La science nous a donné une époque où la technologie permettant d’utiliser l’énergie solaire est devenue accessible au public. Chaque propriétaire a la possibilité d’acquérir des panneaux solaires pour sa maison. Les estivants ne sont pas en reste en la matière. Ils se trouvent souvent loin des sources centralisées d’approvisionnement en électricité durable.

Nous vous proposons de vous familiariser avec les informations présentant la conception, les principes de fonctionnement et le calcul des unités de travail du système solaire. La familiarisation avec les informations que nous vous proposons vous rapprochera de la réalité de l'alimentation de votre site en électricité naturelle.

Pour une compréhension claire des données fournies, ci-joint diagrammes détaillés, illustrations, instructions photo et vidéo.

Conception et principe de fonctionnement d'une batterie solaire

Il était une fois des esprits curieux qui ont découvert pour nous des substances naturelles produites sous l'influence de particules de lumière solaire, les photons. Le processus s'appelait l'effet photoélectrique. Les scientifiques ont appris à contrôler les phénomènes microphysiques.

Basés sur des matériaux semi-conducteurs, ils ont créé des appareils électroniques– photocellules.

Les fabricants maîtrisent la technologie consistant à combiner des convertisseurs miniatures en panneaux solaires efficaces. L'efficacité des modules de panneaux solaires en silicium largement produits par l'industrie est de 18 à 22 %.

D'après la description du schéma, cela ressort clairement : tous les composants de la centrale électrique sont d'égale importance - le fonctionnement coordonné du système dépend de leur sélection compétente.

Une batterie solaire est assemblée à partir de modules. C'est le point final du voyage des photons du Soleil à la Terre. À partir de là, ces composants du rayonnement lumineux poursuivent leur chemin à l'intérieur du circuit électrique sous forme de particules. courant continu.

Ils sont répartis entre des batteries ou transformés en charges de courant électrique alternatif d'une tension de 220 volts, qui alimente toutes sortes d'appareils techniques domestiques.

Une batterie solaire est un complexe de dispositifs semi-conducteurs connectés en série - des photocellules qui convertissent l'énergie solaire en énergie électrique.

Vous trouverez plus de détails sur les spécificités de l'appareil et le principe de fonctionnement de la batterie solaire sur notre autre site internet.

Types de modules de panneaux solaires

Les panneaux-modules solaires sont assemblés à partir de cellules solaires, autrement appelées convertisseurs photoélectriques. Les FEP de deux types ont été largement utilisés.

Ils diffèrent par les types de semi-conducteurs en silicium utilisés pour leur fabrication, à savoir :

• Polycristallin. Ce sont des cellules solaires fabriquées à partir de silicium fondu grâce à un refroidissement à long terme. Méthode simple la production détermine l'abordabilité du prix, mais la productivité de la version polycristalline ne dépasse pas 12 %.
• Monocristallin. Ce sont des éléments obtenus en découpant un cristal de silicium cultivé artificiellement en fines tranches. L'option la plus productive et la plus coûteuse. Le rendement moyen est d'environ 17 % ; vous pouvez trouver des cellules solaires monocristallines avec des performances plus élevées.

Les cellules solaires polycristallines sont de forme carrée et plate avec une surface non uniforme. Les variétés monocristallines ressemblent à de fins carrés avec une structure de surface uniforme avec des coins coupés (pseudo-carrés).

Voici à quoi ressemblent les FEP - convertisseurs photovoltaïques : les caractéristiques du module solaire ne dépendent pas du type d'éléments utilisés - cela n'affecte que la taille et le prix

Les panneaux de la première version de même puissance sont plus grands que les seconds en raison d'un rendement moindre (18% contre 22%). Mais en moyenne, ils coûtent dix pour cent moins cher et sont très demandés.

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Vous pourrez découvrir les règles et les nuances du choix des panneaux solaires pour fournir de l’énergie de chauffage autonome.

Schéma de fonctionnement de l'alimentation en énergie solaire

Lorsque l’on regarde les noms mystérieux des composants qui composent le système d’énergie solaire, l’idée vient à la complexité super-technique de l’appareil.

Au niveau micro de la vie des photons, cela est vrai. Et clairement régime général Le circuit électrique et le principe de son fonctionnement semblent très simples. Il n'y a que quatre marches entre le corps céleste et « l'ampoule Ilitch ».

