Solenergi er den reneste og mest tilgængelige vedvarende energikilde. Den moderne teknologi kan udnytte denne energi til en række forskellige anvendelser, herunder produktion af elektricitet, tilvejebringelse af lys og opvarmningsvand til husholdnings-, kommerciel eller industriel anvendelse.
Solenergi kan også bruges til at imødekomme vores krav til elektricitet. Gennem solcelleanlæg (SPV) celler omdannes solstråling direkte til jævnstrøm. Denne elektricitet kan enten bruges som den er eller kan lagres i batteriet. I denne artikel vil vi se alt om solenergi. Lad os se trin for trin:
Solcelleanlæg (SPV) Cell:
En solcelle- eller solcelle er en enhed, der omdanner lys til elektrisk strøm ved hjælp af den fotoelektriske effekt. SPV'er bruges i mange applikationer såsom jernbanesignaler, gadebelysning, husbelysning og strømforsyning af fjerntelekommunikationssystemer.
Det har en p-type siliciumlag placeret i kontakt med et n-type siliciumlag, og diffusionen af elektroner sker fra n-type materiale til p-type materiale. I p-typen materiale er der huller til at modtage elektronerne. Materialet af n-typen er rig på elektroner, så ved påvirkning af solenergi bevæger elektronerne sig fra n-typen materiale og i p-n-krydset kombinerer de med huller. Dette skaber en ladning på hver side af p-n-krydset for at skabe et elektrisk felt . Som et resultat heraf udvikles et diodelignende system, som fremmer ladestrøm. Dette er drivstrømmen, der afbalancerer diffusionen af elektroner og huller. Området, hvor drivstrøm opstår, er udtømningszonen eller pladsladningsområdet, der mangler mobilladningsbærerne.
Så i mørke opfører solcellen sig som en omvendt forspændt diode. Når lys falder på det, ligesom diode, forudspænder solcellen og strømmen strømmer i en retning fra anode til katode som en diode. Normalt er det åbne kredsløb (uden at tilslutte batteriet) spændingen på et solpanel højere end dets nominelle spænding. For eksempel giver et 12 volt panel omkring 20 volt i stærkt sollys. Men når batteriet er tilsluttet det, falder spændingen til 14-15 volt. Solceller fra solceller er lavet af ekstraordinære materialer kaldet halvledere, for eksempel silicium, som i øjeblikket er den mest almindelige. I det væsentlige, når lys rammer cellen, absorberes en vis bit af det i halvledermaterialet. Dette betyder, at energien fra det absorberede lys overføres til halvlederen.
Solcelle-PV-celler har også alle et eller flere elektriske felter, der virker for at tvinge elektroner frigjort af lysabsorption til at strømme i en bestemt retning. Denne strøm af elektroner er en strøm, og ved at placere metalkontakter på toppen og bunden af SPV-cellen kan vi trække den strøm fra for at bruge den eksternt. Cellernes spænding definerer den kraft, som solcellen kan producere. Processen med at konvertere lys til elektricitet kaldes sol-solcelle-effekten (SPV). En række solpaneler omdanner solenergi til jævnstrøm. DC-strømmen kommer derefter ind i en inverter. Inverteren forvandler jævnstrøm til 120 volt vekselstrøm, som husholdningsapparater har brug for.
Solpanel:
Et solpanel er en samling solceller. Solpanelet omdanner solenergi til elektrisk energi. Solpanelet bruger ohmsk materiale til samtrafik samt de eksterne terminaler. Så elektronerne skabt i n-typen materiale passerer gennem elektroden til ledningen, der er forbundet til batteriet. Via batteriet når elektronerne materialet af p-typen. Her kombineres elektronerne med hullerne. Så når solpanelet er tilsluttet batteriet, opfører det sig som et andet batteri, og begge systemerne er i serie ligesom to batterier, der er forbundet serielt.
Output af solpanelet er dets effekt, der måles i form af watt eller kilo watt. Solpanel med forskellige outputklasser er tilgængelige som 5 watt, 10 watt, 20 watt, 100 watt osv. Så før solpanelet vælges, er det nødvendigt at finde ud af den krævede effekt til lasten. Watt timer eller kilowatt timer bruges til beregning af effektbehovet. Som hovedregel er gennemsnitseffekt lig med 20% af spidseffekt. Derfor giver hver peak kilo watt solcelleudgang en udgangseffekt, der svarer til energiproduktionen på 4,8 kWh / dag. Det er 24 timer x 1 kW x 20%.
