Impact du blocage solaire sur la production d'électricité des panneaux solaires

Principe d'opération

La conception de nombreuses cellules solaires repose sur le principe qu'elles sont, au sens physique, des convertisseurs photovoltaïques. L'effet de génération d'énergie se manifeste à la place de la transition «p - n».

Pour concentrer l'énergie solaire en eux-mêmes, les semi-conducteurs sont réalisés sous forme de panneaux. Pour cette raison, ces structures ont reçu le même nom, quelle que soit leur forme (flexible ou statique) - panneaux solaires.

Quel est le principe des panneaux solaires et des systèmes basés sur eux? Le panneau comprend 2 plaques de silex aux propriétés distinctes les unes des autres. Le processus de production d'électricité est le suivant:

1. L'exposition au soleil sur le premier conduit à un manque d'électrons.
2. Lorsqu'il est exposé à la deuxième plaque, il reçoit un excès d'électrons.
3. Des bandes de cuivre, conductrices de courant, sont connectées aux plaques.
4. Les bandes sont connectées à des convertisseurs de tension avec des batteries intégrées.

La base est constituée de plaquettes de silicium. Mais pour utiliser cette structure comme alimentation sans coupure (et pas seulement pendant le solstice), des batteries bon marché n'y sont pas connectées (avec leur aide, les objets connectés au réseau consomment de l'énergie la nuit).

Dans l'industrie, la structure d'absorption d'énergie solaire est constituée de multiples cellules photovoltaïques stratifiées reliées entre elles et placées sur un support flexible ou rigide.

L'efficacité de la structure est calculée en fonction de l'application de divers facteurs. Les principaux sont la pureté du silicium impliqué et le placement des cristaux.

Le processus de purification du silicium est assez compliqué et il n'est pas facile de disposer les cristaux dans une seule direction. La complexité des processus chargés d'augmenter l'efficacité se traduit par un prix élevé pour de tels équipements.

Les panneaux solaires sont une direction prometteuse dans le secteur de l'énergie, de sorte que des milliards de dollars sont investis dans la recherche de nouveaux projets dans ce domaine. La conversion PV augmente chaque trimestre en raison de la manipulation des conducteurs et des éléments structurels. Dans le même temps, non seulement le silicium peut être pris comme base.

Histoire des panneaux solaires

Les gens songent depuis longtemps à utiliser l'énergie du soleil, mais auparavant, les capacités technologiques ne permettaient pas de le faire. Le point de départ dans cette direction est la découverte de l'effet photovoltaïque en 1839 par le scientifique A.E. Becquerel. Ils n'ont commencé à parler sérieusement de l'utilisation de l'énergie solaire qu'en 1883, lorsque le premier module fonctionnant sur cette source a été inventé. Les prototypes ont été présentés en France à l'exposition universelle, ils ont focalisé les rayons du soleil avec des miroirs et les ont reformés en vapeur.

Cependant, il a fallu plusieurs décennies aux scientifiques pour créer des panneaux solaires capables de convertir l'énergie des rayons en énergie électrique. Les appareils étaient encombrants et inefficaces. Il était possible d'obtenir des résultats acceptables dans les années 70 du 20e siècle, mais les appareils étaient si chers qu'ils n'étaient utilisés que dans l'industrie spatiale. Les premiers panneaux solaires pour la maison sont apparus dans les années 90 et chaque année leur modification est constamment améliorée.

Types de convertisseurs photovoltaïques

Dans l'industrie, il existe une classification des cellules solaires en fonction du type d'appareil et de la couche photovoltaïque utilisée.

Par appareil, ils sont divisés en:

• panneaux à partir d'éléments flexibles, ils sont flexibles;
• panneaux constitués d'éléments rigides.

Lors du déploiement des panneaux, les panneaux flexibles à couche mince sont le plus souvent utilisés.Ils sont posés en surface, ignorant certains éléments inégaux, ce qui rend ce type d'appareil plus polyvalent.

Par type de couche photovoltaïque pour la conversion d'énergie ultérieure, les panneaux sont divisés en:

1. Silicium (monocristallin, polycristal, amorphe).
2. Tellure - cadmium.
3. Polymère.
4. Biologique.
5. Arséniure - gallium.
6. Séléniure d'indium - cuivre - gallium.

