Solenergi er den reneste og mest tilgjengelige fornybare energikilden. Den moderne teknologien kan utnytte denne energien til en rekke bruksområder, inkludert å produsere elektrisitet, gi lys og varme vann til husholdnings-, kommersiell eller industriell bruk.
Solenergi kan også brukes til å oppfylle våre strømbehov. Gjennom solceller (SPV) blir solstråling konvertert til likestrøm direkte. Denne strømmen kan enten brukes som den er eller kan lagres i batteriet. I denne artikkelen skal vi se alt om solenergi. La oss se trinn for trinn:
Solcellsvoltaisk (SPV) celle:
En solcelle- eller solcelle er en enhet som konverterer lys til elektrisk strøm ved hjelp av den fotoelektriske effekten. SPV-er brukes i mange applikasjoner som jernbanesignaler, gatebelysning, innenlandsbelysning og strømforsyning av eksterne telekommunikasjonssystemer.
Den har en p-type silisiumlag plassert i kontakt med et n-type silisiumlag, og diffusjonen av elektroner skjer fra n-typen materiale til p-typen materiale. I p-type materiale er det hull for å akseptere elektronene. Materialet av n-typen er rik på elektroner, så ved påvirkning av solenergien beveger elektronene seg fra n-typen materiale og i p-n-krysset kombinerer de hull. Dette skaper en ladning på hver side av p-n-krysset for å skape et elektrisk felt . Som et resultat av dette utvikler det seg et diodelignende system som fremmer ladestrøm. Dette er drivstrømmen som balanserer diffusjonen av elektroner og hull. Området der drivstrøm oppstår er uttømmingssonen eller romladningsområdet som mangler mobilladningsbærerne.
Så i mørke oppfører solcellen seg som en omvendt forspent diode. Når lys faller på den, som en diode, påvirker solcellen fremover og strømmen strømmer i en retning fra anode til katode som en diode. Vanligvis er den åpne kretsen (uten å koble til batteriet) spenningen til et solcellepanel høyere enn nominell spenning. For eksempel gir et 12 volt panel rundt 20 volt i sterkt sollys. Men når batteriet er koblet til det, synker spenningen til 14-15 volt. Solcellsvoltaiske (SPV) celler er laget av ekstraordinære materialer som kalles halvledere, for eksempel silisium, som for tiden er den mest brukte. I hovedsak, når lys rammer cellen, absorberes en viss bit av det i halvledermaterialet. Dette betyr at energien til det absorberte lyset overføres til halvlederen.
Solcelle-PV-celler har også alle ett eller flere elektriske felt som virker for å tvinge elektroner frigjort av lysabsorpsjon til å strømme i en bestemt retning. Denne strømmen av elektroner er en strøm, og ved å plassere metallkontakter på toppen og bunnen av SPV-cellen, kan vi trekke den strømmen for å bruke den eksternt. Cellespenningen definerer kraften som solcellen kan produsere. Prosessen med å konvertere lys til elektrisitet kalles solcellsvoltaisk (SPV) effekt. En rekke solcellepaneler konverterer solenergi til likestrøm. DC-strømmen går deretter inn i en inverter. Omformeren gjør likestrøm til 120 volt vekselstrøm som trengs av husholdningsapparater.
Solcellepanel:
Et solcellepanel er en samling solceller. Solcellepanelet konverterer solenergien til elektrisk energi. Solcellepanelet bruker Ohmisk materiale for samtrafikk så vel som de eksterne terminalene. Så elektronene som er opprettet i n-type materiale passerer gjennom elektroden til ledningen som er koblet til batteriet. Gjennom batteriet når elektronene materialet av p-typen. Her kombineres elektronene med hullene. Så når solcellepanelet er koblet til batteriet, oppfører det seg som et annet batteri, og begge systemene er i serie akkurat som to batterier koblet serielt.
Effekten av solcellepanelet er dens effekt som måles i termer av watt eller kilowatt. Solcellepanel med forskjellige utgangsverdier er tilgjengelig som 5 watt, 10 watt, 20 watt, 100 watt osv. Før du velger solcellepanelet, er det nødvendig å finne ut hvilken effekt som kreves for lasten. Watt timer eller kilowatt timer brukes til å beregne effektbehovet. Som hovedregel er gjennomsnittlig effekt lik 20% av toppeffekt. Derfor gir hver toppkilo watt solcelleeffekt en utgangseffekt som tilsvarer energiproduksjonen på 4,8 kWh / dag. Det vil si 24 timer x 1 kW x 20%.
