Wie Solarzellen funktionieren. Solarmodule werden bereits für die Stromversorgung einer Vielzahl von Geräten verwendet, von mobilen Geräten bis hin zu Elektroautos. Vor mehr als 40 Jahren wurden sie erstmals für die Stromversorgung von Raumstationen eingesetzt. Heute sind Solarmodule als Quelle sauberer, kostenloser Energie fest im Alltag etabliert. Die Sonne hat schon immer Milliarden Kilowatt an Strahlungsenergie auf die Erde geschickt und wird dies auch in den kommenden Millionen Jahren tun.
Eine der Energiequellen ist ein Solarpanel, das alternative Energie aus der Sonne erzeugt. Es ist relativ neu, hat aber in Europa aufgrund seiner hohen Effizienz und seiner günstigen Kosten bereits an Popularität gewonnen. Sonnenkollektoren sind eine nahezu unerschöpfliche Energiequelle, die Lichtstrahlen speichern und in Energie und Strom umwandeln kann. In der Ukraine gewinnt eine neue Energiequelle allmählich an Popularität.
Wie Solarzellen funktionieren. Solarmodule werden bereits für die Stromversorgung einer Vielzahl von Geräten verwendet, von mobilen Geräten bis hin zu Elektroautos. Vor mehr als 40 Jahren wurden sie erstmals für die Stromversorgung von Raumstationen eingesetzt. Heute sind Solarmodule als Quelle sauberer, kostenloser Energie fest im Alltag etabliert. Die Sonne hat schon immer Milliarden Kilowatt an Strahlungsenergie auf die Erde geschickt und wird dies auch in den kommenden Millionen Jahren tun.
Eine der Energiequellen ist ein Solarpanel, das alternative Energie aus der Sonne erzeugt. Es ist relativ neu, hat aber in Europa aufgrund seiner hohen Effizienz und günstigen Kosten bereits an Popularität gewonnen. Sonnenkollektoren sind eine nahezu unerschöpfliche Energiequelle, die Lichtstrahlen speichern und in Energie und Strom umwandeln kann. In Spanien gewinnt eine neue Energiequelle allmählich an Popularität.
Wie Solarzellen funktionieren. Funktionsprinzip von Solarzellen.
Das Prinzip der Solarzellen ist ein fotoelektrischer Konstantstromgenerator, der den Effekt der Umwandlung von Energiestrahlen in elektrische Energie nutzt. Genauer gesagt nutzen Solarzellen die Eigenschaft von Halbleitern auf der Basis von Siliziumkristallen. Lichtquanten, die auf eine Halbleiterscheibe treffen, schlagen ein Elektron aus der äußeren Umlaufbahn des Atoms dieses chemischen Elements heraus, wodurch genügend freie Elektronen entstehen, um einen elektrischen Strom zu erzeugen. Ein oder zwei Siliziumelemente reichen jedoch nicht aus, damit die Spannung und Leistung einer solchen Quelle für Haushaltsanwendungen ausreicht.
Daher werden sie zu kompletten Platten zusammengesetzt, die parallel oder in Reihe geschaltet werden. Die Fläche solcher Paneele kann von einigen Quadratzentimetern bis zu mehreren Quadratmetern variieren. Durch die Erhöhung der Anzahl der Paneele ist es möglich, eine höhere Leistungsabgabe aus einem Energie-Solarpaneel zu erzielen.
Die Leistung eines Solarmoduls hängt jedoch nicht nur von der Fläche ab, sondern auch von der Intensität des Sonnenlichts und dem Einfallswinkel der Strahlen. Folglich hängt die Leistung des Solarmoduls von dem Gebiet und der geografischen Breite ab, in dem sich das Haus befindet, vom Wetter und der Jahreszeit sowie von der Tageszeit. Damit das Solarmodulsystem funktioniert und Energie in das Netz einspeisen kann, müssen außerdem eine Reihe zusätzlicher elektrischer Geräte installiert werden, insbesondere.
