Mitkä aurinkoreput muuttavat auringonvalon sähköksi?

Aurinkoenergiaiset reput käytä erikoispuolijohdemateriaaleista valmistettuja aurinkosähköpaneelijärjestelmiä, jotka muuttavat auringonvalon suoraan sähkövirraksi. Käytetään kahta päämateriaalityyppiä:

- Yksikiteinen pii - Valmistettu sylinterimäisistä piiharkista, näillä paneeleilla on erottuva viisteinen ulkonäkö. Ne tarjoavat korkeimman tehokkuuden, mutta voivat olla kalliimpia.

- Monikiteinen pii - Ne on muodostettu kaatamalla sulaa piitä neliömuottiin, ja niissä on tunnistettava sinertävä sävy ja metalliset viivat. Halvemmat kustannukset, mutta myös alhaisempi tehokkuus kuin yksikiteinen.

Kun päivänvalo osuu näihin puolijohteisiin, fotonit energisoivat piissä olevia elektroneja, jotka sitten saadaan välittömänä virtauksena. Tämä aurinkosähkö tuottaa sähköä auringosta.

Kuinka aurinkokennot kytketään yhteen aurinkopaneeleiksi?

Yksittäiset aurinkokennot tuottavat vain 1-2 wattia yksinään. Käyttökelpoisemman tehon tuottamiseksi ne on johdotettu yhteen suurempiin aurinkopaneeleihin:

- Juottaminen: Tässä tekniikassa käytetään juotetta sähköisten liitäntöjen luomiseen viereisten aurinkokennojen metallikontaktien välille. Juotos tarjoaa turvallisen ja matalavastuksen liitoksen, mikä varmistaa tehokkaan virran ja sähkön jatkuvuuden paneelin sisällä.

- Kielekkeet ja virtakisko: Tyypillisesti ohuesta johtavasta materiaalista valmistettuja kielekkeitä käytetään yhdistämään yksittäisten aurinkokennojen etupuolen koskettimet, kun taas kiskot ovat leveämpiä johtavia liuskoja, jotka keräävät virran useista kielekkeistä ja siirtävät sen paneelin lähtöliittimiin. .

-Takapuolen yhteenliittäminen: Joissakin malleissa aurinkokennot on liitetty yhteen takapuolelta, mikä mahdollistaa esteettisesti miellyttävämmän etupinnan ilman näkyviä liitäntälinjoja. Takapuolen kytkentätekniikat lisäävät aurinkopaneelin visuaalista vetovoimaa säilyttäen samalla sähköisen toiminnallisuuden.Yksi reppupaneeli voi sisältää kymmeniä yksittäisiä kennoja tuottamaan 20-30 wattia, joka tarvitaan laitteiden tehokkaaseen lataamiseen.

Yksi Aurinkoenergiaiset reput paneeli voi sisältää kymmeniä yksittäisiä kennoja tuottamaan 20-30 wattia, joka tarvitaan laitteiden tehokkaaseen lataamiseen.

Miten latausohjaimet säätelevät aurinkoenergian virtausta?

Kerran luotu Aurinkoenergiaiset reput paneelit, sähkövirtaa on säädettävä huolellisesti ennen kuin se varastoidaan akkuihin. Tämä on latausohjaimen tehtävä:

- Jänniteohje: Lataussäätimet valvovat aurinkoenergialla toimivien laturien jännitetuloksia ja pitävät sen ajan tasalla niihin liittyvien akkujen suojatun ulottuvuuden sisällä. Kun jännite ylittää ehdotetun tason, lataussäädin pienentää latausvirtaa estääkseen ylijännitetilanteet, jotka voivat vahingoittaa akkuja.

-Virranrajoitus: Jänniteohjeesta huolimatta lataussäätimet rajoittavat sitä, kuinka paljon virtaa siirtyy auringonvalolla toimivista latureista akkuihin. Tämä estää akkuja latautumasta niiden kykyä ylittävällä nopeudella, mikä voi aiheuttaa ylikuumenemista, lyhentää käyttöikää ja mahdollisia turvallisuusriskejä.

- Battery Province of Charge (SoC) Johtajat: Latauksen säätäjät arvioivat johdonmukaisesti akkujen latauksen kunnon päättääkseen, milloin ne pitäisi ladata tai kun lataus pitäisi keskeyttää. Valvomalla SoC:tä latausohjaimet estävät ylilatauksen tai syväpurkautumisen, jotka molemmat voivat heikentää akun suorituskykyä ja pitkäikäisyyttä.

-Lämpötilan kompensointi: Monet kehittyneet latausohjaimet on varustettu lämpötila-antureilla, jotka säätävät latausparametreja ympäristön lämpötilan perusteella. Koska lämpötilan vaihtelut vaikuttavat akun suorituskykyyn, lämpötilan kompensointi auttaa optimoimaan latausprosessin vaihtelevien ympäristöolosuhteiden huomioon ottamiseksi.

-Kuormanhallinta: Joissakin lataussäätimissä on kuormitusliittimet, joiden avulla ne voivat hallita kytkettyjen kuormien, kuten valaistuksen, laitteiden tai muiden sähkölaitteiden, virrankulutusta. Tämän ominaisuuden avulla latausohjain priorisoi akun lataamista samalla kun se toimittaa virtaa liitetyille kuormille tarpeen mukaan.

