Relativamente di recente, l'idea stessa di fornire energia elettrica alle case private in autonomia è stata considerata fantastica. Oggi è una re altà oggettiva. In Europa i pannelli solari sono utilizzati da molto tempo, perché è una fonte quasi inesauribile di energia a basso costo. Nel nostro paese, ottenere elettricità da tali dispositivi sta solo guadagnando popolarità. Questo processo non avviene troppo rapidamente e la ragione di ciò è il loro costo elevato.
Il principio di funzionamento di una batteria solare si basa sul fatto che in due lastre di silicio rivestite con diverse sostanze (boro e fosforo), si genera una corrente elettrica sotto l'azione della luce solare. Nella lastra, che è ricoperta di fosforo, compaiono gli elettroni liberi.
Le particelle mancanti si formano in quelle piastre rivestite di boro. Gli elettroni iniziano a muoversi sotto l'azione della luce del sole. Ecco come viene generata la corrente elettrica nei pannelli solari. Sottili fili di rame, che sono ricoperticiascuna batteria, prelevare corrente da essa e indirizzarla allo scopo previsto.
Una piastra può alimentare una piccola lampadina. La conclusione si suggerisce. Affinché i pannelli solari forniscano alla casa energia sufficiente, la loro area deve essere abbastanza grande.
Ingranaggi in silicone
Quindi, il principio della batteria solare è chiaro. La corrente è generata dall'azione della luce ultravioletta su apposite piastre. Se il silicio viene utilizzato come materiale per creare tali piastre, le batterie vengono chiamate silicio (o silicio idrogeno).
Tali inserti richiedono sistemi di produzione molto complessi. Questo, a sua volta, influisce notevolmente sul costo dei prodotti.
Le celle solari al silicio sono disponibili in molti tipi.
Convertitori a cristallo singolo
Sono pannelli con angoli smussati. Il loro colore è sempre nero puro.
Se parliamo di convertitori a cristallo singolo, il principio di funzionamento di una batteria solare può essere brevemente descritto come mediamente efficiente. Tutte le celle degli elementi fotosensibili di una tale batteria sono dirette in una direzione.
Questo ti permette di ottenere il risultato più alto tra sistemi simili. L'efficienza di questo tipo di batteria raggiunge il 25%.
Lo svantaggio è che tali pannelli dovrebbero sempre essere rivolti verso il sole.
Se il sole si nasconde dietro le nuvole, scende all'orizzonte o non è ancora sorto, le batterie genereranno una corrente piuttosto debolepotenza.
Policristallino
Le piastre di questi meccanismi sono sempre quadrate, blu scuro. La loro superficie comprende cristalli di silicio disomogenei.
L'efficienza delle batterie policristalline non è alta come quella dei modelli monocristallini. Può raggiungere il 18%. Tuttavia, questo svantaggio è compensato dai vantaggi, che verranno discussi di seguito.
Il principio di funzionamento di questo tipo di batterie solari consente di realizzarle non solo in puro silicio, ma anche con materiali riciclati. Questo spiega alcuni dei difetti riscontrati nell'apparecchiatura. Una caratteristica distintiva di meccanismi di questo tipo è che possono generare corrente elettrica in modo abbastanza efficiente anche con tempo nuvoloso. Una qualità così utile li rende indispensabili nei luoghi in cui la luce solare diffusa è un evento quotidiano comune.
Pannelli in silicio amorfo
I pannelli amorfi sono più economici di altri, questo determina il principio di funzionamento della batteria solare e il suo design. Ogni pannello è costituito da diversi strati molto sottili di silicio. Sono realizzati spruzzando particelle di materiale sottovuoto su carta stagnola, vetro o plastica.
L'efficienza dei pannelli è molto inferiore rispetto ai modelli precedenti. Raggiunge il 6%. Gli strati di silicio si bruciano rapidamente al sole. Dopo sei mesi di utilizzo di queste batterie, la loro efficienza diminuirà del 15% e talvolta fino al 20.
Due anni di attività esauriranno completamente la risorsa di principi attivi e il pannello dovrà essere cambiato.
