Pin mặt trời và mô-đun. Sơ đồ, mô tả

Thư viện kỹ thuật miễn phí

ENCYCLOPEDIA VỀ ĐIỆN TỬ TRUYỀN THANH VÀ KỸ THUẬT ĐIỆN
Thư viện miễn phí / Sơ đồ của các thiết bị vô tuyến-điện tử và điện

Pin mặt trời và mô-đun. Bách khoa toàn thư về điện tử vô tuyến và kỹ thuật điện

Thư viện kỹ thuật miễn phí

Bách khoa toàn thư về điện tử vô tuyến và kỹ thuật điện / Nguồn năng lượng thay thế

Bình luận bài viết

Phương pháp tạo ra điện từ ánh sáng mặt trời đã được biết đến từ lâu. Hiện tượng hiệu ứng quang điện được E. Becquerel quan sát lần đầu tiên vào năm 1839. Nhưng hiện tượng này không được chú ý cho đến năm 1873, khi W. Smith phát hiện ra hiệu ứng tương tự khi chiếu ánh sáng vào một tấm selen. Đã ở thế kỷ XX. Pin mặt trời silicon được phát minh và đạt đến mức độ hoàn thiện cao vào những năm 50.

Thiết kế đơn giản nhất của pin mặt trời dựa trên silicon đơn tinh thể được thể hiện trong Hình 1. Ở độ sâu nông tính từ bề mặt của tấm wafer silicon lớp p, một điểm nối pn với một điểm tiếp xúc kim loại mỏng được hình thành.

Một tiếp điểm kim loại liên tục được áp vào mặt sau của tấm. Khi pin mặt trời được chiếu sáng, các photon bị hấp thụ sẽ tạo ra các cặp electron-lỗ trống không cân bằng. Các electron được tạo ra trong lớp p gần điểm nối pn tiếp cận điểm nối pn và được điện trường đưa vào vùng n. Tương tự, các lỗ thừa được tạo ra ở lớp n sẽ được chuyển một phần sang lớp p. Kết quả là lớp n thu được điện tích âm bổ sung và lớp p thu được điện tích dương.

Sự chênh lệch điện thế tiếp xúc ban đầu giữa lớp p và n của chất bán dẫn giảm dần và điện áp xuất hiện ở mạch ngoài. Cực âm của nguồn tương ứng với lớp n và cực dương tương ứng với lớp p.

Không giống như các nguồn hiện tại khác, đặc tính của pin mặt trời phụ thuộc vào lượng ánh sáng tới trên bề mặt. Ví dụ: một đám mây đi vào có thể làm giảm hơn 50% công suất đầu ra. Ngoài ra, pin mặt trời có các thông số khác nhau nên cần được sắp xếp theo dòng điện đầu ra.

Bằng cách tải phần tử, bạn có thể vẽ đồ thị công suất đầu ra so với điện áp (Hình 2). Công suất cực đại tương ứng với điện áp 0,47 V.

Như vậy, để so sánh các pin mặt trời với nhau trong cùng điều kiện, cần phải nạp chúng sao cho điện áp đầu ra là 0,47 V. Các pin được chọn phải được hàn nối tiếp để có điện áp cao hơn hoặc song song để có được điện áp dòng điện cao hơn. Một kết nối song song nối tiếp cũng có thể được sử dụng.

Một điểm quan trọng là chế độ nhiệt độ. Khi phần tử được làm nóng một độ trên 25°C, nó sẽ mất 0,002 V. Để so sánh, Hình 3 cho thấy một họ đường đặc tính dòng điện-điện áp ở nhiệt độ 25 và 60°C. Vào một ngày nắng chói chang, các bộ phận nóng lên tới 60-70°C. Đây là nguyên nhân chính làm giảm hiệu suất của pin mặt trời (thường là 10-16%). Do đó, một phần tử có kích thước 100x100 mm có thể tạo ra 1...1,6 W.

