|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese|
ENCYCLOPEDIA VỀ ĐIỆN TỬ TRUYỀN THANH VÀ KỸ THUẬT ĐIỆN Việc sử dụng pin mặt trời. Bách khoa toàn thư về điện tử vô tuyến và kỹ thuật điện
Bách khoa toàn thư về điện tử vô tuyến và kỹ thuật điện / Nguồn năng lượng thay thế Chào mừng đến với thế giới của quang điện, đến với thế giới của điện năng từ mặt trời. Nếu người đọc chưa quen với quang điện, thì anh ta sẽ có được niềm vui thực sự và sẽ được thưởng cho người quen này. Chúng ta sẽ nói về việc sử dụng và ứng dụng của pin mặt trời silicon. Bất kể thiết bị sẽ được sử dụng ở đâu, pin mặt trời là một phần không thể thiếu của nó và bản thân chúng rất thú vị. Vì vậy, điều quan trọng là phải hiểu bản chất của chúng và học cách sử dụng chúng. Không có gì khó khăn trong chương này. Chúng ta sẽ chỉ nói về "bánh răng và đai ốc". Nguyên tắc cơ bản của công việc Nguyên lý hoạt động của pin mặt trời khá đơn giản và như sau. Khi được chiếu sáng, pin mặt trời silicon tạo ra điện áp 0,5 V. Bất kể loại và sơ đồ kết nối, tất cả pin mặt trời silicon (lớn và nhỏ) đều tạo ra điện áp 0,5 V. Tình hình là khác nhau với dòng điện đầu ra của phần tử. Nó phụ thuộc vào cường độ ánh sáng và kích thước của phần tử, tức là diện tích bề mặt. Rõ ràng là phần tử 10 x 10 cm2 lớn hơn 4 lần so với phần tử 5 x 5 cm2, do đó, nó tạo ra dòng điện gấp 4 lần. Độ mạnh của dòng điện cũng phụ thuộc vào bước sóng của ánh sáng và cường độ của nó, và nó tỷ lệ thuận với cường độ của bức xạ. Ánh sáng càng sáng thì dòng điện do pin mặt trời tạo ra càng nhiều. Tăng đặc tính đầu ra của pin mặt trời Pin mặt trời sẽ rất hiếm khi được sử dụng nếu hoạt động trong các thông số được đề cập. Chỉ trong một số trường hợp, điện áp thấp như vậy (0,5 V) mới cần thiết cho các yêu cầu tùy ý đối với lượng dòng điện tiêu thụ.
May mắn thay, không có hạn chế ở đây. Các tế bào năng lượng mặt trời có thể được kết nối nối tiếp và song song để tăng các đặc tính đầu ra. Chúng tôi sẽ coi pin mặt trời là pin thông thường. Được biết, một số pin được sử dụng để tăng độ sáng của đèn pin. Về bản chất, khi các pin được mắc nối tiếp, tổng điện áp sẽ tăng (Hình 1). Điều tương tự cũng có thể được thực hiện với pin mặt trời. Bằng cách kết nối cực dương của một ô với cực âm của ô kia, có thể thu được điện áp 1 V từ hai ô. Tương tự, ba ô sẽ cho 1,5 V, bốn ô 2 V, v.v. pin mặt trời nối tiếp, với điều kiện là có đủ chúng, có thể đạt tới hàng nghìn vôn! Thật không may, từ quan điểm tăng dòng điện đầu ra, kết nối nối tiếp có một nhược điểm cố hữu. Khi pin được kết nối nối tiếp, dòng điện đầu ra không vượt quá đặc tính mức của phần tử kém nhất trong mạch. Điều này đúng với tất cả các nguồn năng lượng, cho dù đó là pin, nguồn điện hay pin mặt trời. Điều này có nghĩa là đối với bất kỳ số lượng pin mặt trời 2-amp nào trong một mạch, một pin 1-amp sẽ xác định tổng dòng điện đầu ra, tức là 1 A. Do đó, nếu bạn muốn đạt được hiệu suất tối đa, bạn phải phù hợp với dòng điện của tất cả các phần tử của mạch. Được rồi, căng thẳng là rõ ràng. Nhưng làm thế nào để tăng dòng điện đầu ra của pin mặt trời? Rốt cuộc, mặt trời tỏa sáng với một độ sáng nhất định. Dòng điện đầu ra phụ thuộc vào diện tích bề mặt của phần tử, và do đó, cách tự nhiên để tăng dòng điện là tăng diện tích của phần tử (hoặc các phần tử). Yếu tố? Chính xác!