Ma ci sono due vantaggi, per cui queste batterie vengono ancora acquistate. In primo luogo, funzionano anche con tempo nuvoloso. In secondo luogo, come già accennato, non sono così costosi come altre opzioni.
Fotoconvertitori ibridi
Il silicio amorfo è la base per la disposizione dei microcristalli. Il principio di funzionamento della batteria solare la rende simile ad un pannello policristallino. La differenza tra questo tipo di batterie è che sono in grado di generare una corrente elettrica di maggiore potenza in condizioni di luce solare diffusa, ad esempio in una giornata nuvolosa o all'alba.
Inoltre, le batterie funzionano non solo sotto l'influenza della luce solare, ma anche nello spettro infrarosso.
Convertitori solari a film polimerico
Questa alternativa ai pannelli in silicio ha tutte le possibilità di diventare un leader nel mercato dei pannelli solari. Assomigliano a un film composto da più strati. Tra questi, possiamo distinguere una griglia di conduttori in alluminio, uno strato polimerico della sostanza attiva, un substrato costituito da materia organica e un film protettivo.
Tali fotocellule, combinate tra loro, formano una cella solare a film di tipo rotolo. Questi pannelli sono più leggeri e compatti dei pannelli in silicone. Nella loro fabbricazione non viene utilizzato silicio costoso e il processo di produzione stesso non è così costoso. Questo rende il pannello avvolgibile più economico di tutti gli altri.
Il principio di funzionamento dei pannelli solari rende la loro efficienza non troppo elevata.
Raggiunge il 7%.
Il processo di produzione di pannelli di questo tiposi riduce alla stampa multistrato su pellicola fotocellula. Prodotto in Danimarca.
Un altro vantaggio è la possibilità di tagliare la batteria del rotolo e adattarla a qualsiasi dimensione e forma.
Solo uno meno. Le batterie hanno appena iniziato a essere prodotte, quindi è ancora abbastanza difficile ottenerle.
Ma c'è motivo di credere che questi elementi guadagneranno rapidamente una meritata buona reputazione tra i consumatori, il che darà ai produttori l'opportunità di produrre su scala più ampia.
Abitazioni con riscaldamento solare
Il principio di funzionamento di una batteria solare per il riscaldamento di una casa li distingue radicalmente da tutti i dispositivi sopra descritti. Questo è un dispositivo completamente diverso. Segue la descrizione.
La parte principale del sistema di riscaldamento solare è un collettore che riceve la sua luce e la converte in energia cinetica. L'area di questo articolo può variare da 30 a 70 mq.
Per fissare il collettore viene utilizzata una tecnica speciale. Le piastre sono interconnesse da contatti metallici.
Il prossimo componente del sistema è la caldaia ad accumulo. Converte l'energia cinetica in energia termica. È coinvolto nel riscaldamento dell'acqua, la cui cilindrata può raggiungere i 300 litri. A volte tali sistemi sono supportati da caldaie a combustibile secco aggiuntive.
Completa il sistemaelementi solari termici a parete ea pavimento nei quali circola il liquido riscaldato attraverso sottili tubi di rame distribuiti su tutta la loro superficie. A causa della bassa temperatura iniziale dei pannelli e dell'uniformità del trasferimento di calore, la stanza si riscalda abbastanza velocemente.
Come funziona il riscaldamento solare?
Diamo un'occhiata più da vicino a come funzionano i pannelli solari con la luce ultravioletta.
C'è una differenza tra la temperatura del collettore e dell'elemento di accumulo. Il vettore di calore, che è il più delle volte acqua a cui viene aggiunto l'antigelo, inizia a circolare nel sistema. Il lavoro svolto dal fluido è precisamente l'energia cinetica.
Mentre il liquido passa attraverso gli strati del sistema, l'energia cinetica viene convertita in calore, che viene utilizzato per riscaldare la casa. Questo processo di circolazione del vettore fornisce calore all'ambiente e consente di conservarlo in qualsiasi momento della giornata e dell'anno.
Quindi, abbiamo capito come funzionano i pannelli solari.