Việc kết nối các pin mặt trời theo chuỗi song song và nối tiếp được gọi là mô-đun năng lượng mặt trời. Khi được sử dụng để sạc pin có điện áp danh định là 12 V, theo quy định, cần có 36 pin mặt trời, cung cấp điện áp 16...17 V. Cần có mức dự trữ như vậy so với điện áp của một lần sạc đầy pin (14,4 V) để bù đắp tổn thất trong bộ sạc.

Tất cả các hệ thống quang điện có thể được chia thành hai loại: tự trị và kết nối với mạng điện (loại sau cung cấp năng lượng điện dư thừa cho mạng). Hệ thống tự động bao gồm một bộ mô-đun năng lượng mặt trời được đặt trên cấu trúc hỗ trợ, pin, bộ điều khiển sạc-xả pin và cáp kết nối. Nếu người tiêu dùng cần có điện áp xoay chiều thì bộ chuyển đổi biến tần DC-to-AC sẽ được thêm vào bộ sản phẩm này.

Việc tính toán FES bao gồm: xác định công suất định mức của các mô-đun, số lượng, sơ đồ kết nối, lựa chọn loại và dung lượng của pin, công suất của biến tần và bộ điều khiển sạc-xả.

Sức mạnh của người tiêu dùng được thể hiện trong bảng dữ liệu sản phẩm. Công suất biến tần phải được lựa chọn dựa trên tổng công suất của các hộ tiêu thụ nhân với 1,25. Cần lưu ý rằng một số người tiêu dùng tại thời điểm khởi động tiêu thụ điện năng gấp nhiều lần so với công suất định mức (động cơ điện).

Phạm vi danh nghĩa của biến tần là 150, 300, 500, 800, 1500, 2500, 5000 W. Đối với công suất trên 1 kW, điện áp trạm được chọn tối thiểu là 48 V.

Xác định dung lượng pin. Dung lượng pin được chọn từ dải dung lượng tiêu chuẩn. Và công suất tính toán có được bằng cách chia tổng công suất của người tiêu dùng cho tích của điện áp pin và độ sâu phóng điện của pin. Ví dụ: nếu tổng công suất của người tiêu dùng là 1000 W, đã bao gồm. mỗi ngày và độ sâu xả của ắc quy 12 V là 50% thì công suất tính toán sẽ là 1000/(12x0,5) = 167 Ah. Tính toán này được thực hiện trong điều kiện tất cả các ngày đều có nắng.

Xác định tổng công suất và số lượng mô-đun năng lượng mặt trời. Giá trị trung bình của bức xạ mặt trời ở các vĩ độ và các tháng khác nhau trong năm được đưa ra trong các bảng khí tượng. Ví dụ, ở vĩ độ 50°, giá trị bức xạ mặt trời vào tháng 180 là 2 kWh/m40 khi địa điểm được hướng về phía nam một góc 180° so với đường chân trời. Điều này có nghĩa là trung bình mặt trời chiếu sáng vào tháng 6 trong 1000 giờ (2 giờ mỗi ngày) với cường độ XNUMX W/mXNUMX.

Mô-đun có công suất Pw sẽ tạo ra lượng năng lượng sau trong khoảng thời gian đã chọn:

W = k Pw E/1000,

trong đó E là giá trị ánh nắng trong khoảng thời gian đã chọn; k là hệ số bằng 0,5 vào mùa hè và 0,7 vào mùa đông (có tính đến sự điều chỉnh nhiệt độ của các nguyên tố trong mặt trời). Ví dụ, với mô-đun có công suất 1000 W và E = 180 kWh/m2 vào tháng 90 sẽ tạo ra XNUMX kWh điện.

Dựa trên những dữ liệu này, bạn có thể tính toán tổng công suất của các mô-đun và chia cho công suất của một mô-đun, tính số lượng mô-đun.

Xem các bài viết khác razdela Nguồn năng lượng thay thế.

Đọc và viết hữu ích bình luận về bài viết này.