Nếu chúng ta lấy bốn phần tử có kích thước 5x5 cm2 mỗi phần và kết nối chúng song song với nhau, như trong hình. 2, có thể đạt được kết quả tương tự như khi thay thế bốn phần tử bằng một kích thước 10x10 cm2 (trong cả hai trường hợp, diện tích bề mặt là như nhau và là 100 cm2). Cần phải hiểu rằng với kết nối song song, chỉ có cường độ dòng điện tăng chứ không phải điện áp. Bất kể số lượng phần tử được kết nối song song (4 hoặc 50), điện áp được tạo ra sẽ không quá 0,5 V. pin quang điện Bạn có thể đoán những gì sẽ được thảo luận. Thật vậy, để tận dụng lợi thế của cả hai phương pháp chuyển đổi, có thể kết hợp kết nối nối tiếp và song song của các phần tử. Sự kết hợp này được gọi là pin. Pin có thể được thực hiện trong bất kỳ kết hợp mong muốn. Pin đơn giản nhất là một chuỗi các tế bào nối tiếp. Bạn cũng có thể kết nối các chuỗi phần tử song song, các phần tử riêng lẻ trong chuỗi hoặc kết hợp chúng trong bất kỳ tổ hợp nào khác. Trên hình. 3 chỉ hiển thị ba ví dụ về các kết hợp có thể.
Sự khác biệt về bản chất của các kết nối của các yếu tố trong hình. 3, mặc dù chúng đều có các đặc điểm đầu ra giống nhau, nhưng được quyết định bởi các yêu cầu về độ tin cậy khác nhau. Trên hình. 3 và ba chuỗi phần tử liên tiếp được kết nối song song. Phương pháp này được sử dụng khi có khả năng cao xảy ra ngắn mạch các phần tử riêng lẻ. Trên hình. 3, b hiển thị sơ đồ kết nối các phần tử nối tiếp song song. Với kết nối như vậy, sự cố của một trong các phần tử, chẳng hạn như do xuất hiện vết nứt, không dẫn đến mất toàn bộ chuỗi do đứt chuỗi. Trong ví dụ trước (Hình 3, c), cả hai trường hợp có số lượng kết nối tối thiểu đều được tính đến. Có thể có các loại kết nối khác và sự lựa chọn của chúng phải được xác định bởi các điều kiện hoạt động cụ thể của thiết bị của bạn. Một điều kiện quan trọng nên được ghi nhớ. Bất kể chuyến bay của trí tưởng tượng của bạn là gì, các chuỗi phần tử được kết nối song song nhất thiết phải phù hợp với nhau về điện áp. Bạn không thể kết nối song song một chuỗi 15 phần tử và một chuỗi ngắn 5 phần tử. Với kết nối này, pin sẽ không hoạt động. khuynh hướng đảo ngược Khi làm việc với các tấm pin mặt trời, theo quy luật, chúng gặp phải một hiện tượng không xảy ra khi sử dụng các nguồn điện thông thường. Hiện tượng này có liên quan đến cái gọi là sai lệch ngược. Để hiểu đây là gì, chúng ta hãy nhìn vào Hình. 4.
Hình này cho thấy 8 phần tử được kết nối nối tiếp. Tổng điện áp đầu ra của mạch là 4 V và điện trở RL được kết nối dưới dạng tải. Càng xa càng tốt. Nhưng hãy làm tối tế bào quang điện D bằng một vật mờ đục, chẳng hạn như bàn tay, và xem điều gì sẽ xảy ra. Bạn có thể nghĩ rằng điện áp sẽ giảm xuống 3,5V, phải không? Không có gì như thế này! Pin mặt trời không sinh ra năng lượng điện là link kiện có nội trở cao chứ không phải bị đoản mạch. Điều tương tự cũng xảy ra khi công tắc được mở, nhưng công tắc này không mở hoàn toàn - một dòng điện nhỏ chạy qua nó. Trong hầu hết các trường hợp, điện trở hiệu dụng của pin mặt trời trong bóng tối lớn hơn nhiều lần so với giá trị của điện trở tải RL. Do đó, trong thực tế, bạn có thể coi RL là một đoạn dây nối giữa cực âm và cực dương. Điều này có nghĩa là phần tử D bây giờ thực hiện chức năng tải, các phần tử khác sẽ làm gì? Cung cấp năng lượng cho tải này! Kết quả là, phần tử D nóng lên và nếu được làm nóng đủ mức, có thể hỏng (nổ). Kết quả là, chúng tôi chỉ còn lại một cục pin từ chuỗi nối tiếp có một phần tử không hoạt động - một tình huống không thể tránh khỏi.
