Заинтересованы в переходе на солнечную энергию, но не знаете, как работают солнечные батареи? Понимание работы бытовых систем возобновляемой энергии может облегчить поиск лучших солнечных панелей для вашего дома.
Многие домовладельцы переходят на солнечную энергию, чтобы уменьшить зависимость от традиционных коммунальных компаний и сократить ежемесячные счета за электричество. В дополнение к экономии средств, переход на домашнюю солнечную систему означает минимизацию воздействия на окружающую среду. В сочетании с финансовыми преимуществами и улучшением экологической обстановки солнечная энергия может показаться беспроигрышным вариантом. А если вы хотите купить солнечные панели для дома, и не знаете как правильно выбрать и где купить, вот хороший источник информации.
Итак, давайте погрузимся в науку о солнечной энергии и о том, как работают солнечные панели для энергоснабжения домов.
Как работают солнечные панели?
Когда вы покупаете солнечные панели, ваш установщик разместит несколько панелей на крыше вашего дома в так называемом солнечном массиве. Конкретное количество необходимых вам солнечных панелей зависит от нескольких факторов, включая размер и расположение вашей крыши, количество солнечного света, которое получает ваш дом, и тип выбранных вами солнечных панелей.
Солнечные панели используют фотоэлектрические элементы, или фотоэлементы, для поглощения солнечного света. (Когда солнечный свет попадает на панели, они генерируют постоянный ток, или постоянное электричество. Однако в домах требуется переменный ток, или переменное электричество.
Устройство, называемое солнечным инвертором, является ключевой частью солнечной энергетической системы, поскольку оно преобразует электрический ток из постоянного в переменный. Затем переменный ток циркулирует по бытовому электрощиту и распределяется по мере необходимости между различными системами, приборами и розетками.
Вот краткое, пошаговое описание того, как работают солнечные панели для питания вашего дома:
Фотогальванические элементы поглощают солнечный свет, затем превращают его в энергию постоянного тока.
Инвертор превращает энергию постоянного тока в энергию переменного тока, что и требуется вашей бытовой электросети.
Электричество распределяется по всему дому, питая розетки и электроприборы.
Излишки или остатки полученной электроэнергии поступают в аккумуляторную батарею или обратно в местную электросеть.
Наука о солнечных панелях
Хотя существует несколько типов солнечных панелей на выбор, большинство бытовых систем работают примерно одинаково. Обычно это слой кремниевых элементов, окруженных металлическим каркасом и стеклянным корпусом. По всей панели проходят провода, обеспечивающие свободный поток электроэнергии.
Вы можете помнить (или не помнить) из школьных уроков естествознания, что кремний — это неметалл, обладающий проводящими свойствами. Другими словами, он способен поглощать свет, а затем превращать его в электричество. Работает это просто: когда свет попадает на кремниевые элементы, электроны приходят в движение, создавая электрический ток. Этот процесс производства электроэнергии известен как фотоэлектрический эффект, и он является одним из основных принципов солнечной технологии.
Подробнее о фотоэлектрическом эффекте
Давайте разберемся в фотоэлектрическом эффекте немного глубже. Этот принцип был впервые открыт в 1839 году и обычно ассоциируется с полупроводниковыми материалами. Фотоэлектрический эффект просто описывает свойство, благодаря которому эти материалы могут вырабатывать электричество в любое время, когда на них попадает солнечный свет.
Вот пошаговое описание, которое объясняет, как работают солнечные батареи, используя фотоэлектрический эффект:
Солнечный свет попадает на солнечную панель, которая имеет два слоя кремния, слой n-типа, расположенный поверх слоя p-типа.
Солнечная энергия выбивает электрон из его связи в верхнем слое n-типа, создавая как свободно перемещающийся электрон, так и положительно заряженную «дыру», где электрон был ранее связан.
Дыра перемещается вниз к слою p-типа, а свободный электрон проходит по проводящим проводам к инвертору.