<< Quay lại

Tin tức khoa học công nghệ, điện tử mới nhất:

Tiếng ồn giao thông làm chậm sự phát triển của gà con 06.05.2024

Những âm thanh xung quanh chúng ta ở các thành phố hiện đại ngày càng trở nên chói tai. Tuy nhiên, ít người nghĩ đến việc tiếng ồn này ảnh hưởng như thế nào đến thế giới động vật, đặc biệt là những sinh vật mỏng manh như gà con chưa nở từ trứng. Nghiên cứu gần đây đang làm sáng tỏ vấn đề này, cho thấy những hậu quả nghiêm trọng đối với sự phát triển và sinh tồn của chúng. Các nhà khoa học đã phát hiện ra rằng việc gà con ngựa vằn lưng kim cương tiếp xúc với tiếng ồn giao thông có thể gây ra sự gián đoạn nghiêm trọng cho sự phát triển của chúng. Các thí nghiệm đã chỉ ra rằng ô nhiễm tiếng ồn có thể làm chậm đáng kể quá trình nở của chúng và những gà con nở ra phải đối mặt với một số vấn đề về sức khỏe. Các nhà nghiên cứu cũng phát hiện ra rằng những tác động tiêu cực của ô nhiễm tiếng ồn còn ảnh hưởng đến chim trưởng thành. Giảm cơ hội sinh sản và giảm khả năng sinh sản cho thấy những ảnh hưởng lâu dài mà tiếng ồn giao thông gây ra đối với động vật hoang dã. Kết quả nghiên cứu nêu bật sự cần thiết ... >>

Loa không dây Samsung Music Frame HW-LS60D 06.05.2024

Trong thế giới công nghệ âm thanh hiện đại, các nhà sản xuất không chỉ nỗ lực đạt được chất lượng âm thanh hoàn hảo mà còn kết hợp chức năng với tính thẩm mỹ. Một trong những bước cải tiến mới nhất theo hướng này là hệ thống loa không dây Samsung Music Frame HW-LS60D mới, được giới thiệu tại sự kiện Thế giới Samsung 2024. Samsung HW-LS60D không chỉ là một chiếc loa mà còn là nghệ thuật của âm thanh kiểu khung. Sự kết hợp giữa hệ thống 6 loa có hỗ trợ Dolby Atmos và thiết kế khung ảnh đầy phong cách khiến sản phẩm này trở thành sự bổ sung hoàn hảo cho mọi nội thất. Samsung Music Frame mới có các công nghệ tiên tiến bao gồm Âm thanh thích ứng mang đến cuộc hội thoại rõ ràng ở mọi mức âm lượng và tính năng tối ưu hóa phòng tự động để tái tạo âm thanh phong phú. Với sự hỗ trợ cho các kết nối Spotify, Tidal Hi-Fi và Bluetooth 5.2 cũng như tích hợp trợ lý thông minh, chiếc loa này sẵn sàng đáp ứng nhu cầu của bạn. ... >>

Một cách mới để kiểm soát và điều khiển tín hiệu quang 05.05.2024

Thế giới khoa học và công nghệ hiện đại đang phát triển nhanh chóng, hàng ngày các phương pháp và công nghệ mới xuất hiện mở ra những triển vọng mới cho chúng ta trong nhiều lĩnh vực khác nhau. Một trong những đổi mới như vậy là sự phát triển của các nhà khoa học Đức về một phương pháp mới để điều khiển tín hiệu quang học, phương pháp này có thể dẫn đến tiến bộ đáng kể trong lĩnh vực quang tử học. Nghiên cứu gần đây đã cho phép các nhà khoa học Đức tạo ra một tấm sóng có thể điều chỉnh được bên trong ống dẫn sóng silica nung chảy. Phương pháp này dựa trên việc sử dụng lớp tinh thể lỏng, cho phép người ta thay đổi hiệu quả sự phân cực của ánh sáng truyền qua ống dẫn sóng. Bước đột phá công nghệ này mở ra triển vọng mới cho việc phát triển các thiết bị quang tử nhỏ gọn và hiệu quả có khả năng xử lý khối lượng dữ liệu lớn. Việc điều khiển phân cực quang điện được cung cấp bởi phương pháp mới có thể cung cấp cơ sở cho một loại thiết bị quang tử tích hợp mới. Điều này mở ra những cơ hội lớn cho ... >>