Les modules solaires sont le premier composant d'une centrale électrique. Il s'agit de panneaux rectangulaires minces assemblés à partir d'un certain nombre de plaques de photocellules standards. Les fabricants fabriquent des panneaux photo de différentes tailles Puissance électrique et une tension multiple de 12 volts.

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Les appareils de forme plate sont idéalement situés sur des surfaces ouvertes aux rayons directs. Les blocs modulaires sont combinés à l'aide de connexions mutuelles dans une batterie solaire. La tâche de la batterie est de convertir l'énergie solaire reçue, en produisant un courant continu d'une valeur donnée.

Périphériques de stockage charge électrique- sont connus de tous. Leur rôle au sein du système d’approvisionnement en énergie solaire est traditionnel. Lorsque les consommateurs domestiques sont connectés à un réseau centralisé, les dispositifs de stockage d’énergie stockent l’électricité.

Ils accumulent également son excédent si le courant du module solaire est suffisant pour fournir la puissance consommée par les appareils électriques.

La batterie fournit la quantité d'énergie requise au circuit et maintient une tension stable dès que sa consommation augmente jusqu'à une valeur accrue. La même chose se produit, par exemple, la nuit lorsque les panneaux photo ne fonctionnent pas ou par temps peu ensoleillé.

Le schéma d'approvisionnement en énergie d'une maison utilisant des panneaux solaires diffère des options avec des collecteurs par la capacité de stocker de l'énergie dans une batterie.

Le contrôleur est un intermédiaire électronique entre le module solaire et les batteries. Son rôle est de réguler le niveau de charge des batteries. L'appareil ne leur permet pas de bouillir en raison d'une surcharge ou d'une chute du potentiel électrique en dessous d'une certaine norme nécessaire au fonctionnement stable de l'ensemble du système solaire.

En inversant, c'est ainsi que le son du terme s'explique littéralement. Oui, en fait, cet appareil remplit une fonction qui semblait autrefois fantastique aux ingénieurs électriciens.

Il convertit le courant continu du module solaire et des batteries en courant alternatif avec une différence de potentiel de 220 volts. Il s’agit de la tension de fonctionnement de la grande majorité des appareils électroménagers.

Le flux d'énergie solaire est proportionnel à la position du luminaire : lors de l'installation des modules, il serait bon de prévoir un réglage de l'angle d'inclinaison en fonction de la période de l'année.

Charge de pointe et consommation énergétique quotidienne moyenne

Le plaisir d’avoir sa propre station solaire vaut toujours beaucoup. La première étape vers l'exploitation de la puissance de l'énergie solaire consiste à déterminer la charge de pointe optimale en kilowatts et la consommation d'énergie quotidienne moyenne rationnelle en kilowattheures pour un ménage ou une maison de campagne.

La charge de pointe est créée par la nécessité d'allumer plusieurs appareils électriques et est déterminé par leur puissance totale maximale, compte tenu des caractéristiques de démarrage surestimées de certains d'entre eux.

Le calcul de la consommation électrique maximale vous permet d'identifier les besoins vitaux fonctionnement simultané certains appareils électriques, et d’autres moins. Les caractéristiques de puissance des composants de la centrale électrique, c'est-à-dire le coût total de l'appareil, sont soumises à cet indicateur.

La consommation énergétique quotidienne d'un appareil électrique est mesurée par le produit de sa puissance individuelle et du temps pendant lequel il a fonctionné sur le réseau (électricité consommée) pendant la journée. La consommation énergétique quotidienne moyenne totale est calculée comme la somme de l’électricité consommée par chaque consommateur sur une période quotidienne.

L'analyse et l'optimisation ultérieures des données obtenues sur les charges et la consommation d'énergie garantiront la configuration nécessaire et le fonctionnement ultérieur du système d'énergie solaire à un coût minimal.

Le résultat de la consommation d'énergie permet d'aborder rationnellement la consommation d'électricité solaire. Le résultat des calculs est important pour le calcul ultérieur de la capacité de la batterie. Le prix du pack batterie, élément non négligeable du système, dépend encore plus de ce paramètre.

La procédure de calcul des indicateurs énergétiques

Le processus de calcul commence littéralement avec une feuille de cahier située horizontalement, carrée et dépliée. Avec de légers traits de crayon, on obtient à partir de la feuille un formulaire à trente colonnes, et des lignes en fonction du nombre d'appareils électroménagers.

