Sistema d’energia solar

Proveu El Nostre Instrument Per Eliminar Problemes





L’energia solar és la font d’energia renovable més neta i disponible. La tecnologia moderna pot aprofitar aquesta energia per a diversos usos, inclosa la producció d’electricitat, la subministració de llum i aigua de calefacció per a aplicacions domèstiques, comercials o industrials.

L’energia solar també es pot utilitzar per satisfer les nostres necessitats d’electricitat. A través de les cèl·lules solars fotovoltaiques (SPV), la radiació solar es converteix directament en electricitat de CC. Aquesta electricitat es pot utilitzar tal qual o es pot emmagatzemar a la bateria. En aquest article veurem tot sobre l'energia solar. Vegem pas a pas:




Cèl·lula solar fotovoltaica (SPV):

Una cèl·lula solar fotovoltaica o solar és un dispositiu que converteix la llum en corrent elèctric mitjançant l’efecte fotoelèctric. Els SPV s’utilitzen en moltes aplicacions com ara senyals de ferrocarril, enllumenat públic, il·luminació domèstica i alimentació de sistemes de telecomunicacions remots.

Té una capa de silici de tipus p col·locada en contacte amb una capa de silici de tipus n i la difusió d’electrons es produeix des del material de tipus n al material de tipus p. Al material de tipus p, hi ha forats per acceptar els electrons. El material de tipus n és ric en electrons, de manera que per la influència de l'energia solar, els electrons es mouen del material de tipus n i a la unió p-n, es combinen amb forats. Això crea una càrrega a banda i banda de la unió p-n per crear un camp elèctric . Com a resultat d'això, es desenvolupa un sistema semblant a un díode que afavoreix el flux de càrrega. Aquest és el corrent de deriva que equilibra la difusió d’electrons i forats. La zona en què es produeix el corrent de deriva és la zona d’esgotament o regió de càrrega espacial a la qual no tenen portadors de càrrega mòbil.



Així, a les fosques, la cèl·lula solar es comporta com un díode esbiaixat inversament. Quan hi cau la llum, com un díode, la cèl·lula solar esbiaixa cap endavant i el corrent flueix en una direcció d’un ànode a un càtode com un díode. Normalment, el voltatge del circuit obert (sense connectar la bateria) d’un panell solar és superior al voltatge nominal. Per exemple, un panell de 12 volts proporciona uns 20 volts de llum solar intensa. Però quan la bateria hi està connectada, el voltatge baixa a 14-15 volts. Les cèl·lules solars fotovoltaiques (SPV) estan fetes de materials extraordinaris anomenats semiconductors, per exemple el silici, que actualment és el més utilitzat. Essencialment, quan la llum colpeja la cèl·lula, una part d’ella s’absorbeix dins del material semiconductor. Això significa que l'energia de la llum absorbida es transfereix al semiconductor.

Com-funciona-Solar-PV

Les cèl·lules fotovoltaiques solars també tenen un o més camps elèctrics que actuen per obligar els electrons alliberats per l’absorció de llum a fluir en una direcció determinada. Aquest flux d’electrons és un corrent i, posant contactes metàl·lics a la part superior i inferior de la cel·la SPV, podem treure aquest corrent per utilitzar-lo remotament. La tensió de les cèl·lules defineix la potència que pot produir la cèl·lula solar. El procés de conversió de la llum en electricitat s’anomena efecte solar fotovoltaic (SPV). Un conjunt de panells solars converteix l’energia solar en electricitat de CC. L'electricitat de CC entra llavors en un inversor. L’inversor converteix l’electricitat de CC en electricitat de 120 volts de CA necessària per als electrodomèstics.


Solar Panell:

Un panell solar és una col·lecció de cèl·lules solars. El panell solar converteix l’energia solar en energia elèctrica. El panell solar utilitza material òhmic per a les interconnexions, així com els terminals externs. Així, doncs, els electrons creats en el material de tipus n passen a través de l’elèctrode fins al fil connectat a la bateria. A través de la bateria, els electrons arriben al material de tipus p. Aquí els electrons es combinen amb els forats. Per tant, quan el panell solar està connectat a la bateria, es comporta com una altra bateria i tots dos sistemes estan en sèrie igual que dues bateries connectades en sèrie.

