Onlangs werd het idee alleen al om privéwoningen autonoom van elektriciteit te voorzien als fantastisch beschouwd. Vandaag is het een objectieve realiteit. In Europa worden zonnepanelen al heel lang gebruikt, omdat het een bijna onuitputtelijke bron van goedkope energie is. In ons land wint het verkrijgen van elektriciteit van dergelijke apparaten alleen maar aan populariteit. Dit proces gaat niet te snel, en de reden hiervoor zijn de hoge kosten.
Het werkingsprincipe van een zonnebatterij is gebaseerd op het feit dat in twee siliciumplaten bedekt met verschillende stoffen (boor en fosfor), een elektrische stroom ontstaat onder invloed van zonlicht. In de plaat, die bedekt is met fosfor, verschijnen vrije elektronen.
Ontbrekende deeltjes worden gevormd in die platen die zijn bedekt met boor. De elektronen beginnen te bewegen onder invloed van het licht van de zon. Zo wordt elektrische stroom opgewekt in zonnepanelen. Dunne strengen koper, die bedekt zijnelke batterij, trek er stroom uit en richt deze op het beoogde doel.
Eén plaat kan een kleine gloeilamp van stroom voorzien. De conclusie suggereert zichzelf. Om ervoor te zorgen dat zonnepanelen het huis van voldoende stroom voorzien, moet hun oppervlakte behoorlijk groot zijn.
Silicium tandwielen
Dus het principe van de zonnebatterij is duidelijk. De stroom wordt opgewekt door de werking van ultraviolet licht op speciale platen. Als silicium wordt gebruikt als materiaal voor het maken van dergelijke platen, dan worden de batterijen silicium (of siliciumwaterstof) genoemd.
Dergelijke wisselplaten vereisen zeer complexe productiesystemen. Dit heeft op zijn beurt een grote invloed op de kosten van producten.
Silicium zonnecellen zijn er in vele soorten.
Eenkristalconverters
Het zijn panelen met afgeschuinde hoeken. Hun kleur is altijd puur zwart.
Als we het hebben over eenkristalconverters, dan kan het werkingsprincipe van een zonnebatterij in het kort worden omschreven als gemiddeld efficiënt. Alle cellen van de lichtgevoelige elementen van zo'n batterij zijn in één richting gericht.
Hierdoor krijgt u het hoogste resultaat van vergelijkbare systemen. De efficiëntie van dit type batterij bereikt 25%.
Het nadeel is dat dergelijke panelen altijd naar de zon gericht moeten zijn.
Als de zon zich achter wolken verschuilt, naar de horizon zakt of nog niet is opgekomen, genereren de batterijen een vrij zwakke stroomkracht.
Polykristallijn
De platen van deze mechanismen zijn altijd vierkant, donkerblauw. Hun oppervlak bevat inhomogene siliciumkristallen.
De efficiëntie van polykristallijne batterijen is niet zo hoog als die van monokristallijne modellen. Het kan oplopen tot 18%. Dit nadeel wordt echter gecompenseerd door de voordelen, die hieronder zullen worden besproken.
Het werkingsprincipe van dit type zonnebatterij zorgt ervoor dat ze niet alleen gemaakt kunnen worden van puur silicium, maar ook van gerecyclede materialen. Dit verklaart enkele van de gebreken die in de apparatuur zijn gevonden. Een onderscheidend kenmerk van mechanismen van dit type is dat ze zelfs bij bewolkt weer vrij efficiënt elektrische stroom kunnen genereren. Een dergelijke nuttige kwaliteit maakt ze onmisbaar op plaatsen waar diffuus zonlicht dagelijks voorkomt.
Amorf silicium panelen
Amorfe panelen zijn goedkoper dan andere, dit bepa alt het werkingsprincipe van de zonnebatterij en het ontwerp ervan. Elk paneel bestaat uit een aantal zeer dunne lagen silicium. Ze worden gemaakt door materiaaldeeltjes in een vacuüm op folie, glas of plastic te spuiten.
Efficiëntie van panelen is veel minder dan bij eerdere modellen. Het bereikt 6%. Siliciumlagen verbranden snel in de zon. Na zes maanden gebruik van deze batterijen zal hun efficiëntie met 15% dalen, en soms met wel 20.