Một cách hiệu quả để giải quyết vấn đề này là kết nối song song các điốt song song với tất cả các phần tử, như thể hiện trong Hình. 5. Các điốt được kết nối để khi pin mặt trời hoạt động, chúng được phân cực ngược bởi điện áp của chính tế bào. Do đó, không có dòng điện chạy qua diode và pin hoạt động bình thường. Bây giờ chúng ta hãy giả sử rằng một trong các phần tử được tô bóng. Trong trường hợp này, diode bị phân cực thuận và dòng điện chạy qua nó vào tải, bỏ qua phần tử bị lỗi. Tất nhiên, điện áp đầu ra của toàn bộ mạch sẽ giảm 0,5 V, nhưng nguồn lực tự hủy sẽ bị loại bỏ. Một lợi ích bổ sung là pin tiếp tục hoạt động bình thường. Nếu không có điốt shunt, nó sẽ hoàn toàn thất bại. Trong thực tế, việc chuyển hướng từng ô pin là không thực tế. Cần xem xét các cân nhắc về kinh tế và việc sử dụng điốt song song dựa trên sự đánh đổi hợp lý giữa độ tin cậy và chi phí. Theo quy định, một diode được sử dụng để bảo vệ 1/4 pin. Do đó, chỉ cần 4 điốt cho toàn bộ pin. Trong trường hợp này, hiệu ứng đổ bóng sẽ làm giảm 25% (có thể chấp nhận được) công suất đầu ra. Cắt các yếu tố thành từng mảnh Không phải lúc nào các phần tử nối tiếp cũng khớp chính xác với kế hoạch của bạn. Mặc dù họ cố gắng cung cấp cho bạn càng nhiều sự lựa chọn càng tốt, nhưng không có cách nào để đáp ứng tất cả các yêu cầu. May mắn thay, điều này là không cần thiết. Pin mặt trời đơn tinh thể có thể được đúc thành bất kỳ hình dạng mong muốn nào.
Bạn nên biết rằng đây là trường hợp, bởi vì pin mặt trời đơn tinh thể được làm từ một tinh thể đơn lớn. Nguyên tử silic có bốn electron hóa trị và tạo thành mạng tinh thể lập phương. Trên hình. Hình 6 cho thấy một pin mặt trời tròn điển hình với cấu trúc dạng hạt nổi bật. Nếu một lực tác dụng lên cấu trúc gồm các electron liên kết mạnh này, thì vết nứt sẽ xuất hiện dọc theo đường khuyết. Điều này rất giống với vết nứt xảy ra do động đất. Cấu trúc của tinh thể đã được biết và do đó có thể dự đoán được hướng của vết nứt. Nếu lực được áp dụng cho cạnh được hiển thị trong Hình. 6 của tấm tại điểm A, sau đó các lực cơ học tác động bên trong tinh thể sẽ chia nó thành hai nửa. Bây giờ thay vì một yếu tố có hai. Giả sử cần phải chia một phần tử như vậy thành bốn phần giống hệt nhau. Điều này có thể đạt được bằng cách tác dụng lực trước tiên dọc theo đường khuyết dọc và sau đó dọc theo đường ngang. May mắn thay, điều này có thể được thực hiện cùng một lúc. Hầu hết các phần tử tròn đơn tinh thể được đánh dấu bằng một chữ thập ở trung tâm. Nếu bạn ấn vào điểm này bằng một con dao có đầu chéo, phần tử sẽ chia thành bốn phần gọn gàng. Đừng lo lắng nếu bạn không đánh chính xác trung tâm. Phần tử sẽ tách ra, nhưng không thành các phần bằng nhau. Kích thước của các mảnh vỡ sẽ được xác định bởi điểm tác dụng của lực, nhưng tất cả chúng sẽ bị phân chia dọc theo cùng một mặt phẳng. Các đường phân cắt luôn song song với nhau và tất cả các giao điểm xảy ra ở các góc vuông. Được hướng dẫn bởi các quy tắc này, bạn có thể lấy các phần tử có kích thước bất kỳ theo yêu cầu. Khi cố gắng tách một phần tử lần đầu tiên, bạn phải cực kỳ cẩn thận: bạn không thể làm việc trên bề mặt cứng. Tác dụng nhiều lực lên một phần tử nằm trên một bề mặt phẳng cứng, bạn chỉ có thể tạo một lỗ trên đó. Để tạo ra ứng suất cơ học, phần tử cần phải uốn