La producció del panell solar és la seva potència que es mesura en termes de watts o quilos de watts. Hi ha disponibles panells solars amb diferents potències de sortida, com ara 5 watts, 10 watts, 20 watts, 100 watts, etc. Per tant, abans de seleccionar el panell solar, és necessari esbrinar la potència necessària per a la càrrega. Per calcular la potència necessària s’utilitza el watt hora o el quilowatt hora. Com a norma general, la potència mitjana és igual al 20% de la potència màxima. Per tant, cada pico de quilo watt de matriu solar dóna una potència de sortida que correspon a la producció d’energia de 4,8 kWh / dia. És a dir, 24 hores x 1 kW x 20%.

El rendiment del panell solar depèn de diversos factors com el clima, les condicions del cel, l'orientació del panell, la intensitat i la durada de la llum solar i les seves connexions de cablejat. Si la llum del sol és normal, un panell de 12 volts de 15 watts dóna un corrent d’1 amperi. Si es manté correctament, un panell solar durarà uns 25 anys. Cal dissenyar la disposició del panell solar a la coberta. Normalment es disposa orientat a l’est amb un angle de 45 graus. També s’utilitza un sistema de seguiment solar que fa girar el panell mentre el sol es mou d’est a oest. La connexió de cablejat també és important. Un cable de bona qualitat amb un indicador suficient per manejar el corrent garantirà una càrrega adequada de la bateria. Si el cable és massa llarg, el corrent de càrrega es pot reduir. Per tant, per regla general, el panell solar està situat a 10-20 peus d’alçada del nivell del terra. Es recomana una neteja adequada del panell solar un cop al mes. Això inclou la neteja de la superfície per eliminar la pols i la humitat i la neteja i la connexió dels terminals.

El panell solar té una sobrecàrrega total de quatre passos de procés, carregada, bateria baixa i descàrrega profunda, anem a tots.

Des del següent circuit, hem utilitzat un panell solar, ja que s’utilitza una font de corrent per carregar la bateria B1 mitjançant D10. Mentre la bateria es carrega completament, el Q1 es condueix des de la sortida del comparador. D’aquesta manera, Q2 condueix i desvia l’energia solar a través de D11 i Q2 de manera que la bateria no estigui sobrecarregada. Mentre la bateria està completament carregada, el voltatge en el punt del càtode de D10 augmenta. El corrent del panell solar s’evita mitjançant D11 i el drenatge i la font del MOSFET. Mentre que l'operació de commutació utilitza la càrrega Q2 sol proporcionar un camí cap al negatiu mentre que el positiu es connecta a la corrent continu mitjançant l'interruptor en cas de sobrecàrrega. El funcionament correcte de la càrrega en condicions normals s’indica mentre es duu a terme el MOSFET Q2.

Circuit de panells solars

Aplicació de l'energia solar:

Des de sota del circuit, per controlar la intensitat, es poden alimentar llums LED amb cicle de treball variable des d'una font de corrent continu. El concepte de control d’intensitat ajuda a l’estalvi d’energia elèctrica. Els LED s’utilitzen en combinació amb transistors de conducció adequats del microcontrolador degudament programats per a una aplicació pràctica.

Per demostrar el mateix a partir d’una font de 12v dc, 4 LED’s en sèrie fan una cadena amb 8 * 3 = 24 cordes es connecten en sèrie amb un MOSFET que actua com a commutador. El MOSFET podria ser IRF520 o Z44. Cada LED és un LED blanc i funciona a 2,5 v. Per tant, 4 LED de la sèrie necessiten 10v. Per tant, es connecta una resistència amb 10ohms, 10watts en sèrie amb els LED’s on la tensió d’equilibri baixa de 12v limitant el corrent per a un funcionament segur dels LEDs.

Cirucit dPer exemple, els llums LED que s’utilitzen per a la il·luminació pública s’encenen al capvespre amb tota intensitat fins a les 23:00 amb un 99% de cicle adequat per al cicle de treball del led, és a dir, l’1% del controlador. Amb cada hora avançant a partir de les 23:00, el cicle de treball dels LED baixa del 99% progressivament, de manera que al matí el cicle de treball en temps d’ACTIVACIÓ arriba al 10% del 99% i, finalment, a zero, el que significa que els llums estan apagats des del matí, és a dir, des de la matinada al capvespre. L'operació es repeteix de nou des del capvespre amb plena intensitat fins a les 23:00 a partir de les 18:00 i a les 12 de la nit és el 80% del cicle de treball, 1'o rellotge 70%, 2'o rellotge 60%, 3'o rellotge 50%, 4'o rellotge del 40% i així fins al 10% i finalment OFF a la matinada.

La intensitat del LED canvia segons la modulació de l'amplada del pols, tal com es mostra a la fig.

formes d