-Monivaiheinen lataus: Useimmat nykyaikaiset latausohjaimet käyttävät monivaiheisia latausalgoritmeja, jotka sisältävät tyypillisesti bulkki-, absorptio- ja kelluvia vaiheita. Kukin vaihe palvelee tiettyä tarkoitusta latausprosessin optimoinnissa, kuten akun kapasiteetin nopea täydentäminen bulkkivaiheen aikana ja tasaisen jännitteen ylläpitäminen kelluntavaiheen aikana ylilatauksen estämiseksi.

-Ylivirtasuojaus: Latausohjaimet sisältävät ylivirtasuojamekanismeja, jotka suojaavat aurinkopaneeleja, akkuja ja muita järjestelmän komponentteja liiallisen virran aiheuttamilta vaurioilta. Tämä suojaus on välttämätön sähkövikojen ehkäisyssä ja aurinkosähköjärjestelmän pitkän aikavälin luotettavuuden varmistamisessa.

-Käänteinen virran esto: Lataussäätimet kääntävät virtaa akuista auringonvalolla toimiviin latureihin, kun päivänvaloa ei ole tai valoa ei ole. Tämä elementti suojaa auringonvaloon perustuvia latureita odotettavissa olevilta haitoilta ja takaa, että energiavirta pysyy yksisuuntaisena, kun virta vain siirtyy aurinkokäyttöisistä latureista akkuihin.

-Tehokkuuden optimointi: Maksimoimalla latausprosessin tehokkuuden latausohjaimet auttavat ottamaan aurinkopaneeleista suurimman mahdollisen energian ja toimittamaan sen akkuihin. Tämä optimointi parantaa järjestelmän yleistä suorituskykyä ja energiantuottoa.

-Tiedon tarkistaminen ja paljastaminen: Jotkut korkean tason lataussäätimet tarjoavat tiedontarkistus- ja ilmoitusvalmiuksia, joiden avulla asiakkaat voivat seurata auringonvaloon perustuvan tehokehyksen näyttelyä, mukaan lukien energian luonti, akun tila ja lataustoiminto. Nämä tiedot antavat asiakkaille mahdollisuuden tehdä valistuneita valintoja ja parantaa aktiivisuutta aurinkoon suuntautuneiden energiakehysten suhteen. Laadukkaat lataussäätimet ovat välttämättömiä aurinkoon suuntautuvan energian turvalliselle liikkumiselle ja ohjaamiselle.

Laadukkaat latausohjaimet ovat elintärkeitä aurinkoenergian turvallisessa siirtämisessä ja säätelyssä.

Missä tuotettu sähkö varastoidaan?

Yleensä aurinkopaneelien tuottamaa sähköä ei voi käyttää suoraan – se on varastoitava tilauskäyttöön. Aurinkoenergiaiset reput käytä integroituja litiumioniakkuja:

- Valmistettu litiumionipolymeeristä tai 18650 kennoista pakkauksissa.

- Tarjoa korkea energiatiheys niiden kokoon ja painoon nähden.

- Voi ladata ja purkaa toistuvasti satoja kertoja.

- Kehittyneet akunhallintajärjestelmät estävät ongelmia.

- 10,000 30,000 - XNUMX XNUMX mAh:n kapasiteetit mahdollistavat useiden laitteiden lataamisen.

- Pussien sisäänrakennetut USB-portit mahdollistavat laitteiden liittämisen ja lataamisen.

Nämä kevyet, kestävät akut voivat varastoida tarpeeksi auringosta tulevaa virtaa päivien käyttöön.

Miten varastoitu energia lopulta siirretään elektroniikkaan?

Aurinkoenergiaiset reput tallennettua tehoa on nyt saatavilla henkilökohtaisiin laitteisiin ja elektroniikkaan tarvittaessa:

- Laitteet liitetään reppuun sisäänrakennettujen USB-porttien kautta.

- Kaapelit mahdollistavat pääsyn akun tehoreserveihin.

- Vakio USB-jännitteet 5V/2.4A tai 5V/3A tarjoavat optimoidun latauksen.

- Step-up-muuntimet voivat lisätä jännitettä laitteille, jotka tarvitsevat suurempaa tehoa.

- Virtapainike tai automaattinen käynnistys mahdollistaa ohjatun purkamisen laitteille tarpeen mukaan.

- Merkkivalot näyttävät lataustilan ja akun jäljellä olevan tason.

Kun viimeiset liitännät on tehty, paneelien vangitsema auringonvalo antaa nyt energiaa puhelimillesi, tableteillesi, kameroillesi tai muille USB-laitteisiin!

Viitteet:

https://www.energy.gov/eere/solar/how-do-solar-panels-work

https://www.nrel.gov/research/re-photovoltaics.html

https://www.nasa.gov/audience/forstudents/5-8/features/nasa-knows/what-is-photovoltaic-58.html

https://www.discovermagazine.com/technology/how-do-solar-panels-work

https://www.electronics-notes.com/articles/alternative-energy- sources/photovoltaic-pv/solar-panel-operation.php

https://www.energy.gov/eere/solar/solar-charge-controllers

https://www.chargerlab.com/solar-charger-basics-solar-panel-battery-controller- explained/

https://www.volt-solar.com/blogs/news/what-is-a-solar-charge-controller-and-how-does-it-work

https://www.energysage.com/solar/solar-energy-storage/what-are-the-best-batteries-for-solar-panels/

https://www.powertechsystems.eu/home/tech-corner/lithium-ion-vs-lead-acid-batteries/