Préparation aux calculs arithmétiques

La première colonne est traditionnelle : un numéro de série. La deuxième colonne est le nom de l'appareil électrique. Le troisième est sa consommation électrique individuelle.

Les colonnes quatre à vingt-sept correspondent aux heures de la journée de 00 à 24. Les éléments suivants y sont inscrits par une ligne fractionnaire horizontale :

• au numérateur – la durée de fonctionnement de l'appareil pendant une heure spécifique sous forme décimale (0,0) ;
• le dénominateur est à nouveau sa consommation électrique individuelle (cette répétition est nécessaire pour calculer les charges horaires).

La vingt-huitième colonne est le temps total de travail appareil ménager au cours de la journée. Dans le vingt-neuvième - la consommation d'énergie personnelle de l'appareil est enregistrée en multipliant la consommation d'énergie individuelle par la durée de fonctionnement sur une période quotidienne.

L'élaboration d'un cahier des charges détaillé des consommateurs, prenant en compte les charges horaires, permettra de conserver davantage d'appareils habituels, grâce à leur utilisation rationnelle.

La trentième colonne est également standard - remarque. Ce sera utile pour les calculs intermédiaires.

Elaboration d'un cahier des charges consommateur

La prochaine étape des calculs est la transformation du formulaire de cahier en un cahier des charges destiné aux consommateurs d'électricité domestiques. La première colonne est claire. Les numéros de série des lignes sont saisis ici.

La deuxième colonne contient les noms des consommateurs d'énergie. Il est recommandé de commencer à remplir le couloir d'appareils électriques. Ce qui suit décrit d'autres pièces dans le sens inverse des aiguilles d'une montre ou dans le sens des aiguilles d'une montre (selon votre convenance).

S'il y a un deuxième (etc.) étage, la procédure est la même : depuis les escaliers - autour. Dans le même temps, il ne faut pas oublier les dispositifs d'éclairage des cages d'escalier et des rues.

Il est préférable de remplir la troisième colonne en indiquant la puissance en face du nom de chaque appareil électrique avec la seconde.

Les colonnes quatre à vingt-sept correspondent à chaque heure de la journée. Pour plus de commodité, vous pouvez les rayer immédiatement lignes horizontales au milieu des lignes. Les moitiés supérieures des lignes résultantes sont comme des numérateurs, les moitiés inférieures sont des dénominateurs.

Ces colonnes sont remplies ligne par ligne. Les numérateurs sont formatés de manière sélective sous forme d'intervalles de temps au format décimal (0,0), reflétant la durée de fonctionnement d'un appareil électrique donné au cours d'une période horaire particulière. En parallèle, là où sont inscrits les numérateurs, les dénominateurs sont inscrits avec l'indicateur de la puissance de l'appareil, pris dans la troisième colonne.

Une fois toutes les colonnes d'heures remplies, procédez au calcul du temps de travail quotidien individuel des appareils électriques, en progressant ligne par ligne. Les résultats sont enregistrés dans les cellules correspondantes de la vingt-huitième colonne.

Dans le cas où la centrale solaire joue un rôle auxiliaire, afin que le système ne tourne pas au ralenti, une partie de la charge peut y être connectée pour une puissance constante.

Sur la base de la puissance et des heures de travail, la consommation d'énergie quotidienne de tous les consommateurs est calculée séquentiellement. Il est noté dans les cellules de la vingt-neuvième colonne.

Lorsque toutes les lignes et colonnes du cahier des charges sont remplies, les totaux sont calculés. En additionnant les graphiques de puissance des dénominateurs des colonnes horaires, les charges de chaque heure sont obtenues. En additionnant la consommation énergétique quotidienne individuelle de la vingt-neuvième colonne de haut en bas, on obtient la moyenne quotidienne totale.

Le calcul n'inclut pas la propre consommation futur système. Ce facteur est pris en compte par le coefficient auxiliaire dans les calculs finaux ultérieurs.

Analyse et optimisation des données obtenues

Si l'énergie d'une centrale solaire est prévue comme source de secours, les données sur la consommation horaire d'énergie et la consommation quotidienne moyenne totale d'énergie permettent de minimiser la consommation d'électricité solaire coûteuse.

Ceci est réalisé en excluant l'utilisation des consommateurs à forte intensité énergétique jusqu'à ce que l'alimentation électrique centralisée soit rétablie, en particulier pendant les heures de pointe.