cong. Tôi thấy rằng một vài tờ giấy (có thể là giấy in báo) là đủ khi tách một phần tử. Chỉ các phần tử đơn tinh thể mới có thể được phân chia theo cách này. Các phần tử đa tinh thể (tế bào wacker) mới xuất hiện gần đây không thể phân chia đối xứng. Nếu bạn cố gắng làm điều này, pin mặt trời sẽ vỡ thành hàng triệu mảnh. Một phần tử đa tinh thể rất dễ phân biệt với một tinh thể. Kết quả của quá trình xử lý là một tinh thể đơn có cấu trúc bề mặt nhẵn và mịn. Đa tinh thể trông giống như thép mạ kẽm với bề mặt đặc trưng của nó. Hàn pin mặt trời Sau khi pin mặt trời được chọn để hoạt động, cần phải hàn chúng. Thông thường, chúng ta có sẵn các pin mặt trời nối tiếp được trang bị lưới thu dòng điện và các tiếp điểm ngược, được thiết kế để hàn dây dẫn với chúng. Trong quá trình sản xuất, các điểm tiếp xúc thường được phủ bằng chất hàn có chứa một lượng nhỏ bạc. Bạc bảo vệ đầu que hàn khỏi bị phá hủy và khả năng bám dính của các điểm tiếp xúc kim loại mỏng trong quá trình hàn. Hãy nhớ rằng các lưới thu dòng điện cũng mỏng manh như các dây dẫn kim loại của bảng mạch in. Các nhà sản xuất pin mặt trời thường sử dụng chất hàn, chất trợ dung và dây dẫn đặc biệt cho các kết nối. Hàn có chứa 2% bạc luôn có thể được mua tại cửa hàng. Thay vì nhựa thông, nên sử dụng chất trợ dung gốc nước thông thường để có thể dễ dàng rửa sạch khỏi bề mặt của phần tử sau khi hàn. Thứ khó tìm nhất là dây dẫn ruy băng phẳng, vì nó hiếm khi được bày bán. Tuy nhiên, bạn có thể làm một thứ tương tự nếu lấy một sợi dây đồng và dùng búa đập phẳng đầu của nó. Thay vào đó, bạn có thể sử dụng lá đồng hoặc dây đồng mỏng. Bản thân quá trình hàn không khó, nhưng nó phải được thực hiện nhanh chóng. Tấm silicon là một chất tản nhiệt rất tốt, nếu bạn dùng mỏ hàn chạm vào phần tử trong thời gian dài, đầu mỏ hàn sẽ nguội xuống dưới nhiệt độ nóng chảy của vật hàn. Trước tiên, bạn cần hàn dây bằng cách sử dụng nhiều chất hàn hơn bình thường một chút, nhưng không quá nhiều. Pin mặt trời đã được đóng hộp trong quá trình sản xuất. Đối với công việc, nên sử dụng mỏ hàn có công suất 30 hoặc 40 watt. Đầu mỏ hàn phải sạch và ấm. Trong khi bàn hàn đang nóng lên, từ thông được áp dụng cho phần tử và dây thiếc được ép vào đế tiếp xúc của phần tử. Bây giờ chạm mỏ hàn nóng vào bề mặt của dây. Điều cần thiết là mối nối phải được "bao bọc" bằng chất hàn nóng chảy và đảm bảo sự tiếp xúc đáng tin cậy của dây với phần tử. Quá trình hàn được thực hiện chỉ bằng một lần chạm: bạn cần thao tác nhanh chóng nhưng cẩn thận. Tiếp điểm phía sau được hàn theo cách tương tự. Để có được một chuỗi các phần tử tuần tự, tiếp điểm phía trước của phần tử thứ nhất được nối bằng dây với tiếp điểm phía sau của phần tử thứ hai. Sau đó, với một đoạn dây khác, tiếp điểm phía trước của dây thứ hai được nối với mặt sau của dây thứ ba, v.v. Tiếp điểm phía trước là điện cực âm, trong khi tiếp điểm phía sau là điện cực dương. Một phương pháp được sử dụng rộng rãi khác là kết nối các phần tử ở dạng mái ngói. Nếu bạn đã từng nhìn thấy một mái ngói, bạn đã có ý tưởng. Tiếp điểm phía trước của một phần tử được che phủ từ phía trên bởi phần tiếp xúc phía sau của phần tử kia. Điểm tiếp xúc được làm nóng bằng mỏ hàn, và do đó hai phần tử được kết nối với nhau. Một kết nối như vậy được hiển thị trong Hình. 7.
