Էներգիայի այլընտրանքային աղբյուրներին անցնելու հնարավորությունները դիտարկվել և մասամբ իրականացվում են էներգետիկ արդյունաբերությունը ներկայացնող շահագրգիռ ընկերությունների կողմից արդեն մի քանի տասնամյակ։ Էներգամատակարարման նոր համակարգերի ներդրման բարձր ծախսերը դեռ թույլ չեն տվել այս արդյունաբերության շատ ոլորտներ հաջողությամբ զարգանալ, սակայն կան նաև բացառություններ, որոնք ներառում են արևային էներգիայի գեներատորները:
Տարբեր տարբերակներում նման սնուցման սարքերն օգտագործվում են մասնագիտացված ոլորտներում, իսկ վերջին տարիներին դրանք իրենց տեղն են գտել մասնավոր էլեկտրամատակարարման մեջ։ Արևային մարտկոցի տեխնիկական ներդրման օպտիմալ ձևաչափը ֆոտոէլեկտրոնային մարտկոցների վրա գտնվող վահանակն է, որը շատ տեղ չի զբաղեցնում, բայց միևնույն ժամանակ սպառողին մատակարարում է որոշակի քանակությամբ էներգիա։
Տեխնոլոգիական ակնարկ
Մի շարք բնական երևույթներ կարող են օգտագործվել որպես էներգիայի աղբյուր՝ քամուց մինչև ջրի հոսք: Իհարկե, ևԱրեգակի էներգիան՝ որպես լույսի և ջերմության բնական աղբյուր, չի կարող չդիտվել որպես սովորական էլեկտրականության վերածելու ռեսուրս։ Ի դեպ, պարզ օրվա էներգետիկ լուսավորությունը կարող է հասնել 1020 Վտ/մ2, և սա շոշափելի ներուժ է, որը կարող է գործնական կիրառություն գտնել: Մնում է միայն տեխնոլոգիապես իրականացնել էներգիայի փոխակերպման և մատակարարման գործընթացը։ Ահա թե ինչի համար են օգտագործվում արևային մարտկոցները։
Այս տեսակի մոդուլները համակողմանիորեն կատարում են արևի լույսի ստացման, կայունացման և կուտակման խնդիրները: Հաջորդ փուլերում լուծվում են դրա վերափոխման, կուտակման և սպառողների միջև բաշխման խնդիրները։ Մինչ օրս արևային էներգիայի հիմնական խնդիրներն են ոչ այնքան վերը նշված գործընթացների տեխնիկական և կառուցվածքային կազմակերպումը, որքան տեխնոլոգիայի օպտիմալացումը՝ իր արտադրանքի արդյունավետությունը բարձրացնելու համար:
Վահանակի ձևավորում
Ընդհանուր իմաստով նման սարքը արեգակնային էներգիայի ընդունող և կուտակիչ է։ Այնուամենայնիվ, դրա սպասարկումն օգտագործում է բաղադրիչների մի ամբողջ խումբ, ներառյալ մարտկոցներ, էլեկտրական փոխարկիչներ, ապահովիչներ, էներգիայի կարգավորիչներ, մեխանիկա վահանակի դիրքը վերահսկելու համար և այլն:
Բայց յուրաքանչյուր դեպքում արևային վահանակների համակարգը հիմնված է մեկ հիմնական տարրի գործառույթի վրա՝ մոդուլի, որն ուղղակիորեն ստանում է արևային էներգիա: Ամենատարածված տարբերակում դրանք սիլիկոնային մոնո- կամ բազմաբյուրեղ վաֆլիներ են, որոնք համատեքստում բազմաշերտ տորթ են հիշեցնում: Սա այսպես կոչվածֆոտոգալվանային բջիջներ, որոնք ապահովում են ատոմների ճշգրիտ դիրքավորումը, որոնք, իրենց հերթին, մասնակցում են էներգիայի փոխակերպման գործընթացներին:
Արևային մարտկոցների դասակարգում ըստ արևային մարտկոցների տեսակի
Արևային էներգիա ստանալու համար թիթեղների արտադրության տեխնոլոգիաների զարգացման հետ մեկտեղ մասնագետները փորձարկել են դրանց արտադրության նյութերը՝ որոշելով օպտիմալ լուծումները: Մինչ օրս այս տեսակի մարտկոցները արտադրվում են հետևյալ տարրերից՝
- Սիլիկոնային բազմաբյուրեղ վաֆլիներ: Նյութի կառուցվածքը ձևավորվում է միաբյուրեղյա սիլիցիումի վանդակաճաղերի միջոցով, ինչը հնարավորություն է տալիս փոխհատուցել էներգիայի կորուստները կառուցվածքի եզրերին, ինչպես դա տեղի է ունենում միաբյուրեղյա վահանակների դեպքում: Արդյունքում, արդյունավետությունը հասնում է 15%-ի՝ սարքի մինչև 25 տարի ծառայության ժամկետով։
- Վահանակներ պոլիբյուրեղային սիլիցիումի վրա: Պարզ միաբյուրեղ արևային վահանակների մեկ այլ այլընտրանք: Այս հիմքի վրա մարտկոցը ավելի քիչ արտադրողական է, բայց այն շատ ավելի քիչ արժե և ավելի շատ հնարավորություններ է տալիս նախագծման տարբեր ձևերի շինարարության և դրա կողմնորոշման համար:
- Ամորֆ սիլիկոնային վահանակներ. Այն նաև ցածր էներգիայի տարբերակ է, բայց նաև առավել մատչելի: Ցածր էներգիայի կարիք ունեցող սպառողների համար միանգամայն ընդունելի լուծում:
- Կադմիումի տելուրիդ սարքեր. Այս նյութը լայնորեն կիրառվում է թաղանթային ֆոտոգալվանային բջիջների մշակման մեջ, որոնց կիսահաղորդչային շերտի հաստությունը հարյուրավոր միկրոմետր է։ Կադմիումի տելուրիդն ունի էներգիայի արտադրության միջին արդյունավետություն, բայց ինքնին արտադրման գործընթացըէլեկտրաէներգիան այս դեպքում ավելի էժան կլինի, քան ստանդարտ սիլիկոնե վահանակները:
- Մարտկոցներ՝ հիմնված CIGS կիսահաղորդչի վրա: Այս դեպքում օգտագործվում է մի քանի նյութերի համադրություն՝ գալիում, սելեն, ինդիում և պղինձ։ Այն նաև օգտագործում է թաղանթի ձևի գործոն, բայց ավելի բարձր արդյունավետությամբ, քան կադմիումի տելուրիդի գործընկերները:
Ինչպես է աշխատում սարքը
Արևային էներգիա ստանալուց հետո համակարգի գործունեության հետագա ընթացքը կարող է տեղի ունենալ ըստ տարբեր սխեմաների՝ կախված նախագծային լուծումից։ Սարքավորումն օգտագործելու հիմնականում երկու եղանակ կա.
- Ստեղծված էլեկտրաէներգիան պահվում է միացված մարտկոցի փաթեթում և սպառվում զուգահեռ սպառողների կողմից:
- Վահանակից դեպի մարտկոց տանող ճանապարհին տեղադրված է էներգիայի սպառումը կարգավորող ինվերտոր։ Նմանատիպ սխեման օգտագործվում է այն դեպքերում, երբ արևային մարտկոցը գործում է որպես էլեկտրաէներգիայի օժանդակ աղբյուր, որը ծածկում է սպառողի էլեկտրաէներգիայի միայն մի մասը:
Երկու դեպքում էլ պետք է կազմակերպվի էլեկտրական միացում՝ արևային ֆոտոխցիկների ներդրման հնարավորությամբ։ Կապի կոնֆիգուրացիան կարող է լինել սերիական կամ զուգահեռ: Կենցաղային համակարգերի նկատմամբ միջին մուտքային լարումը կարող է լինել 180-354 Վ: Բեռը այս դեպքում 5 Ա է։
Կառավարման համակարգի ներդրում
Արևային մարտկոցների ակտիվ զարգացումը տեղի է ունեցել համալիրում կառավարման միկրոկոնտրոլերների համատարած ներդրման ժամանակաշրջանում.արտադրական գործընթացները. Այս պահին նման սարքերը օգտագործվում են նաև կենցաղային ոլորտում տարբեր գործողություններ ավտոմատացնելու համար. բավական է նշել ազդանշանային համակարգերը և ավտոտնակի դռների կառավարման մեխանիզմը։
Ինչ վերաբերում է արևային մարտկոցներին, ապա օգտագործվում են կոնդենսիվ սենսորներով կարգավորիչներ, որոնք թույլ են տալիս ոչ միայն վերահսկել ֆունկցիոնալ բաղադրիչների գործառնական պարամետրերը, այլև վերահսկել արևային մարտկոցների մարտկոցների լիցքավորման գործընթացը: Հիմնական մակարդակի կարգավորիչները վերահսկում են անջատիչները, վարիստորները և ապահովիչներ, բայց կարող են նաև մասնակցել վերջնական սպառողներին մատակարարող ուղղակի հոսանքի պարամետրերի փոփոխման գործընթացներին:
Վահանակներ օգտագործելու խորհուրդներ
Արևային մարտկոց գնելիս խորհուրդ է տրվում կատարել դրա բոլոր բաղադրիչների և հատկապես ֆոտոբջիջների համապարփակ աուդիտ, քանի որ ամենափոքր վնասը կամ գործարանային թերությունը կարող է արմատապես ազդել ամբողջ համակարգի աշխատանքի վրա: Նաև տեղադրման գործընթացում պետք է առավելագույն զգույշ լինել, քանի որ կառուցվածքը փխրուն է և կարող է վնասվել առանց հատուկ պաշտպանության։
Վահանակային տիպի արևային մարտկոցի մոնտաժումն իրականացվում է հատուկ պատրաստված հիմքի վրա՝ ցածր լարման զոդման երկաթով։ Կարևոր է, որ առջևի հատվածը, ամեն դեպքում, չմթավի ծառերով և այլ բարձր առարկաներով։ Վերահսկողության համար տրամադրվում է ավտոմատացված և ֆունկցիոնալ բլոկներով հատուկ պահարան։ Դրանից մինչև տանիքը, որտեղ տեղադրված է վահանակը, պետք է անցկացվի կապի էլեկտրամատակարարման մեկուսացված երթուղի:
Ինչպես պատրաստելDIY արևային մարտկոց:
Ամենահարմար տնական սխեման պատրաստված է փայտե շրջանակից և plexiglass տարրերից։ Որպես վահանակի հիմք կարող է օգտագործվել chipboard, որի եզրերը կողային տեսքով ձևավորվում են 1-3 սմ հաստությամբ ձողով։Մակերևույթի վրա դրվում են փոքր չափի plexiglass-ի բեկորներ և ամրացվում սոսինձի վրա՝ ըստ սոսինձի։ բջիջի սկզբունքը. Այնուհետև կառուցվածքը կարելի է փակել պինդ ապակիով՝ ամուր ամրացնելով այն կողքերի եզրագծով։
Արևային մարտկոցը նույնպես պետք է տեղադրվի. Ձեր սեփական ձեռքերով դա արվում է կրող մետաղական հիմքի վրա՝ պտտվելու ունակությամբ: Դրա համար դուք կարող եք պատրաստել շրջանակային հիմք՝ շարժիչ մեխանիզմով՝ ցանկալի միջակայքում պտտվելու համար։ Այս դեպքում պետք է հաշվի առնել նաև տանիքի ծածկույթի բեռը: Ցանկալի է, որ վահանակի հենարանային հիմքը տանիքի միջոցով ուղղակիորեն միացված լինի գավազանային համակարգին: Վերջնական փուլում անհրաժեշտ է պահանջվող հզորության մարտկոցով վահանակը միացնել հաղորդիչների միջոցով և, անհրաժեշտության դեպքում, ներդնել ինվերտեր հոսանքի ցանց՝ մուտքային լարումը փոխարկելու համար։
Արևային մարտկոցների առավելությունները
Էլեկտրաէներգիայի արտադրության տեխնոլոգիաները, որոնք հիմնված են արևային էներգիայի փոխակերպման սկզբունքների վրա, շատ առավելություններ են տալիս վերջնական օգտագործողին՝ չնայած գործառնական մի շարք դժվարություններին: Մասնավորապես, ամենապարզ մեկ բյուրեղյա 100 Վտ արևային մարտկոցը կարող է անվճար լիցքավորել 12 Վ լարման մարտկոցը: Բայց նույնիսկ այդպիսի տարրերն աստիճանաբար դառնում են անցյալում, և դրանք փոխարինվում են հզորներով:գեներատորներ, որոնք կարող են սպասարկել տան էներգահամակարգը, որոնք պահանջում են միայն պահպանման ծախսեր: Միևնույն ժամանակ կարելի է խոսել էներգիայի աղբյուրի բնապահպանական մաքրության և ինքնավարության մասին։
Տեխնոլոգիաների զարգացման հեռանկարներ
Արևային էներգիայի համակարգի զարգացման սկզբունքորեն կարևոր քայլ էր այլընտրանքային էներգիայի աղբյուրների ի հայտ գալը մինչև 220 Վ լարումներով: Առայժմ նման համակարգերը դեռ գտնվում են հայեցակարգային նախագծման փուլում, բայց ապագայում ենթակա են սկզբնական էներգիայի ստացման գործընթացների օպտիմալացման համար դրանք կմտնեն զանգվածային արտադրության հատված:
Դիզայներների առաջ ծառացած հիմնական դժվարությունները էներգետիկ ներուժի միատեսակ կուտակումն է և գեներատորների արտաքին պայմաններից կախվածության գործոնների նվազեցումը։ Օրինակ, տան համար արևային մարտկոցների ցածր արդյունավետությունը 15-20% մակարդակում մեծապես պայմանավորված է պայմանական վատ եղանակի գործոններով, երբ էներգիայի մատակարարումը նվազագույնի է հասցվում։
Եզրակացություն
Եթե դեռ վաղ է խոսել արևային էներգիայով առանձնատան ինտեգրված էներգամատակարարման մասին, ապա ցածր էներգիայի սարքերի լիցքավորման անհատական կարիքները ծածկելը կամ նման միջոցներով լուսավորող սարքերի արդյունավետությունը պահպանելը միանգամայն իրատեսական է։ Ավելին, ռուս արտադրողները ակտիվորեն ներգրավված են այս ոլորտի զարգացման մեջ՝ առաջարկելով իրենց արտադրանքը ընդունելի որակով։
Որոշ ընկերություններ չինական վահանակներից հավաքում են արևային մարտկոցներ՝ էժան 3-5 հազար ռուբլու մակարդակով, բայց ի հայտ են գալիս նաև ամբողջովին սեփական մշակումները։ Ներքին շուկայի առաջատարներին այսՆիշը կարելի է վերագրել «Quantum», Hevel Solar և «Solnechny Veter» ընկերությանը: Այս ձեռնարկությունների օբյեկտները արտադրում են ոչ միայն ցածր էներգիայի համակարգեր, այլև արդյունավետ լուծումներ արդյունաբերական շահագործման համար։