Si le système d’énergie solaire est conçu comme une source d’alimentation électrique constante, les résultats des charges horaires apparaissent. Il est important de répartir la consommation d'électricité tout au long de la journée de manière à éliminer les hautes et les très basses prédominances.

L'élimination des charges de pointe, le nivellement des charges maximales, l'élimination des baisses brusques de la consommation d'énergie au fil du temps permettent de sélectionner les options les plus économiques pour les composants du système solaire et d'assurer un fonctionnement stable et surtout sans problème. travail à long terme centrales solaires.

Le graphique révélera l'inégalité de la consommation d'énergie : notre tâche est de décaler les maximums au moment de la plus grande activité solaire et de réduire la consommation totale quotidienne, surtout la nuit.

Le dessin présenté montre la transformation d'un planning irrationnel obtenu sur la base d'un cahier des charges en un planning optimal. La consommation journalière a été réduite de 18 à 12 kW/h, la charge horaire journalière moyenne de 750 à 500 W.

Le même principe d’optimalité est utile lors de l’utilisation de l’option énergie solaire comme secours. Cela ne vaut peut-être pas la peine de dépenser trop d’argent pour augmenter la puissance des modules solaires et des batteries au nom de quelques désagréments temporaires.

Sélection de composants de centrale solaire

Pour simplifier les calculs, nous considérerons la version utilisant une batterie solaire comme source principale pour la datcha énergie électrique. Le consommateur sera une maison de campagne conditionnelle dans la région de Riazan, où il résidera en permanence de mars à septembre.

Des calculs pratiques basés sur les données du planning rationnel de consommation horaire d'énergie publié ci-dessus permettront de clarifier le raisonnement :

• Consommation d'énergie quotidienne moyenne totale = 12 000 watts/heure.
• Charge de pointe 1200 x 1,25 = 1500 watts (+25%).

Les valeurs seront nécessaires au calcul de la capacité totale des appareils solaires et d'autres paramètres de fonctionnement.

Détermination de la tension de fonctionnement du système solaire

La tension de fonctionnement interne de tout système solaire est basée sur un multiple de 12 volts, qui est la valeur nominale de batterie la plus courante. Les unités de stations solaires les plus utilisées sont : modules solaires, contrôleurs, onduleurs - sont produits pour les tensions courantes de 12, 24, 48 volts.

Plus haute tension permet l'utilisation de fils d'alimentation de section plus petite, ce qui signifie une fiabilité accrue des contacts. En revanche, les batteries 12 V défectueuses peuvent être remplacées une par une.

Dans un réseau 24 volts, compte tenu des spécificités du fonctionnement des batteries, vous ne devrez les remplacer que par paires. Un réseau 48V nécessitera de changer les quatre piles d'une branche. De plus, à 48 volts, il existe déjà un risque de choc électrique.

Avec la même capacité et à peu près le même prix, vous devez acheter des batteries avec la profondeur de décharge autorisée la plus élevée et un courant maximum plus élevé.

Le choix principal de la valeur nominale de la différence de potentiel interne du système est lié aux caractéristiques de puissance des onduleurs produits par l'industrie moderne et doit prendre en compte l'ampleur de la charge de pointe :

• de 3 à 6 kW – 48 volts,
• de 1,5 à 3 kW – égal à 24 ou 48V,
• jusqu'à 1,5 kW – 12, 24, 48 V.

Choisir entre la fiabilité du câblage et l'inconvénient du remplacement des batteries, pour notre exemple nous nous concentrerons sur la fiabilité. Par la suite, nous partirons de la tension de fonctionnement du système calculé, 24 volts.

Equiper la batterie de modules solaires

La formule de calcul de la puissance nécessaire à une batterie solaire ressemble à ceci :

Rcm = (1000 * Esut) / (k * Sin),

• Rcm = puissance de la batterie solaire = puissance totale des modules solaires (panneaux, W),
• 1000 = sensibilité photovoltaïque acceptée (kW/m²)
• Esut = besoin de consommation énergétique journalière (kWh, dans notre exemple = 18),
• k = coefficient saisonnier prenant en compte toutes les pertes (été = 0,7 ; hiver = 0,5),
• Syn = valeur tabulée de l'insolation (flux de rayonnement solaire) à l'inclinaison optimale des panneaux (kW*h/m²).

