფორმაციის, დაგროვებისა და მომხმარებლებში განაწილების ამოცანები. დღეისათვის მზის ენერგიის ძირითადი ამოცანებია არა იმდენად ზემოაღნიშნული პროცესების ტექნიკური და სტრუქტურული ორგანიზება, არამედ ტექნოლოგიის ოპტიმიზაცია მისი პროდუქციის მუშაობის გაზრდის მიზნით.
პანელის დიზაინი
ზოგადი გაგებით, ასეთი მოწყობილობა არის მზის ენერგიის მიმღები და აკუმულატორი. თუმცა, მისი მოვლა იყენებს კომპონენტების მთელ ჯგუფს, მათ შორის ბატარეებს, ელექტრო გადამყვანებს, საფუვრებს, დენის რეგულატორებს, მექანიკას პანელის პოზიციის გასაკონტროლებლად და ა.შ.
მაგრამ თითოეულ შემთხვევაში, მზის პანელის სისტემა ეფუძნება ერთი მთავარი ელემენტის ფუნქციას - მოდულს, რომელიც უშუალოდ იღებს მზის ენერგიას. ყველაზე გავრცელებული ვერსიით, ეს არის სილიკონის მონო- ან პოლიკრისტალური ვაფლები, რომლებიც კონტექსტში წააგავს მრავალ ფენის ნამცხვარს. ეს არის ე.წფოტოელექტრული უჯრედები, რომლებიც უზრუნველყოფენ ატომების ზუსტ განლაგებას, რომლებიც, თავის მხრივ, მონაწილეობენ ენერგიის გარდაქმნის პროცესებში.
მზის პანელების კლასიფიკაცია მზის უჯრედების ტიპის მიხედვით
როგორც განვითარდა მზის ენერგიის მიმღები ფირფიტების წარმოების ტექნოლოგიები, სპეციალისტებმა ჩაატარეს ექსპერიმენტები მათი წარმოებისთვის მასალებით, განსაზღვრეს ოპტიმალური გადაწყვეტილებები. დღემდე, ამ ტიპის ბატარეები იწარმოება შემდეგი ელემენტებისგან:
- სილიკონის მრავალკრისტალური ვაფლი. მასალის სტრუქტურა იქმნება ერთკრისტალური სილიკონის ბადეების ჯგუფით, რაც შესაძლებელს ხდის ენერგიის დანაკარგების კომპენსირებას სტრუქტურის კიდეებზე, როგორც ეს ხდება ერთკრისტალურ პანელებში. შედეგად, ეფექტურობა აღწევს 15%-ს მოწყობილობის 25 წლამდე მომსახურების ვადით.
- პანელები პოლიკრისტალურ სილიკონზე. მარტივი მონოკრისტალური მზის პანელების კიდევ ერთი ალტერნატივა. ამ საფუძველზე ბატარეა ნაკლებად პროდუქტიულია, მაგრამ გაცილებით ნაკლები ღირს და უფრო მეტ შესაძლებლობებს იძლევა კონსტრუქციის სხვადასხვა ფორმის დიზაინისა და მისი ორიენტაციისთვის.
- ამორფული სილიკონის პანელები. ის ასევე დაბალი სიმძლავრის ვარიანტია, მაგრამ ასევე ყველაზე ხელმისაწვდომი. დაბალი ენერგიის მოთხოვნილების მქონე მომხმარებლებისთვის, სავსებით მისაღები გადაწყვეტა.
- კადმიუმის ტელურიდის მოწყობილობები. ეს მასალა ფართოდ გამოიყენება ფირის ფოტოელექტრული უჯრედების შემუშავებაში, რომლის ნახევარგამტარული ფენის სისქე ასობით მიკრომეტრს შეადგენს. კადმიუმის ტელურიდს აქვს საშუალო ენერგიის გამომუშავება, მაგრამ თავად წარმოების პროცესიელექტროენერგია ამ შემთხვევაში უფრო იაფი იქნება ვიდრე სტანდარტული სილიკონის პანელები.
- ბატარეები CIGS ნახევარგამტარზე დაფუძნებული. ამ შემთხვევაში გამოიყენება რამდენიმე მასალის კომბინაცია - გალიუმი, სელენი, ინდიუმი და სპილენძი. ის ასევე იყენებს ფირის ფორმის ფაქტორს, მაგრამ უფრო მაღალი ეფექტურობით, ვიდრე კადმიუმის ტელურიდის ანალოგი.