Инвертор преобразует солнечную энергию из постоянного тока в переменный, чтобы ее можно было использовать в доме.
Электричество проходит по всему дому, питая системы, приборы и розетки.
Свободный электрон в конечном итоге проходит через дом и возвращается к слою p-типа панели, где он заполняет положительно заряженное отверстие и замыкает петлю, необходимую для поддержания потока электроэнергии.
Как солнечные панели работают с вашей электросетью или аккумуляторной батареей
Ранее мы упоминали, что избыток электроэнергии, вырабатываемой солнечной панелью, возвращается в электросеть или может храниться в солнечной батарее. Что это такое, и как солнечные панели работают с каждым из этих компонентов?
Если ваш дом подключен к электросети (а таких домов большинство), то в нем установлен счетчик. Этот счетчик позволяет коммунальной компании измерять количество потребляемой вами энергии. Во время установки солнечных батарей ваша солнечная система, как правило, подключается к счетчику. Таким образом, счетчик оценивает и измеряет производство солнечной энергии в вашем доме.
Многие солнечные дома производят больше энергии, чем потребляют. В этом случае вы можете либо отправить избыток энергии обратно в электрическую сеть (в рамках процесса, называемого нетто-учетом), либо приобрести аккумулятор для хранения энергии для дальнейшего использования.
Энергосистема: Когда вы подаете энергию обратно в электросеть, вы можете получить кредиты от своей коммунальной компании, чтобы сэкономить еще больше денег на ежемесячных счетах и компенсировать стоимость солнечных панелей.
Аккумуляторная батарея: Лучшие солнечные батареи имеют высокую емкость, что позволяет накапливать достаточное количество избыточной энергии для питания дома во время перебоев в электроснабжении и в пасмурные дни.
Дополнительные компоненты вашей домашней солнечной системы
Теперь, когда вы знаете самые важные компоненты вашей домашней солнечной системы, необходимо рассмотреть еще несколько моментов, которые влияют на эффективность работы солнечных панелей.
Выше мы упоминали, что большинство солнечных панелей поставляются со стеклянным корпусом. Это помогает защитить кремниевые солнечные элементы и обеспечивает долговечность и прочность вашей домашней солнечной системы. Под стеклянным корпусом также могут находиться изоляционные материалы, которые защищают оборудование от влажности и рассеивания тепла. Эта изоляция имеет решающее значение, поскольку позволяет системе солнечных батарей работать оптимально.
Многие солнечные панели также покрыты антибликовыми материалами. Это делается для того, чтобы они могли поглощать как можно больше солнечного света. Опять же, это важный способ поддержания бесперебойной и эффективной работы вашей домашней солнечной системы.
И последнее замечание для домовладельцев, заинтересованных в солнечной энергии: Когда вы выбираете солнечные панели, у вас, как правило, есть выбор между монокристаллическими и поликристаллическими. Монокристаллические панели изготавливаются из одного кристалла кремния. Это, как правило, самые эффективные солнечные панели, хотя они могут быть и более дорогими. Поликристаллические солнечные панели состоят из нескольких кристаллических фрагментов и обычно стоят дешевле.
Начало работы с солнечной энергией
Теперь, когда вы знаете, как работают солнечные панели, вы можете почувствовать, что готовы приступить к созданию домашней солнечной системы. Первым шагом будет определение лучших компаний по производству солнечных батарей в вашем регионе и вызов специалиста по установке, чтобы выяснить, стоит ли устанавливать солнечные панели в вашем доме. Ваш монтажник проведет оценку, основываясь на размере вашего дома, площади поверхности вашей крыши, количестве солнечного света, которое вы получаете, и многом другом. Это позволит определить, сколько солнечных панелей вам нужно и какой тип панелей лучше всего подходит.
Установка домашней солнечной системы может стать отличным способом сэкономить деньги на ежемесячных расходах на коммунальные услуги, демонстрируя при этом реальную приверженность к охране окружающей среды.