Vous pouvez connaître la valeur d'ensoleillement auprès de votre service météorologique régional.

L'angle d'inclinaison optimal des panneaux solaires est égal à la latitude de la zone :

• au printemps et en automne,
• plus 15 degrés – en hiver,
• moins 15 degrés – en été.

La région de Riazan considérée dans notre exemple est située à la latitude 55.

La puissance la plus élevée des panneaux solaires est obtenue grâce à l'utilisation de systèmes de suivi, aux changements saisonniers de l'angle d'inclinaison des panneaux et à l'utilisation de modules de finition mixtes.

Pour la période de mars à septembre, la meilleure inclinaison non régulée du panneau solaire est égale à un angle d'été de 40⁰ par rapport à la surface de la terre. Avec cette installation de modules, l'ensoleillement quotidien moyen de Riazan pendant cette période est de 4,73. Tous les chiffres sont là, faisons le calcul :

Rcm = 1 000 * 12 / (0,7 * 4,73) ≈ 3 600 watts.

Si nous prenons des modules de 100 watts comme base pour la batterie solaire, nous en aurons alors besoin de 36. Ils pèseront 300 kilogrammes et occuperont une superficie d’environ 5 x 5 m.

Schémas de câblage testés sur le terrain et options de connexion de panneaux solaires.

Disposition d'un bloc d'alimentation par batterie

Lors du choix des batteries, vous devez être guidé par les principes suivants :

1. Les batteries de voiture ordinaires ne conviennent PAS à cet usage. Les batteries des centrales solaires portent l’inscription « SOLAR ».
2. Vous ne devez acheter que des batteries identiques à tous égards, de préférence provenant du même lot d’usine.
3. La pièce où se trouve la batterie doit être chaude. Température optimale quand les piles lâchent pleine puissance= 25⁰C. Lorsqu'elle descend à -5⁰C, la capacité de la batterie diminue de 50 %.

Si l'on prend pour le calcul une batterie représentative de 12 volts d'une capacité de 100 ampères/heure, il est facile de calculer qu'elle peut fournir de l'énergie aux consommateurs avec une puissance totale de 1 200 watts pendant une heure entière. Mais c'est à ce moment-là décharge complète, ce qui est extrêmement indésirable.

Pour une durée de vie à long terme des batteries, il n'est PAS recommandé de réduire leur charge en dessous de 70 %. Chiffre limite = 50%. En prenant le nombre 60 % comme « juste milieu », nous basons les calculs ultérieurs sur la réserve d'énergie de 720 Wh pour 100 Ah du composant capacitif de la batterie (1 200 Wh x 60 %).

Peut-être que l'achat d'une batterie d'une capacité de 200 Ah coûtera moins cher que l'achat de deux batteries de 100 Ah, et que le nombre de connexions de contact de la batterie sera réduit.

Initialement, les batteries doivent être installées chargées à 100 % à partir d’une source d’alimentation fixe. Les batteries rechargeables doivent couvrir complètement les charges dans l'obscurité. Si vous n'avez pas de chance avec la météo, maintenez les paramètres système requis pendant la journée.

Il est important de prendre en compte qu'un excès de batteries entraînera une sous-charge constante. Cela réduira considérablement la durée de vie. La solution la plus rationnelle semble être d'équiper l'unité de batteries disposant d'une réserve d'énergie suffisante pour couvrir une consommation énergétique quotidienne.

Pour connaître la capacité totale requise de la batterie, divisez la consommation énergétique quotidienne totale de 12 000 Wh par 720 Wh et multipliez par 100 A*h :

12 000 / 720 * 100 = 2 500 A*h ≈ 1 600 A*h

Au total, pour notre exemple nous aurons besoin de 16 batteries d'une capacité de 100 ou 8 de 200 Ah, connectées en série-parallèle.

Choisir un bon contrôleur

Conclusions et vidéo utile sur le sujet

Vidéo n°1. Démonstration à faire soi-même de l'installation de panneaux solaires sur le toit d'une maison :

Vidéo n°2. Sélection de batteries pour un système solaire, types, différences :

Vidéo n°3. Centrale solaire de campagne pour ceux qui font tout eux-mêmes :

Les méthodes de calcul pratiques étape par étape, le principe de base du fonctionnement efficace d'une batterie de panneaux solaires moderne dans le cadre d'une station solaire autonome domestique aideront les propriétaires et grande maison une zone densément peuplée et une maison de campagne en pleine nature pour acquérir la souveraineté énergétique.