-Ein Wechselrichter, der Gleichstrom in Wechselstrom umwandelt;
-Eine wiederaufladbare Batterie, deren Aufgabe es ist, Energie zu speichern und Spannungsschwankungen aufgrund von Änderungen der Lichtverhältnisse auszugleichen;
-Ein Batterieladeregler, der verhindert, dass die Batterie überladen wird oder sich vorzeitig entlädt.
All dies wird als autonomes Stromversorgungssystem auf der Grundlage von Solarzellen bezeichnet.
Wie funktionieren Solarzellen. Was ist das Prinzip einer alternativen Energiequelle?
Zum einen bestehen die Photovoltaikzellen aus Siliziumscheiben (Wafern). Silizium wiederum ähnelt in seiner chemischen Zusammensetzung dem reinen Silizium. Diese Nuance hat es möglich gemacht, die Kosten einer Solarzelle zu senken und sie bereits auf das Fließband zu bringen. Silizium muss unbedingt kristallisiert sein, da es selbst ein Halbleiter ist. Einkristalle sind viel einfacher herzustellen, haben aber nicht viele Facetten, so dass sich die Elektronen in einer geraden Linie bewegen können.
Es ist wichtig zu wissen, dass der Zusatz von Phosphor oder Arsen die elektrische Leitfähigkeit erhöht. Eine der wichtigsten Eigenschaften von Silizium ist auch seine Unsichtbarkeit für Infrarotstrahlung. Dank dieses Elements absorbieren die Konverterblöcke nur die nützlichen Teile des Sonnenspektrums.
Funktionsweise eines Solarmoduls. Wie Solarmodule funktionieren.
1. Die Energie der Sonne dringt in die Platten ein.
2. Die Platten erhitzen sich und geben Elektronen ab.
3. Die Elektronen bewegen sich aktiv entlang der Leiterbahnen.
4. Die Leiter geben eine Ladung an die Batterien ab.
Der Aufbau und das Funktionsprinzip einer Stromquelle können als einfach beschrieben werden.
Er besteht aus nur zwei Teilen: dem Hauptgehäuse und den Umformereinheiten. In den meisten Fällen besteht das Gehäuse aus Kunststoff. Es sieht aus wie eine gewöhnliche Fliese, an der die Wandlereinheiten befestigt sind.
Der Transducer-Block ist ein Silizium-Wafer. Er kann auf zwei Arten hergestellt werden: polykristallin oder monokristallin. Die polykristalline Methode ist die kostengünstigste und die monokristalline Methode gilt als die effizienteste. Alle anderen zusätzlichen Teile (z. B. Steuerungen und Wechselrichter), Mikroschaltungen werden nur angebracht, um die Leistung und Funktion der Energiequelle zu erhöhen. Auch ohne sie kann das Solarmodul funktionieren.
Es gibt zwei Arten von Verbindungen: in Reihe und parallel. Der einzige Unterschied besteht darin, dass bei der Parallelschaltung der Strom und bei der Reihenschaltung die Spannung erhöht wird. Wenn es notwendig ist, den Betrieb von zwei Parametern gleichzeitig zu maximieren, wird die Parallel-Serienschaltung verwendet.
Es ist jedoch zu bedenken, dass hohe Lasten dazu führen können, dass einige Kontakte durchbrennen. Um dies zu verhindern, werden Dioden eingesetzt. Eine Diode ist in der Lage, ein Viertel der Lichtschranke zu schützen. Wenn sie nicht im Gerät vorhanden sind, besteht eine gute Chance, dass die gesamte Energiequelle nach dem ersten Regen oder Orkan nicht mehr funktioniert.
Wie jedes technische Gerät hat auch ein Solarmodul seine eigenen Leistungsdaten und technischen Spezifikationen, die sich von Modell zu Modell und von Hersteller zu Hersteller unterscheiden, allerdings mit einer eher geringen Abweichung. Bei einer Solarmodulfläche von ca. 0,2 m² beträgt die Modulleistung ca. 10 W. Die Spannung bei maximaler Belastung beträgt ca. 25 V. Der Kurzschlussstrom beträgt ca. 500 µA. Das Modul wiegt ca. 2 kg. Der typische Wirkungsgrad eines Solarmoduls liegt bei 14 bis 18 %. Die Lebensdauer einer solchen Platte liegt bei mindestens 25 Jahren.