سیستم انرژی خورشیدی خانگی

آیا تا به حال فکر کرده اید که چگونه آن پانل های شیک روی پشت بام ها نور خورشید را به برق قابل استفاده تبدیل می کنند؟ همه اینها به یک فرآیند جذاب به نام اثر فتوولتائیک منتهی می شود - و درست در داخل مواد نیمه هادی که هر سلول خورشیدی را تشکیل می دهند اتفاق می افتد.

بیشتر پانل‌هایی که امروزه می‌بینید از سلول‌های مبتنی بر سیلیکون- ساخته شده‌اند که اغلب در شبکه‌های متصل به هم مرتب شده‌اند. نوع سیلیکون تک کریستالی به ویژه برای کارایی آن رایج است. اینجاست که چیزها جالب می شوند: اتم های سیلیکون به طور طبیعی دارای چهار الکترون ظرفیت هستند، اما مهندسان رفتار خود را از طریق تکنیکی به نام "دوپینگ" تغییر می دهند.

بگذارید توضیح دهم که دوپینگ چگونه کار می کند:

فسفر (عنصر «اهداکننده») برای ایجاد یک ناحیه نوع N- اضافه می‌شود. این ماده را با الکترون های آزاد اضافی پر می کند و به آن یک شخصیت منفی می دهد.
بور (یک عنصر "پذیرنده") برای تشکیل یک منطقه نوع P- اضافه می شود. در اینجا، "حفره ها" (آنها را به عنوان فضاهای مثبتی که الکترون از دست داده اند در نظر بگیرید) غالب هستند.
جادو در جایی اتفاق می افتد که این دو منطقه به هم می رسند. وقتی سیلیکون نوع P-و-نوع N{2}} به هم متصل می‌شوند، مرزی حیاتی به نام اتصال PN را تشکیل می‌دهند. این اتصال مانند یک کنترل کننده ترافیک الکترون عمل می کند - این چیزی است که در نهایت جریان الکتریکی را هنگامی که نور خورشید به سلول برخورد می کند، هدایت می کند.

 

​پانچ فوتون:​

نور خورشید پنل شما را با ذرات ریز به نام فوتون می‌باراند. هنگامی که این فوتون ها به مواد سیلیکونی برخورد می کنند، انرژی خود را مستقیماً به اتم نمی ریزند، بلکه انرژی خود را مستقیماً به داخل اتم ها می ریزند.تکان دادنالکترون های درون آن اتم ها مانند پرتاب یک الکترون از یک نردبان در نظر بگیرید-به سطح انرژی بالاتری می‌رسد و آزاد می‌شود. پرستو! الکترون های آزاد شده

​میدان نیروی نامرئی PN Junction:​

لایه های سیلیکونی-نوع-نوع N{1}} را که با هم ساندویچ می شوند را به خاطر دارید؟ درست در جایی که آنها لمس می کنند، یک میدان الکتریکی نامرئی ظاهر می شود (تپه کوچک انرژی را تصویر کنید). این فیلد مانند یک پلیس ترافیک فوق-کارآمد برای ذرات باردار عمل می کند. آن الکترون‌های آزاد را که فوتون‌ها ایجاد کرده‌اند می‌گیرد و آنها را به سمت N هدایت می‌کند، در حالی که به طور همزمان "حفره‌های" با بار مثبت (جایی که الکترون‌ها هستند)استفاده می شودباشد) به سمت P-. این جداسازی ولتاژ{2}}در اصل فشار الکتریکی ایجاد می کند.

​نیرو دادن به وسایل شما:​

یک لامپ، توستر، یا هر چیز دیگری که نیاز دارید در پایانه‌های پانل وصل کنید،-شما باید اقدام کنید! الکترون‌های آزاد از لایه جانبی N- هجوم می‌آورند، از دستگاه شما عبور می‌کنند (آن را روشن می‌کنند)، و سپس به لایه جانبی P-برمی‌گردند. چرا سفر برگشت؟ زیرا تمام آن "حفره"های دارای بار مثبت که در ناحیه P{4}} باقی مانده اند تشنه الکترون هستند و آنها را به داخل می کشند. این حلقه پیوسته جریان مستقیم (DC) قابل استفاده ایجاد می کند.

​چه چیزی قدرت واقعی را کنترل می کند؟​

آبمیوه ای که به دست می آورید به چند چیز بستگی دارد:

​قدرت نور خورشید:​ خورشید شدیدتر=فوتون بیشتری ضربه می‌زند=الکترون‌های آزاد شده بیشتری.

​اندازه پنل:​ یک پانل بزرگتر=یک مرحله بزرگتر برای آن عمل فوتون/الکترون، که انرژی بیشتری را جذب می کند.