Ces dernières années, les scientifiques se sont particulièrement intéressés aux sources d’énergie alternatives. Le pétrole et le gaz s’épuiseront tôt ou tard, nous devons donc réfléchir dès maintenant à la manière dont nous allons survivre dans cette situation. En Europe, les éoliennes sont activement utilisées, quelqu'un essaie d'extraire de l'énergie de l'océan et nous parlerons de l'énergie solaire. Après tout, l’étoile que nous voyons dans le ciel presque tous les jours peut nous aider à sauver et à améliorer la situation environnementale. L'importance du soleil pour la Terre est difficile à surestimer : il fournit de la chaleur, de la lumière et permet à toute vie sur la planète de fonctionner. Alors pourquoi ne pas lui trouver une autre utilisation ?

Un peu d'histoire

Au milieu du XIXe siècle, le physicien Alexandre Edmond Becquerel découvre l'effet photovoltaïque. Et à la fin du siècle, Charles Fritts créait le premier appareil capable de convertir l'énergie solaire en électricité. À cette fin, du sélénium recouvert d’une fine couche d’or a été utilisé. L'effet a été faible, mais c'est cette invention qui est souvent associée au début de l'ère de l'énergie solaire. Certains scientifiques ne sont pas d'accord avec cette formulation. Ils appellent le scientifique de renommée mondiale Albert Einstein le fondateur de l'ère de l'énergie solaire. En 1921, il reçut le prix Nobel pour son explication des lois de l'effet photoélectrique externe.

Il semblerait que l’énergie solaire soit une voie de développement prometteuse. Mais il existe de nombreux obstacles à son entrée dans chaque foyer, principalement économiques et environnementaux. Nous découvrirons ci-dessous quel est le coût des panneaux solaires, quels dommages ils peuvent causer à l'environnement et quelles autres méthodes de production d'énergie existent.

Méthodes de sauvegarde

La tâche la plus urgente associée à l’apprivoisement de l’énergie solaire n’est pas seulement sa réception, mais aussi son accumulation. Et c’est précisément ce qui est le plus difficile. Actuellement, les scientifiques n’ont développé que 3 méthodes pour maîtriser pleinement l’énergie solaire.

La première repose sur l’utilisation d’un miroir parabolique et s’apparente un peu à jouer avec une loupe, familière à tous depuis l’enfance. La lumière traverse la lentille et converge en un point. Si vous mettez un morceau de papier à cet endroit, il s'allumera car la température du rayons de soleil incroyablement élevé. Un miroir parabolique est un disque concave qui ressemble à un bol peu profond. Ce miroir, contrairement à une loupe, ne transmet pas, mais reflète la lumière du soleil, la collectant en un point, qui est généralement dirigée vers un tuyau noir rempli d'eau. Cette couleur est utilisée car elle absorbe mieux la lumière. L'eau du tuyau est chauffée par les rayons du soleil et peut être utilisée pour produire de l'électricité ou pour chauffer de petites maisons.

Chauffage plat

Cette méthode utilise un système complètement différent. Le récepteur d'énergie solaire ressemble à une structure multicouche. Le principe de son fonctionnement ressemble à ceci.

En passant à travers le verre, les rayons frappent le métal noirci, connu pour mieux absorber la lumière. Le rayonnement solaire se transforme et chauffe l’eau située sous la plaque de fer. Ensuite, tout se passe comme dans la première méthode. L’eau chauffée pourrait être utilisée soit pour chauffer les locaux, soit pour produire de l’énergie électrique. Certes, l'efficacité de cette méthode n'est pas si élevée qu'elle puisse être utilisée partout.

En règle générale, l’énergie solaire ainsi obtenue est de la chaleur. Pour produire de l’électricité, la troisième méthode est beaucoup plus souvent utilisée.

Cellules solaires

Nous connaissons le mieux cette méthode d’obtention d’énergie. Cela implique l’utilisation de diverses batteries ou panneaux solaires, que l’on retrouve sur les toits de nombreuses maisons modernes. Cette méthode est plus compliquée que celle décrite précédemment, mais elle est beaucoup plus prometteuse. C’est ce qui permet de convertir l’énergie solaire en électricité à l’échelle industrielle.