როგორ მუშაობს მოწყობილობა
მზის ენერგიის მიღების შემდეგ სისტემის მუშაობის შემდგომი მიმდინარეობა შეიძლება მოხდეს სხვადასხვა სქემების მიხედვით, დიზაინის გადაწყვეტის მიხედვით. აღჭურვილობის გამოყენების ძირითადად ორი გზა არსებობს:
- გამომუშავებული ელექტროენერგია ინახება დაკავშირებულ ბატარეის პაკეტში და პარალელურად მოიხმარს მომხმარებლები.
- პანელიდან აკუმულატორისკენ მიმავალ გზაზე დამონტაჟებულია ინვერტორი, რომელიც არეგულირებს ენერგიის მოხმარებას. მსგავსი სქემა გამოიყენება იმ შემთხვევებში, როდესაც მზის ბატარეა-პანელი მოქმედებს როგორც დამხმარე ენერგიის წყარო, რომელიც ფარავს მომხმარებლის ელექტროენერგიის მოთხოვნილების მხოლოდ ნაწილს.
ორივე შემთხვევაში, უნდა მოეწყოს ელექტრული წრე მზის ფოტოცელტების დანერგვის შესაძლებლობით. კავშირის კონფიგურაცია შეიძლება იყოს სერიული ან პარალელური. საშუალო შეყვანის ძაბვა შეიძლება იყოს 180-354 ვ საყოფაცხოვრებო სისტემებთან მიმართებაში. დატვირთვა ამ შემთხვევაში არის 5 A.
მენეჯმენტის სისტემის დანერგვა
მზის ბატარეების აქტიური განვითარება მოხდა კომპლექსში საკონტროლო მიკროკონტროლერების ფართოდ დანერგვის პერიოდში.წარმოების პროცესები. ამ დროისთვის, ასეთი მოწყობილობები ასევე გამოიყენება საყოფაცხოვრებო სფეროში სხვადასხვა ოპერაციების ავტომატიზაციისთვის - საკმარისია აღვნიშნოთ განგაშის სისტემები და ავტოფარეხის კარების მართვის მექანიკა.
რაც შეეხება მზის პანელებს, გამოიყენება კონტროლერები ტევადი სენსორებით, რომლებიც საშუალებას იძლევა არა მხოლოდ აკონტროლონ ფუნქციური კომპონენტების მუშაობის პარამეტრები, არამედ გააკონტროლონ მზის პანელების ბატარეების დატენვის პროცესი. საბაზისო დონის კონტროლერები აკონტროლებენ ამომრთველებს, ვარისტორებს და საკრავებს, მაგრამ ასევე შეუძლიათ მონაწილეობა მიიღონ საბოლოო მომხმარებლების მიმწოდებელი პირდაპირი დენის პარამეტრების შეცვლის პროცესებში.
რჩევები პანელების გამოყენების შესახებ
მზის ბატარეის შეძენისას მიზანშეწონილია ჩაატაროთ მისი ყველა კომპონენტის და განსაკუთრებით ფოტოცელების ყოვლისმომცველი აუდიტი, რადგან მცირედი დაზიანება ან ქარხნული დეფექტი შეიძლება რადიკალურად იმოქმედოს მთელი სისტემის მუშაობაზე. ასევე, ინსტალაციის პროცესში მაქსიმალური სიფრთხილეა საჭირო, ვინაიდან კონსტრუქცია მყიფეა და შეიძლება დაზიანდეს სპეციალური დაცვის გარეშე.
პანელის ტიპის მზის ბატარეის დამონტაჟება ხორციელდება სპეციალურად მომზადებულ ბაზაზე დაბალი ძაბვის შედუღების უნით. მნიშვნელოვანია, რომ წინა ნაწილი, ნებისმიერ შემთხვევაში, არ იყოს დაფარული ხეებით და სხვა მაღალი საგნებით. კონტროლისთვის გათვალისწინებულია სპეციალური კაბინეტი ავტომატიზაციისა და ფუნქციური ბლოკებით. მისგან სახურავამდე, სადაც დამონტაჟებულია პანელი, უნდა დაიგოს იზოლირებული საკომუნიკაციო ელექტრომომარაგების მარშრუტი.
როგორ გავაკეთოთწვრილმანი მზის პანელი?
სახლისთვის ყველაზე შესაფერისი სქემა დამზადებულია ხის ჩარჩოსა და პლექსიგლასის ელემენტებით. პანელის საფუძვლად შეიძლება გამოვიყენოთ ჩიპური დაფა, რომლის კიდეები გვერდების სახით ჩამოყალიბებულია 1-3 სმ სისქის ბარით, ზედაპირზე დევს მცირე ზომის პლექსიგლასის ფრაგმენტებს და ამაგრებს წებოს მიხედვით. თაფლისებრი პრინციპი. შემდეგ კონსტრუქცია შეიძლება დაიხუროს მყარი შუშით, მჭიდროდ დააფიქსიროს იგი გვერდების კონტურების გასწვრივ.