Bien qu'il existe de nombreuses variétés, les panneaux solaires au silicium et au tellure-cadmium représentent la part du lion dans le chiffre d'affaires des consommateurs. Ces deux types sont choisis en raison du rapport efficacité / prix.

Convertisseurs monocristallins

Ce sont des panneaux avec des coins biseautés. Leur couleur est toujours d'un noir pur.

Si nous parlons de convertisseurs monocristallins, le principe de fonctionnement d'une batterie solaire peut être brièvement décrit comme une efficacité moyenne. Toutes les cellules des éléments sensibles à la lumière d'une telle batterie sont dirigées dans une direction.

Cela vous permet d'obtenir le résultat le plus élevé parmi des systèmes similaires. L'efficacité de ce type de batterie atteint 25%.

L'inconvénient est que ces panneaux doivent toujours faire face au soleil.

Si le soleil se cache derrière les nuages, s'enfonce à l'horizon, ou n'a pas encore eu le temps de se lever, alors les batteries vont générer un courant de puissance plutôt faible.

Caractéristiques des cellules solaires en silicium

La poudre de quartz est une matière première pour le silicium. Il y a beaucoup de ce matériau dans l'Oural et en Sibérie, par conséquent, ce sont des panneaux solaires en silicium qui sont et seront plus utilisés que les autres sous-types.

Monocristal

Les plaquettes monocristallines (mono - Si) contiennent une couleur bleuâtre - foncée, uniformément répartie sur toute la plaquette. Pour de telles plaquettes, le silicium le plus purifié est utilisé. Plus il est propre, plus l'efficacité est élevée et le coût le plus élevé des panneaux solaires sur le marché pour de tels appareils.

Avantages du monocristal:

1. Efficacité la plus élevée - 17-25%.
2. Compacité - l'utilisation d'une zone plus petite par rapport au polycristal pour le déploiement d'équipements dans des conditions de puissance identique.
3. Résistance à l'usure - un fonctionnement ininterrompu de la production d'électricité sans remplacement des principaux composants est assuré pendant un quart de siècle.

Désavantages:

1. La sensibilité à la poussière et à la saleté - la poussière déposée ne permet pas aux batteries de fonctionner avec la lumière d'un luminaire et, par conséquent, réduit l'efficacité.
2. Le prix élevé équivaut à la période de récupération accrue.

Étant donné que le mono - Si nécessite un temps clair et la lumière du soleil, les panneaux sont installés dans des zones ouvertes et surélevés. En ce qui concerne la zone, la préférence est donnée aux zones où le temps clair est commun et le nombre de jours ensoleillés est proche du maximum.

Polycristal

Les plaques polycristallines (multi-Si) sont dotées d'une couleur bleue inégale due aux cristaux multidirectionnels. Le silicium n'est pas aussi pur que dans le mono-Si utilisé, de sorte que l'efficacité est quelque peu inférieure, ainsi que le coût de ces cellules solaires.

Faits positifs sur les polycristaux:

1. L'efficacité est de 12 à 18%.
2. Par temps défavorable, l'efficacité est meilleure que celle du Mono-Si.
3. Le prix de cette unité est inférieur et la période de récupération est beaucoup plus faible.
4. L'orientation vers le soleil n'est pas critique, vous pouvez donc les placer sur les toits de divers bâtiments.
5. Durée de fonctionnement - l'efficacité de l'absorption d'énergie et du stockage d'électricité chute à 20% après 20 ans de fonctionnement continu.

Désavantages:

1. L'efficacité est réduite à 12–18%.
2. Exigeant à l'endroit. Une centrale électrique normale nécessite plus d'espace pour se déployer qu'une batterie monocristalline.

Silicium amorphe

La technologie de production de panneaux diffère considérablement des deux précédentes. La cuisson implique des vapeurs chaudes qui descendent sur le substrat sans formation de cristaux.Dans le même temps, moins de matériel de production est utilisé et cela est pris en compte lors de la détermination du prix.

Avantages:

1. L'efficacité est de 8 à 9% dans la deuxième génération et jusqu'à 12% dans la troisième.
2. Haute efficacité par temps moins ensoleillé.
3. Peut être utilisé sur des modules flexibles.
4. L'efficacité des batteries ne diminue pas à mesure que la température augmente, ce qui leur permet d'être montées sur n'importe quelle surface avec une forme non standard.