Les panneaux spéciaux conçus pour capter les rayons sont fabriqués à partir de cristaux de silicium enrichis. La lumière du soleil qui les frappe fait sortir l’électron de son orbite. Un autre s'efforce immédiatement de prendre sa place, créant ainsi une chaîne continue en mouvement, qui crée un courant. Si nécessaire, il est immédiatement utilisé pour alimenter des appareils ou accumulé sous forme d'électricité dans des batteries spéciales.

La popularité de cette méthode se justifie par le fait qu'elle permet d'obtenir plus de 120 W à partir d'un seul mètre carré batterie solaire. Dans le même temps, les panneaux ont une épaisseur relativement faible, ce qui leur permet d'être placés presque n'importe où.

Types de panneaux de silicium

Il existe plusieurs types de panneaux solaires. Les premiers sont fabriqués à partir de silicium monocristallin. Leur efficacité est d'environ 15 %. Ce sont les plus chers.

L'efficacité des éléments en silicium polycristallin atteint 11 %. Ils coûtent moins cher car leur matériau est obtenu à l'aide d'une technologie simplifiée. Le troisième type est le plus économique et présente une efficacité minimale. Ce sont des panneaux en silicium amorphe, c'est-à-dire non cristallin. En plus de leur faible efficacité, ils ont un autre inconvénient majeur- la fragilité.

Pour augmenter l'efficacité, certains fabricants utilisent les deux côtés du panneau solaire : l'arrière et l'avant. Cela vous permet de capter la lumière dans de grands volumes et d'augmenter la quantité d'énergie reçue de 15 à 20 %.

Producteurs nationaux

L'énergie solaire sur Terre est de plus en plus répandue. Même dans notre pays, ils souhaitent étudier cette industrie. Malgré le fait que le développement des énergies alternatives ne soit pas très actif en Russie, certains succès ont été obtenus. Actuellement, plusieurs organisations sont engagées dans la création de panneaux pour produire de l'énergie solaire - principalement des instituts scientifiques de divers domaines et des usines de production d'équipements électriques.

1. FNP "Quark"
2. Usine mécanique OJSC Kovrov.
3. Institut panrusse de recherche pour l'électrification de l'agriculture.
4. OBNL Mashinostroeniya.
5. JSC VIEN.
6. Usine d'appareils métallo-céramique OJSC Ryazan.
7. Usine expérimentale de sources d'énergie JSC Pravdinsky "Posit".

Il ne s'agit là que d'une petite partie des entreprises qui participent activement au développement de solutions alternatives.

Impact environnemental

L’abandon des sources d’énergie à base de charbon et de pétrole n’est pas seulement dû au fait que ces ressources finiront tôt ou tard par s’épuiser. Le fait est qu'ils nuisent grandement à l'environnement - ils polluent le sol, l'air et l'eau, contribuent au développement de maladies chez l'homme et réduisent l'immunité. C'est pourquoi les sources d'énergie alternatives doivent être sûres d'un point de vue environnemental.

Le silicium, utilisé pour produire des cellules solaires, est lui-même sûr car il s’agit d’un matériau naturel. Mais après l’avoir nettoyé, il reste des déchets. Ils peuvent nuire aux humains et à l’environnement s’ils sont mal utilisés.

De plus, dans une zone entièrement remplie de panneaux solaires, l’éclairage naturel peut être perturbé. Cela entraînera des changements dans l’écosystème existant. Mais en général, l’impact environnemental des appareils conçus pour convertir l’énergie solaire est minime.

Économique

Les coûts les plus élevés sont associés au coût élevé des matières premières. Comme nous l'avons déjà découvert, des panneaux spéciaux sont créés à partir de silicium. Malgré le fait que ce minéral soit répandu dans la nature, son extraction est associée à gros problèmes. Le fait est que le silicium, qui représente plus d'un quart de la masse de la croûte terrestre, ne convient pas à la production de cellules solaires. À ces fins, seul le matériau le plus pur obtenu industriellement convient. Malheureusement, il est extrêmement difficile d’obtenir du silicium pur à partir du sable.

Par prix cette ressource comparable à l’uranium utilisé dans les centrales nucléaires. C'est pourquoi le coût des panneaux solaires reste actuellement à un niveau assez élevé.

Technologies modernes

Les premières tentatives pour apprivoiser l’énergie solaire sont apparues il y a bien longtemps. Depuis, de nombreux scientifiques recherchent activement l’équipement le plus efficace. Il doit non seulement être rentable, mais aussi compact. Son efficacité doit tendre vers le maximum.