Twee jaar gebruik zal de bron van actieve ingrediënten volledig uitputten, en het paneel zal moeten worden gewijzigd.
Maar er zijn twee pluspunten, waardoor deze batterijen nog steeds worden gekocht. Ten eerste werken ze zelfs bij bewolkt weer. Ten tweede zijn ze, zoals al vermeld, niet zo duur als andere opties.
Hybride fotoconverters
Amorf silicium is de basis voor de rangschikking van microkristallen. Het werkingsprincipe van de zonnebatterij maakt het vergelijkbaar met een polykristallijn paneel. Het verschil tussen dit type batterijen is dat ze een elektrische stroom met een groter vermogen kunnen genereren in omstandigheden met verspreid zonlicht, bijvoorbeeld op een bewolkte dag of bij zonsopgang.
Bovendien werken batterijen niet alleen onder invloed van zonlicht, maar ook in het infraroodspectrum.
Polymeerfilm zonneconverters
Dit alternatief voor siliciumpanelen heeft alle kans om een leider te worden op de markt voor zonnepanelen. Ze lijken op een film die uit meerdere lagen bestaat. Onder hen kunnen we een raster van aluminiumgeleiders, een polymeerlaag van de actieve stof, een substraat gemaakt van organisch materiaal en een beschermende film onderscheiden.
Dergelijke fotocellen, met elkaar gecombineerd, vormen een zonnecel met rolfilm. Deze panelen zijn lichter en compacter dan siliconenpanelen. Bij de vervaardiging ervan wordt geen duur silicium gebruikt en het productieproces zelf is niet zo duur. Dit maakt het rolpaneel goedkoper dan alle andere.
Het werkingsprincipe van zonnepanelen maakt hun rendement niet te hoog.
Het bereikt 7%.
Het productieproces van dit type panelenwordt gereduceerd tot meerlaags printen op een fotocelfilm. Gefabriceerd in Denemarken.
Een ander voordeel is de mogelijkheid om de rolbatterij te snijden en in elke maat en vorm te passen.
Slechts één minpuntje. Batterijen zijn net begonnen met de productie, dus het is nog steeds vrij moeilijk om ze te krijgen.
Maar er is reden om aan te nemen dat deze elementen snel een welverdiende goede reputatie zullen verwerven bij de consument, waardoor fabrikanten de kans krijgen om op grotere schaal te produceren.
Zonneverwarming woningen
Het werkingsprincipe van een zonnebatterij voor het verwarmen van een huis onderscheidt ze radicaal van alle hierboven beschreven apparaten. Dit is een heel ander apparaat. Beschrijving volgt.
Het belangrijkste onderdeel van het zonneverwarmingssysteem is een collector die zijn licht ontvangt en omzet in kinetische energie. De oppervlakte van dit artikel kan variëren van 30 tot 70 vierkante meter.
Er wordt een speciale techniek gebruikt om de collector te bevestigen. De platen zijn onderling verbonden door metalen contacten.
Het volgende onderdeel van het systeem is de voorraadketel. Het zet kinetische energie om in thermische energie. Het is betrokken bij het verwarmen van water, waarvan de verplaatsing 300 liter kan bereiken. Soms worden dergelijke systemen ondersteund door extra ketels voor droge brandstof.
Compleet het systeemzonne-energie wand- en vloerelementen waarin verwarmde vloeistof circuleert door dunne koperen leidingen die over het hele oppervlak zijn verdeeld. Door de lage starttemperatuur van de panelen en de gelijkmatige warmteoverdracht warmt de ruimte snel genoeg op.
Hoe werkt zonneverwarming?
Laten we eens nader bekijken hoe zonnepanelen werken met ultraviolet licht.
Er is een verschil tussen de temperatuur van de collector en het opslagelement. De warmtedrager, meestal water waaraan antivries is toegevoegd, begint door het systeem te circuleren. Het werk van de vloeistof is precies de kinetische energie.
Terwijl de vloeistof door de lagen van het systeem gaat, wordt de kinetische energie omgezet in warmte, die wordt gebruikt om het huis te verwarmen. Dit circulatieproces van de drager voorziet de ruimte van warmte en maakt het mogelijk deze op elk moment van de dag en het jaar op te slaan.
Dus we hebben uitgezocht hoe zonnepanelen werken.
