Az energiaforrások kimerülése arra kényszerít bennünket, hogy új energiaforrások után nézzünk. Ilyen körülmények között a legjobb megoldás a nap megújuló energiájának felhasználása. A fényenergiát elektromos energiává alakító készüléket napelemnek nevezzük. Egyre gyakrabban gondolkodnak el azon emberek, akiknek fontos a megtakarítás, napelemek telepítése otthonaikba. A cikkben megismerjük az ilyen akkumulátorok típusait, előnyeiket és hátrányaikat, és azt is elmondjuk, melyik forma illik legjobban otthonába.
Alkalmazási területek
A napelemek az emberi élet számos területén alkalmazásra találtak. Űrállomásokon és repülőgépgyártásban használják. Franciaországban napelemes autópálya épült, amely egy kis falu közvilágítását látja el árammal. A mediterrán országokban az ilyen akkumulátorokat a házak tetejére szerelik fel.a melegvíz igény kielégítésére. Elektromos járművekben és utcai lámpákban használják. A napelemes lámpák népszerűek az épületek, szobrok, parkok és szomszédos területek dekoratív megvilágításának tervezésében. A hordozható eszközök ilyen energiaforrásokkal vannak felszerelve: zseblámpák, számológépek, lejátszók. Dél-Korea feltalált egy napelemet, amelyet emberi bőr alá lehet helyezni implantátumok, például szívritmus-szabályozó működtetésére.
Előnyök és hátrányok
A napelemek fő előnye a tiszta, megújuló napenergia felhasználása. A fotocellák nem szennyezik a környezetet és nem keltenek zajt. Az akkumulátor kialakítása meglehetősen egyszerű, így ritkák a meghibásodások. Ezenkívül a panelek számának növelésével növelheti a készülék teljesítményét. A napelemek tartósak, élettartamuk több évtized. Nem igényelnek különösebb gondozást, csak időnként meg kell törölni őket a portól.
A hátrányok közé tartozik a nagy rendszerek összeszerelésének és konfigurálásának bonyolultsága. A hordozható akkumulátorok nem igényelnek beállítást. A napelemek hatásfoka alacsony, mindössze 20%. Egy kis ház villamosenergia-szükségletének kielégítése érdekében az akkumulátorokat nagy területen kell telepíteni. A napelemek ára továbbra is magas. Ez előállításuk sajátosságaiból adódik.
Működési elv
LegnépszerűbbA szilíciumkristályok a háztartási napelemek gyártásához szükséges anyagok. A szilícium lapkák olyan félvezetők, amelyek a nap fényenergiáját elektromos energiává alakítják. Felhalmozódik az akkumulátorban. A napelemek egyenáramot termelnek. LED-ek táplálására alkalmas. Ha a napenergiát háztartási elektromos készülékek táplálására használják fel, a kialakítást ki kell egészíteni egy inverteres DC-AC inverterrel. A napelem modult edzett üveg borítja, hogy megvédje a légköri hatásoktól és a portól.
Megtekintések
A szilícium napelemek három típusban kaphatók: monokristályos, polikristályos és amorf.
A monokristály panelek nagy tisztaságú szilíciumból készülnek, 1400 Celsius fokos hőmérséklet hatására. Ennek eredményeként 14-20 cm átmérőjű és legfeljebb 2 méter hosszú kristályt kapunk. A kristályt 250-300 mikron vastagságú lemezekre vágják, és elektródák rácsára helyezik. Az ilyen panelek hatékonysága eléri a 19%-ot, a háztartási modulok 14-18%-kal büszkélkedhetnek. A komplex gyártástechnológia miatt a monokristályos napelemek drágábbak, mint a polikristályos napelemek. Ezenkívül a szilíciumkristály egy sokszög, ezért nem lehet teljesen kitölteni a modul hasznos területét. Az egykristályok színe fekete vagy sötétkék.
A polikristályos napelemek egyszerűsített technológiával, alacsonyabb hőmérsékleten készülnek. A félvezető kristályok különböző irányúak, ami csökkenti a hatékonyságot12-14%. Ráadásul a polikristályos akkumulátorok élettartama 25 év, ami fele az egykristályokénak. A polikristályok élénkkék színűek és teljesen kitöltik a napelem modult. A polikristályos napelemek előnye az egykristályokkal szemben, hogy képesek elnyelni a szórt fényt. Így az energia felhalmozódása még felhős időben és alkonyatkor is megtörténik.
Az amorf napelemek szilícium-hidrogénből készülnek filmtechnológiával. Az ilyen modulok hatékonysága meglehetősen alacsony, körülbelül 5%. Azonban 20-szor jobban elnyelik a szórt fényt, mint más típusú akkumulátorok. Gyakran előfordul az amorf szilícium és a poli- vagy egykristály kombinációja. Ez lehetővé teszi a különböző típusú félvezetők előnyeinek kombinálását.
Hogyan válassz?
Tehát mit válasszunk, polikristályos vagy monokristályos napelemeket?
Figyeljen arra a tényre, hogy a szükséges teljesítményt bármilyen típusú akkumulátorról elérheti. A kérdés a telepítésükhöz rendelkezésre álló területen van. Ha nincs elég hely, jobb, ha megállunk a legnagyobb hatékonyságú egykristályos moduloknál. Ha a terület kérdése nem jelentős, akkor az otthoni polikristályos napelemek a legjobb megoldás. Egyenlő teljesítmény mellett, és tekintettel arra, hogy a polikristályok körülbelül 10%-kal olcsóbbak, a napelemes farm teljes költsége valamivel olcsóbb lesz. Ezenkívül a polikristályos napelemek még felhős időben is elnyelik az energiát.
A fosszilis energia kimerülésének problémájaévről évre súlyosbodik, és a környezetszennyezés mértéke egyre élesebbé válik. Ezzel kapcsolatban sokan kiemelt figyelmet fordítottak az alternatív energiaforrásokra. Ígéretes irány, hogy a nap fényenergiájából villamos energiát nyerjünk. A napelemeket a fény elektromos árammá alakítására használják. Tartósak, nem keltenek zajt, könnyen kezelhetők. A napelem modulok gyártása során szilícium mono- és polikristályokat használnak. A monokristályos panelek hatékonyabbak, míg a polikristályos napelemek képesek elnyelni a szórt fényt, és valamivel olcsóbbak.