​بهره وری مواد:​ سیلیکون درجه بالاتر-انرژی فوتون کمتری را برای حرکت الکترون‌ها هدر می‌دهد (به عبارت ساده: سیلیکون بهتر=الکترون‌های بیشتر آزاد شده در هر فوتون).

تبدیل نور خورشید به برق برای خانه شما فقط مربوط به پانل های روی پشت بام نیست-بلکه یک رقص هماهنگ بین بخش های تخصصی است. در اینجا نحوه قرار گرفتن هر قطعه در پازل آمده است:

پنل های خورشیدی:آفتاب گیر این پانل ها (معمولاً از سیلیکون ساخته شده اند) روی پشت بام یا حیاط شما قرار می گیرند و مانند یک اسفنج نور خورشید را جذب می کنند. اما آنها هنوز برق "وصل-و-پخش" را برای یخچال شما ایجاد نمی کنند. درعوض، آنها برق مستقیم (DC) خام تولید می‌کنند​​-نقطه شروع همه چیز.
کنترل کننده شارژ:محافظ باتری به این به عنوان محافظ شخصی باتری خود فکر کنید. در روزهای آفتابی سوزان، شارژ بیش از حد باتری ها را متوقف می کند (راهی مطمئن برای کوتاه کردن عمر آنها). در شب یا هنگام طوفان، از تخلیه بیش از حد-جلوگیری می‌کند. مدل‌های هوشمندتر (مانند کنترل‌کننده‌های MPPT​) هر قطره انرژی را از پانل‌های شما می‌چشند-در مقایسه با انواع قدیمی‌تر PWM، کارایی را بین 20 تا 30 درصد افزایش می‌دهند.
بانک باتری:Nighttime Life Saver شما، بیایید واقعی باشیم: خورشید در غروب می‌تابد. باتری‌ها انرژی DC مازاد را در ساعات آفتابی ذخیره می‌کنند، بنابراین برای روزهای ابری، پرخوری‌های شبانه Netflix یا قطعی شبکه، پشتیبان دریافت می‌کنید. واحدهای یون لیتیوم- (مانند واحدهای تسلاس) به دلیل عمر طولانی‌شان محبوب هستند، اما سرب{3}}اسید برای بودجه‌های محدودتر کار می‌کند.
اینورتر:مترجم برق ابزارهای شما به جریان متناوب (AC) نیاز دارند، نه DC پانل‌ها یا باتری‌ها. اینورتر این تبدیل را انجام می دهد. مدل های پایه برای چراغ ها کار می کنند. اینورترهای موج سینوسی خالص برای فناوری های پیچیده مانند لپ تاپ ها یا دستگاه های پزشکی ضروری هستند.

واقعیت جالب:میکرواینورترها (به ازای هر{0}واحد پانل) می‌توانند از مبدل‌های رشته‌ای قدیمی در نقاط سایه بهتر عمل کنند.
قفسه های نصب:قهرمان خاموش این فقط "داربست فلزی" نیست. پانل‌های زاویه‌دار نصب‌کننده (اغلب به سمت جنوب-رو به شمال) تا حداکثر نور خورشید را در تمام طول سال-دریافت کنند. یک قفسه خوب با باد، تجمع برف مقابله می‌کند و حتی پانل‌ها را برای جریان هوا بالا می‌برد تا از کارایی-از بین بردن گرما جلوگیری کند. این را خراب کنید، و می توانید 10-15% خروجی را از دست بدهید یا خطر پرواز پانل در طوفان!

1. پاک و{1}}بدون آلودگی، قابل تجدید.

2. هزینه نگهداری کم، عمر طولانی. (25-30 سال)

3. قابل نصب به صورت توزیع شده (مانند پشت بام یا بالکن)، کاهش تلفات انتقال.

پنل های خورشیدی به طور مداوم انرژی نور خورشید را به الکتریسیته تبدیل می کنند و آنها را به یکی از امیدوارکننده ترین فناوری های انرژی پاک در حال حاضر تبدیل می کند. با توسعه علم مواد و نوآوری های تکنولوژیکی، کارایی و قابلیت اقتصادی آنها همچنان بهبود خواهد یافت و انتقال انرژی جهانی را به پیش خواهد برد.

تگ های محبوب: سیستم انرژی خورشیدی خانگی، تولید کنندگان سیستم انرژی خورشیدی خانگی چین، تامین کنندگان، کارخانه, کنترل کننده خورشیدی هیبریدی, ماژول خورشیدی هیبریدی, تجهیزات برق خارج از شبکه, Off-Grid Solar Generator, اینورتر خورشیدی خارج از شبکه, انجمن انرژی خورشیدی