ასევე უნდა დამონტაჟდეს მზის პანელი. საკუთარი ხელით, ეს კეთდება დამხმარე ლითონის ბაზაზე, ბრუნვის უნარით. ამისთვის შეგიძლიათ მოამზადოთ ჩარჩო ბაზა სასურველ დიაპაზონში გადასახვევად წამყვანი მექანიზმით. ამ შემთხვევაში მხედველობაში უნდა იქნას მიღებული დატვირთვაც სახურავის საფარზე. სასურველია, რომ პანელის საყრდენი საფუძველი პირდაპირ იყოს დაკავშირებული სახურავის მეშვეობით რაფტერულ სისტემასთან. დასკვნით ეტაპზე აუცილებელია პანელის დაკავშირება გამტარების მეშვეობით საჭირო სიმძლავრის ბატარეით და საჭიროების შემთხვევაში ინვერტორის შეყვანა ელექტრო ქსელში შეყვანის ძაბვის გადასაყვანად.
მზის პანელების სარგებელი
ელექტროენერგიის გამომუშავების ტექნოლოგიები, რომელიც დაფუძნებულია მზის ენერგიის კონვერტაციის პრინციპებზე, უამრავ სარგებელს აძლევს საბოლოო მომხმარებლისთვის, მიუხედავად მთელი რიგი საოპერაციო სირთულეებისა. კერძოდ, უმარტივეს ერთკრისტალურ 100 ვტ მზის პანელს შეუძლია უფასოდ დატენოს 12 ვოლტიანი ბატარეის პაკეტი, მაგრამ ასეთი ელემენტებიც კი თანდათან წარსულს ჩაბარდება და მათ ცვლის მძლავრი.გენერატორები, რომლებსაც შეუძლიათ ემსახურონ სახლის ენერგოსისტემას, რაც მოითხოვს მხოლოდ ტექნიკურ ხარჯებს. ამავდროულად, ჩვენ შეგვიძლია ვისაუბროთ ენერგიის წყაროს გარემოს სისუფთავეზე და ავტონომიაზე.
ტექნოლოგიის განვითარების პერსპექტივები
მზის ენერგიის სისტემის განვითარებაში ფუნდამენტურად მნიშვნელოვანი ნაბიჯი იყო ენერგიის ალტერნატიული წყაროების გაჩენა 220 ვ-მდე ძაბვით. ჯერჯერობით ასეთი სისტემები ჯერ კიდევ კონცეპტუალური დიზაინის ეტაპზეა, მაგრამ სამომავლოდ, საგანი. საწყისი ენერგიის მიღების პროცესების ოპტიმიზაციისთვის ისინი შედიან მასობრივი წარმოების სეგმენტში.
მთავარი სირთულეები, რომლებსაც დიზაინერები აწყდებიან, არის ენერგეტიკული პოტენციალის ერთგვაროვანი დაგროვება და გენერატორების გარე პირობებზე დამოკიდებულების ფაქტორების შემცირება. მაგალითად, სახლისთვის მზის პანელების დაბალი ეფექტურობა 15-20%-ზე მეტწილად განპირობებულია პირობითად ცუდი ამინდის ფაქტორებით, როდესაც ენერგომომარაგება მინიმუმამდეა დაყვანილი.
დასკვნა
თუ ჯერ კიდევ ნაადრევია საუბარი მზის ენერგიით კერძო სახლის ინტეგრირებულ ენერგომომარაგებაზე, მაშინ დაბალი სიმძლავრის მოწყობილობების დამუხტვის ინდივიდუალური საჭიროებების დაფარვა ან ასეთი საშუალებებით განათების მოწყობილობების ეფექტურობის შენარჩუნება საკმაოდ რეალისტურია. უფრო მეტიც, რუსი მწარმოებლები აქტიურად არიან ჩართულნი ამ სფეროს განვითარებაში და სთავაზობენ თავიანთ პროდუქტს მისაღები ხარისხის.
ზოგიერთი კომპანია აწყობს მზის პანელებს ჩინური პანელებისგან დაბალი ღირებულებით 3-5 ათასი რუბლის დონეზე, მაგრამ ჩნდება სრულიად საკუთარი განვითარებაც. ამაში შიდა ბაზრის ლიდერებსNiche შეიძლება მივაკუთვნოთ კომპანია "Quantum", Hevel Solar და "Solnechny Veter". ამ საწარმოების ობიექტები აწარმოებენ არა მხოლოდ დაბალი სიმძლავრის სისტემებს, არამედ ეფექტურ გადაწყვეტილებებს სამრეწველო მუშაობისთვის.