Cần phải thu thập một số chất hàn dư thừa trên đầu để hàn các phần tử một cách đáng tin cậy. Cẩn thận không làm phần tử quá nóng, nếu không sẽ không có tiếp xúc nào cả. Theo cách này, tốt hơn là hàn các phần tử nhỏ trong đó bạn có thể đồng thời làm nóng toàn bộ khu vực tiếp xúc. Tốt nhất là sử dụng đầu mỏ hàn hình chữ nhật đặc biệt được thiết kế để hàn các mạch tích hợp từ bảng mạch in. Hệ thống sưởi và áp suất đồng đều sẽ là chìa khóa thành công. Bảo vệ pin Bây giờ pin đã được lắp ráp, cần phải bảo vệ nó khỏi hư hỏng cơ học và điều kiện thời tiết. Tốt nhất là đặt các phần tử úp xuống trên một tấm kính hoặc Plexiglas sạch. Kính an toàn được ưa chuộng hơn, tiếp theo là kính cửa sổ cường lực, nhựa acrylic và kính cửa sổ bình thường theo thứ tự an toàn giảm dần. Lớp phủ trong suốt bảo vệ pin khỏi các hư hỏng cơ học khi va chạm và vặn, uốn. Nhưng nó không bảo vệ tốt khỏi độ ẩm. Như bạn đã biết, silicon hơi hút ẩm; điều này có nghĩa là nó hấp thụ rất ít nước. Tuy nhiên, sau một thời gian dài, đặc tính đầu ra của phần tử giảm dần do ảnh hưởng của độ ẩm. Do đó, tuổi thọ của pin phụ thuộc trực tiếp vào chất lượng cách nhiệt. Cách nhiệt độ ẩm có thể được cung cấp theo nhiều cách. Theo một trong số chúng, mặt sau có thể được lấp đầy bằng cao su lỏng. Để làm điều này, cần phải tạo một khung xung quanh chu vi của kính bảo vệ để polymer lỏng không tràn ra ngoài. Ngoài ra, một khung mạnh mẽ bảo vệ tốt kính bảo vệ khỏi tác động bên. Một phương pháp khác liên quan đến việc phủ mặt sau của pin bằng một tấm nhựa Mylar dày và đốt nóng toàn bộ pin, chẳng hạn như bằng đèn sợi đốt, cho đến khi Mylar tan chảy và dính vào vỏ bảo vệ phía trước. Hoạt động này đòi hỏi một số kỹ năng, đặc biệt là trong trường hợp pin lớn. Nắp mylar phía sau có thể được dán vào một cách đơn giản. Hoạt động này thường đơn giản hơn sưởi ấm, nhưng tính chất cách điện kém đi. Cuối cùng, mặt sau của các ô pin có thể được phủ bằng nhiều lớp cao su. Nó trông không đẹp về mặt thẩm mỹ, nhưng cung cấp các đặc tính chống ẩm khá tốt. Cuối cùng nhưng không kém phần quan trọng là sản xuất hộp kín chống ẩm cho các bộ phận. Nó đắt tiền, nhưng cung cấp khả năng cách nhiệt cần thiết. Tác giả: Byers T.
Tiếng ồn giao thông làm chậm sự phát triển của gà con
06.05.2024 Loa không dây Samsung Music Frame HW-LS60D
06.05.2024 Một cách mới để kiểm soát và điều khiển tín hiệu quang
05.05.2024
▪ Trình giả lập không tốn kém cho dòng C2000 DSP ▪ Keo siêu dính sẽ đóng các vết thương trong dạ dày và ngăn chặn sự rò rỉ axit trong cây
▪ phần của trang web Intercoms. Lựa chọn bài viết ▪ bài viết Một vài quy tắc video gia đình. video nghệ thuật ▪ bài báo Cá sấu sống ở đâu mà bạn có thể nuôi? đáp án chi tiết ▪ bài viết Máy cưa điện. Bách khoa toàn thư về điện tử vô tuyến và kỹ thuật điện ▪ bài viết Cây đũa thần biến mất. bí mật tập trung
Trang chủ | Thư viện | bài viết | Sơ đồ trang web | Đánh giá trang web
www.diagram.com.ua |
Xem các bài viết khác razdela 
Tin tức khoa học công nghệ, điện tử mới nhất:
Tất cả các ngôn ngữ của trang này