Tin tức ngẫu nhiên từ Kho lưu trữ

Khai trương đài quan sát thiên văn cao nhất thế giới 04.05.2024

Khám phá không gian và những bí ẩn của nó là nhiệm vụ thu hút sự chú ý của các nhà thiên văn học từ khắp nơi trên thế giới. Trong bầu không khí trong lành của vùng núi cao, cách xa ô nhiễm ánh sáng thành phố, các ngôi sao và hành tinh tiết lộ bí mật của chúng một cách rõ ràng hơn. Một trang mới đang mở ra trong lịch sử thiên văn học với việc khai trương đài quan sát thiên văn cao nhất thế giới - Đài thiên văn Atacama của Đại học Tokyo.

Đài quan sát Atacama nằm ở độ cao 5640 mét so với mực nước biển mở ra cơ hội mới cho các nhà thiên văn học trong việc nghiên cứu không gian. Địa điểm này đã trở thành vị trí cao nhất cho kính viễn vọng trên mặt đất, cung cấp cho các nhà nghiên cứu một công cụ độc đáo để nghiên cứu sóng hồng ngoại trong Vũ trụ.

Mặc dù vị trí ở độ cao mang lại bầu trời trong xanh hơn và ít bị nhiễu từ khí quyển hơn nhưng việc xây dựng đài quan sát trên núi cao đặt ra những khó khăn và thách thức to lớn. Tuy nhiên, bất chấp những khó khăn, đài quan sát mới mở ra triển vọng rộng lớn cho các nhà thiên văn học nghiên cứu các hiện tượng vũ trụ và mở ra những chân trời mới trong thiên văn học.

Đài quan sát Atacama của Đại học Tokyo thể hiện sự đóng góp đáng kể cho sự phát triển của thiên văn học và thám hiểm không gian. Khám phá của nó mở ra những cơ hội mới cho cộng đồng khoa học nghiên cứu các vật thể và hiện tượng không gian, mở rộng ranh giới hiểu biết của chúng ta về Vũ trụ.

Tin tức thú vị khác:

▪ Bình tĩnh mong đợi

▪ Ngày nguy hiểm nhất trong năm

▪ Tủ lạnh Flex 4 cửa Samsung Bespoke với chế độ ăn uống và nấu ăn kỹ thuật số

▪ Thiết bị tương tự MEMS chuyển mạch thay vì rơle

▪ Vệ tinh nhỏ để theo dõi các cơn bão toàn cầu

Nguồn cấp tin tức khoa học và công nghệ, điện tử mới

Tài liệu thú vị của Thư viện kỹ thuật miễn phí:

▪ phần cơ bản của trang web về sơ cứu (OPMP). Lựa chọn bài viết

▪ bài viết Mô hình tên lửa lớp S3A. Lời khuyên cho một người mẫu

▪ bài viết Ai công nhận Hitler là người đàn ông của năm? đáp án chi tiết

▪ bài viết Common leucanthemum. Truyền thuyết, canh tác, phương pháp áp dụng

▪ bài viết Đồng hồ tốc độ kỹ thuật số, đồng hồ và nhiệt kế cho ô tô. Bách khoa toàn thư về điện tử vô tuyến và kỹ thuật điện

▪ bài viết Cách xem đáp ứng tần số của bộ thu phát. Bách khoa toàn thư về điện tử vô tuyến và kỹ thuật điện

Để lại bình luận của bạn về bài viết này:

Tất cả các ngôn ngữ của trang này

Trang chủ | Thư viện | bài viết | Sơ đồ trang web | Đánh giá trang web