Le principal inconvénient peut être considéré comme une efficacité inférieure (par rapport à d'autres analogues), et nécessite donc une grande surface pour obtenir des rendements comparables de l'équipement.

Comment choisir les panneaux solaires?

Il n'y a pas de réponse définitive pour savoir quels modèles sont les meilleurs, tout dépend de nombreux facteurs. Lors du choix d'un panneau solaire, vous devez faire attention aux points suivants:

1. La finance
   ... Afin de ne pas payer trop cher, pour un usage domestique, il est recommandé d'acheter un appareil d'environ 12 kW.
2. Pouvoir
   ... Il existe différentes offres en vente. Ici, il est nécessaire de prendre en compte le nombre d'appareils électriques et d'inclure un stock de 10 à 15%.
3. Verre de support
   ... Le panneau de la cellule photoélectrique doit être caché sous une surface durcie avec laminage obligatoire. Le verre est inséré dans la rainure et fixé avec un scellant.
4. Matériau et épaisseur du profil
   ... Il doit s'agir d'un élément de support fiable avec des nervures de renfort.
5. Équipement
   ... En plus des panneaux, vous devez acheter immédiatement tous les composants pour créer un réseau à part entière.
6. Méthode de montage et emplacement
   ... Vous devez choisir un endroit où la lumière du soleil est la plus intense du matin à midi.
7. Durée de vie des panneaux solaires
   ... L'indicateur dépend de la qualité de l'étanchéité du matériau. Plus il est grand, plus vous ne devriez pas vous soucier de la réparation et du remplacement de l'équipement.

Panneau solaire portable

La popularité de l'utilisation de méthodes alternatives de production d'électricité a conduit à l'émergence d'appareils portables. Un panneau solaire amélioré est utilisé pour accéder à l'électricité sans réseau. Le choix du modèle est effectué en fonction des besoins:

1. Un appareil d'une capacité de stockage de 2 à 3 000 mAh suffira à recharger la batterie du téléphone. Son poids est de 300 g.
2. Les petits appareils électroménagers ou les ordinateurs portables peuvent être pris en charge par un modèle avec un courant de sortie d'au moins 2500 mA. Il ressemble à un sac dépliant composé de plusieurs panneaux interconnectés. Poids jusqu'à 2 kg.

Vue d'ensemble des modules sans silicium

Les panneaux solaires fabriqués à partir d'analogues plus chers atteignent un coefficient de 30%; ils peuvent être plusieurs fois plus chers que des systèmes similaires à base de silicium. Certains d'entre eux ont encore une efficacité moindre, tout en ayant la capacité de travailler dans un environnement agressif. Pour la fabrication de tels panneaux, le tellurure de cadmium est le plus souvent utilisé. D'autres éléments sont également utilisés, mais moins souvent.

Énumérons les principaux avantages:

1. Rendement élevé, de 25 à 35%, avec la possibilité d'atteindre, dans des conditions relativement idéales, même 40%.
2. Les photocellules sont stables même à des températures allant jusqu'à 150 ° C.
3. En concentrant la lumière du luminaire sur un petit panneau, l'échangeur de chaleur à eau est alimenté, ce qui produit de la vapeur, qui fait tourner la turbine et produit de l'électricité.

Comme nous l'avons dit précédemment, l'inconvénient est le prix élevé, mais dans certains cas, c'est la meilleure solution. Par exemple, dans les pays équatoriaux, où la surface des modules peut atteindre 80 ° C.

Comment faire une mini centrale solaire

Maintenant avec Ali, le contrôleur solaire me convient

Nous réaliserons une mini-centrale électrique pour notre laboratoire selon le schéma classique:

La boîte bleue est le contrôleur. La boîte noire en dessous est un onduleur qui convertit le 12 Volts DC de la batterie en 220 Volts AC (en tension à votre prise domestique). Vous connaissez déjà le reste du circuit.Ce circuit est complètement autonome et nécessite un entretien minimal.