Ytelsen til solcellepanelet avhenger av en rekke faktorer som klima, himmelens forhold, panelets retning, sollysets intensitet og varighet og dets ledningsforbindelser. Hvis sollys er normalt, gir et 12 volt 15 watt panel rundt 1 ampere strøm. Hvis det vedlikeholdes riktig, vil et solcellepanel vare i rundt 25 år. Det er nødvendig å utforme arrangementet av solcellepanel på taket. Vanligvis er det ordnet mot øst i en vinkel på 45 grader. Solar tracking arrangement brukes også som roterer panelet når solen beveger seg fra øst til vest. Ledningsforbindelse er også viktig. Ledning av god kvalitet med tilstrekkelig måler til å håndtere strømmen vil sikre riktig lading av batteriet. Hvis ledningen er for lang, kan ladestrømmen reduseres. Så som regel er solcellepanelet ordnet 10-20 fot høyde fra bakkenivå. Riktig rengjøring av solcellepanelet anbefales en gang i måneden. Dette inkluderer rengjøring av overflaten for å fjerne støv og fuktighet og rengjøring og tilkobling av terminalene.
Solcellepanelet har totalt fire prosess trinn overbelastning, under ladning, lite batteri og dyp utladningstilstand, la oss alle sammen.
Fra kretsen nedenfor brukte vi et solcellepanel som en strømkilde som brukes til å lade batteriet B1 via D10. Mens batteriet blir fulladet, utfører Q1 resultatet fra komparatoren. Dette fører til at Q2 leder og omdirigerer solenergien gjennom D11 og Q2 slik at batteriet ikke er for ladet. Mens batteriet er fulladet, øker spenningen ved katodepunktet på D10. Strømmen fra solcellepanel forbi via D11 og MOSFET-avløpet og kilden. Mens belastningen brukes av bryteroperasjonen gir Q2 vanligvis en vei til det negative mens det positive er koblet til likestrømmen via bryteren i tilfelle overbelastning. Korrekt drift av lasten i normal tilstand er indikert av mens MOSFET Q2 utfører.
Anvendelse av solenergi:
Underfra krets, for styring av intensiteten kan LED-lamper mates med varierende driftssyklus fra en likestrømskilde. Konseptet med intensitetskontroll hjelper til med å spare elektrisk energi. LED-lampene brukes i kombinasjon med egnede drivtransistorer fra mikrokontrolleren som er riktig programmert for en praktisk anvendelse.
For å demonstrere det samme fra en 12v likestrømskilde, lager 4 LED-er i serie en streng med 8 * 3 = 24 strenger er koblet i serie med en MOSFET som fungerer som en bryter. MOSFET kan være IRF520 eller Z44. Hver LED er en hvit LED og fungerer på 2,5 volt. Dermed trenger 4 LED-er i serie 10v. Derfor er en motstand koblet til 10 ohm, 10 watt i serie med lysdiodene der balansespenningen faller fra 12 v ved å begrense strømmen for sikker drift av lysdioder.
For eksempel blir LED-lysene som brukes til gatelys slått PÅ i skumringen med full intensitet til 23.00 med 99% behørig syklus for LED-ene, dvs. 1% driftssyklus fra kontrolleren. For hver time som går frem fra 23:00, går driftssyklusen for lysdioder gradvis ned fra 99%, slik at PÅ-tidssyklusen når morgenen når til 10% fra 99% og til slutt til null, noe som betyr at lysene er AV fra morgen, dvs. til skumring. Operasjonen gjentas igjen fra skumringen med full intensitet til 23.00 fra 18.00 og klokka 12 midt på natten er det 80% driftssyklus, 1'o klokke 70%, 2'o klokke 60%, 3'o klokke 50%, 4'o klokke 40% og så videre til 10% og til slutt AV ved daggry.
LED-intensiteten endres i henhold til pulsbreddemodulasjonen som vist under fig.