Solpanelets ydeevne afhænger af en række faktorer som klima, himmelens forhold, panelets retning, intensitet og varighed af sollys og dets ledningsforbindelser. Hvis sollys er normalt, giver et 12 volt 15 watt panel omkring 1 ampere strøm. Hvis det vedligeholdes ordentligt, vil et solpanel vare omkring 25 år. Det er nødvendigt at designe arrangementet af solpanel på taget. Normalt er det arrangeret mod øst i en vinkel på 45 grader. Solsporingsarrangement bruges også, der roterer panelet, når solen bevæger sig fra øst til vest. Ledningsforbindelse er også vigtig. Ledning af god kvalitet med tilstrækkelig måler til at håndtere strømmen vil sikre korrekt opladning af batteriet. Hvis ledningen er for lang, kan opladningsstrømmen reduceres. Så som regel er solpanelet arrangeret 10-20 fod højde fra jorden. Korrekt rengøring af solpanelet en gang om måneden anbefales. Dette inkluderer rengøring af overfladen for at fjerne støv og fugt samt rengøring og tilslutning af terminalerne igen.
Solpanelet har i alt fire procestrin overbelastning, under opladning, lavt batteri og dyb afladningstilstand, lad os alle sammen.
Fra nedenstående kredsløb brugte vi et solpanel, da en strømkilde bruges til at oplade batteriet B1 via D10. Mens batteriet bliver fuldt opladet, udfører Q1 fra output fra komparatoren. Dette resulterer i, at Q2 leder og omdirigerer solenergien gennem D11 og Q2, så batteriet ikke er for opladet. Mens batteriet er fuldt opladet, stiger spændingen ved katodepunktet på D10. Strømmen fra solpanel omgåes via D11 og MOSFET afløb og kilde. Mens belastningen bruges af omskifteroperationen tilvejebringer Q2 normalt en sti til det negative, mens det positive er forbundet til jævnstrømmen via omskifteren i tilfælde af overbelastning. Den korrekte drift af lasten i normal tilstand er angivet ved, mens MOSFET Q2 udfører.
Anvendelse af solenergi:
Fra neden kredsløb til styring af intensiteten kan LED-lamper tilføres med varierende driftscyklus fra en jævnstrømskilde. Begrebet intensitetskontrol hjælper med at spare på elektrisk energi. LED'erne bruges i kombination med egnede drivtransistorer fra mikrocontrolleren, der er behørigt programmeret til en praktisk anvendelse.
For at demonstrere det samme fra en 12v jævnstrømskilde fremstiller 4 LED'er i serie en streng med 8 * 3 = 24 strenge er forbundet i serie med en MOSFET, der fungerer som en switch. MOSFET kan være IRF520 eller Z44. Hver LED er en hvid LED og fungerer ved 2,5 volt. Således har 4 LED'er i serie brug for 10v. Derfor er en modstand forbundet med 10 ohm, 10 watt i serie med lysdioderne, hvor balancespændingen falder fra 12 v ved at begrænse strømmen for sikker drift af lysdioderne.
F.eks. Tændes de LED-lys, der bruges til gadebelysning, i skumringen med fuld intensitet til kl. 23 med 99% behørig cyklus for lysdioderne, dvs. 1% driftscyklus fra controlleren. For hver time, der går frem fra kl. 23, går arbejdscyklussen for lysdioder gradvis ned fra 99%, så om morgenen når PÅ-tidscyklussen til 10% fra 99% og endelig til nul, hvilket betyder, at lysene er slukket fra morgen, dvs. til skumring. Operationen gentages igen fra skumringen med fuld intensitet til kl. 23 fra kl. 18 og kl. 12 om natten er det 80% driftscyklus, 1'o-ur 70%, 2'o-ur 60%, 3'o-ur 50%, 4'o ur 40% og så videre indtil 10% og endelig OFF ved daggry.
LED-intensiteten ændres i henhold til pulsbreddemodulationen som vist i fig.