Batteries polymères et organiques

Les modules à base de polymère et de matériaux organiques se sont généralisés au cours des 10 dernières années, ils sont créés sous forme de structures de film dont l'épaisseur dépasse rarement 1 mm. Leur efficacité est proche de 15% et leur coût est plusieurs fois inférieur à celui de leurs homologues cristallins.

Avantages:

1. Faible coût de production.
2. Format flexible (rouleau).

L'inconvénient des panneaux constitués de ces matériaux est la diminution de l'efficacité sur une longue distance. Mais cette question fait toujours l'objet de recherches et la production est constamment modernisée pour éliminer les inconvénients qui peuvent apparaître dans la génération existante de ce type de batterie dans 5 à 10 ans.

Comment connecter un panneau solaire?

Ces appareils ne sont pas capricieux, ils peuvent être installés dans n'importe quel endroit bien éclairé sur le toit, le balcon ou sur le site. L'essentiel est d'effectuer la connexion de manière à observer l'angle d'inclinaison par rapport à l'horizon et l'orientation de l'emplacement. L'installation de panneaux solaires nécessite un ancrage de haute qualité en quatre points. Cela peut être fait à l'aide de pinces ou de boulons. Après cela, tous les composants sont connectés en série. Il est recommandé de respecter le schéma suivant:

1. Connectez la batterie au contrôleur à l'aide d'un câble en cuivre.
2. Connectez la photocellule et le contrôleur.
3. Enfin, l'onduleur est connecté à la batterie.

Comment faire le bon choix?

Pour les propriétaires de maisons situées sur le continent européen, le choix est assez simple: il s'agit d'un polycristal ou d'un monocristal en silicium. Dans le même temps, avec des surfaces limitées, il vaut la peine de faire un choix en faveur des panneaux monocristallins, et en l'absence de telles restrictions - en faveur des batteries polycristallines. Lors du choix d'un fabricant, des paramètres techniques de l'équipement et des systèmes supplémentaires, il convient de contacter les entreprises qui se consacrent à la fois à la vente et à l'installation de kits. Gardez à l'esprit que quel que soit le fabricant, la qualité des systèmes des «meilleurs» fabricants est peu susceptible de différer, alors ne vous laissez pas berner en étudiant la politique de prix.

Si vous décidez de commander une installation clé en main d'une «ferme solaire», gardez à l'esprit que les panneaux eux-mêmes dans le paquet de ces services ne prendront que 1/3 du coût total, et que le retour sur investissement sera proche d'environ:

1. Un choix budgétaire mais efficace sera les panneaux d'Amerisolar, le modèle polycristallin s'appelle AS-6P30 280W, a une taille de 1640x992 mm et produit, respectivement, 280 W de puissance. L'efficacité du module est de 17,4%. Parmi les inconvénients - la garantie n'est que de 2 ans Mais le coût est de 7 mille roubles.
2. Le module RS 280 POLY de la Runda chinoise aura une capacité similaire, le coût est encore plus bas - environ 6000 roubles.
3. Si l'espace est limité, vous devez faire attention au produit de LEAPTON SOLAR - LP72-375M PERC, le rendement est de 19,1%, et avec des dimensions 1960x992 mm, nous obtenons 375 W d'énergie en sortie. Le coût d'une telle batterie sera d'environ 10 mille roubles.
4. Une autre option efficace avec des dimensions plus petites, 1686x1016 mm, sera un nouveau produit de LG - NeOn 340 W. "Not he" revendique une efficacité de 19,8%, mais ne peut pas se vanter d'un coût, il sera plus de la moitié plus élevé que le précédent échantillon - environ 16 mille roubles ...
5. Pour ceux qui veulent tourner leur attention vers le segment haut de gamme, la société taïwanaise BenQ a lancé sur le marché le module monocristallin SunForte PM096B00 333W, produisant 333 W de puissance en sortie, avec un rendement nominal de 20,4% avec des dimensions de 1559x1046 mm . Ce module a reçu un coût impressionnant de près de 35 mille roubles.

Composants

L'appareil lui-même et le principe de fonctionnement de la source d'énergie peuvent être qualifiés de simples. Il se compose de seulement deux parties:

• bâtiment principal;
• blocs de conversion.

Dans la plupart des cas, le corps est en plastique. Cela ressemble à une tuile ordinaire à laquelle sont attachés des blocs transducteurs.
L'unité de conversion est une tranche de silicium. Cela peut être fait de deux manières.:

• polycristallin;
• monocristallin.

La méthode polycristalline est moins coûteuse et la méthode monocristalline est considérée comme la plus efficace.

Toutes les autres pièces supplémentaires (par exemple, les contrôleurs et les onduleurs), les gadgets et les microcircuits sont connectés uniquement pour augmenter l'efficacité et le fonctionnement de la source d'énergie. La batterie solaire peut également fonctionner sans eux.

Gardez à l'esprit: pour que cette source commence à fonctionner, il est nécessaire de connecter correctement et précisément toutes les unités de conversion.

Cet article peut vous aider à calculer la puissance des panneaux solaires:

Il existe deux types de connexion.:

• cohérent;
• parallèle.

La seule différence est que dans une connexion en parallèle, une augmentation du courant se produit et dans une connexion en série, la tension augmente.
S'il est nécessaire de faire fonctionner au maximum deux paramètres à la fois, alors le parallèle-série est utilisé.

Mais il ne faut pas oublier que des charges élevées peuvent provoquer l'épuisement de certains contacts. Des diodes sont utilisées pour éviter cela.

Une diode est capable de protéger un quart de la photocellule. S'ils ne sont pas dans l'appareil, il y a une forte probabilité que toute la source d'énergie cesse de fonctionner après la première pluie ou un ouragan.

Un point important: ni l'accumulation ni l'intensité du courant ne correspondent du tout aux paramètres possibles des appareils ménagers modernes, il est donc nécessaire de redistribuer et d'accumuler l'électricité.
Pour cela, il est recommandé de connecter en plus au moins deux batteries. L'un sera cumulatif et le second sera de rechange ou de réserve.
Donnons un exemple du travail de batteries supplémentaires. Lorsque le temps est beau et ensoleillé, la charge est rapide et après un court laps de temps, un excès d'énergie apparaît.

Par conséquent, tout ce processus est contrôlé par un rhéostat spécial, qui est capable à un certain moment de transférer toute l'électricité inutile dans des réserves supplémentaires.

Vous pouvez vous familiariser avec les critiques des propriétaires de panneaux solaires dans cet article:

Pourquoi l'efficacité est-elle si importante?

L'efficacité prend une grande importance lors du calcul de la surface que vous pouvez utiliser pour un système de panneaux solaires. Avec des tailles comparables des modules décrits de Amerisolar AS-6P30 280W (1,63 mètre carré) et NeOn 340 W de LG (1,71 mètre carré), la différence de puissance par mètre carré à la sortie sera de 15,6%. D'une part, cela peut ne pas sembler très efficace, compte tenu de la différence de prix plus du double, mais dans le cas d'un espace limité ou d'un environnement plus agressif, cela peut déplacer votre choix en faveur de ce constructeur bien connu.

L'efficacité accrue met l'accent non seulement sur l'efficacité de la technologie de fabrication, mais également sur les matériaux de qualité utilisés dans la fabrication. Cela peut affecter la durée de vie des appareils, la résistance des panneaux à la soi-disant dégradation. N'oubliez pas non plus les obligations de garantie du fabricant. Avec des bureaux de représentation et des services de garantie dans presque tous les coins du monde, LG pourra se vanter d'une approche plus fidèle à ses clients et du respect de ses obligations.

Évaluation des panneaux solaires

La demande croissante de modules PV a conduit à l'émergence d'un grand nombre de nouveaux fabricants sur le marché. Il est difficile pour une personne ordinaire de faire le bon choix en faveur d'un modèle particulier. Nous vous proposons de vous familiariser avec la notation des meilleurs panneaux solaires:

1. Trina Solar;
2. Jinko Solar;
3. Canadian Solar;
4. Seraphim;
5. JA Solar;
6. Panasonic;
7. SunTech;
8. LONGi Solar;
9. ABi-Solar;
10. Risen Solar.

Indépendamment du fait que les panneaux solaires de fabrication russe ne figurent pas encore dans la liste des meilleurs, ils sont produits en grande quantité et conquièrent progressivement le marché intérieur. Chaque acheteur décide individuellement quelle entreprise choisir. Il peut s'agir d'un fabricant national ou étranger, tout dépend de la situation financière et des exigences émergentes.