Les premiers pas vers un dispositif idéal pour recevoir et convertir l’énergie solaire ont été faits avec l’invention des batteries au silicium. Bien sûr, le prix est assez élevé, mais les panneaux peuvent être placés sur les toits et les murs des maisons, où ils ne dérangeront personne. Et l’efficacité de telles batteries est indéniable.

Mais La meilleure façon accroître la popularité de l'énergie solaire - la rendre moins chère. Des scientifiques allemands ont déjà proposé de remplacer le silicium par des fibres synthétiques pouvant être intégrées dans des tissus ou d'autres matériaux. L’efficacité d’une telle batterie solaire n’est pas très élevée. Mais une chemise entrecoupée de fibres synthétiques peut au moins fournir de l'électricité à un smartphone ou à un lecteur. Des travaux sont également activement menés dans le domaine de la nanotechnologie. Il est probable qu’ils permettront au soleil de devenir la source d’énergie la plus populaire de ce siècle. Les spécialistes de Scates AS de Norvège ont déjà déclaré que la nanotechnologie réduirait de 2 fois le coût des panneaux solaires.

L'énergie solaire pour la maison

Beaucoup de gens rêvent probablement d'un logement qui subvienne à ses propres besoins : il n'y a pas de dépendance au chauffage centralisé, pas de difficultés à payer les factures et pas de dommages à l'environnement. Déjà aujourd'hui, dans de nombreux pays, on construit activement des logements qui consomment uniquement de l'énergie obtenue à partir de sources alternatives. Un exemple frappant- la soi-disant maison solaire.

Pendant le processus de construction, cela nécessitera des investissements plus importants que le processus traditionnel. Mais après plusieurs années de fonctionnement, tous les coûts seront récupérés - vous n'aurez pas à payer pour le chauffage, l'eau chaude et l'électricité. Dans une maison solaire, toutes ces communications sont liées à des panneaux photovoltaïques spéciaux placés sur le toit. De plus, les ressources énergétiques ainsi obtenues sont non seulement dépensées pour répondre aux besoins actuels, mais également accumulées pour être utilisées la nuit et par temps nuageux.

Actuellement, la construction de telles maisons n'est pas réalisée uniquement dans les pays proches de l'équateur, où il est plus facile d'extraire l'énergie solaire. Ils sont également en construction au Canada, en Finlande et en Suède.

Avantages et inconvénients

Le développement de technologies permettant une utilisation généralisée de l’énergie solaire pourrait être mené plus activement. Mais j'existe certaines raisons, pour lequel ce n’est toujours pas une priorité. Comme nous le disions plus haut, la production de panneaux produit des substances nocives pour l'environnement. En plus, équipement fini contient du gallium, de l'arsenic, du cadmium et du plomb.

La nécessité de recycler les panneaux photovoltaïques soulève également de nombreuses questions. Après 50 ans d'exploitation, ils deviendront impropres au service et devront être détruits d'une manière ou d'une autre. Cela ne causera-t-il pas des dommages colossaux à la nature ? Il convient également de considérer que l’énergie solaire est une ressource inconstante dont l’efficacité dépend de l’heure de la journée et de la météo. Et c'est un inconvénient important.

Mais il y a bien sûr des avantages. L’énergie solaire peut être produite presque partout sur Terre, et l’équipement permettant de l’obtenir et de la convertir peut être si petit qu’il tient au dos d’un smartphone. Ce qui est également important, c’est qu’il s’agit d’une ressource renouvelable, ce qui signifie que la quantité d’énergie solaire restera la même pendant au moins des milliers d’années.

Perspectives

Le développement des technologies de l’énergie solaire devrait conduire à une baisse des coûts de création des cellules. Des panneaux de verre pouvant être installés sur les fenêtres font déjà leur apparition. Le développement des nanotechnologies a permis d'inventer une peinture qui sera pulvérisée sur les panneaux solaires et pourra remplacer la couche de silicium. Si le coût de l’énergie solaire diminue plusieurs fois, sa popularité augmentera également plusieurs fois.

La création de petits panneaux à usage individuel permettra aux gens d'utiliser l'énergie solaire dans n'importe quel environnement : à la maison, en voiture ou même en dehors de la ville. Grâce à leur distribution, la charge sur les réseaux électriques centralisés sera réduite, puisque les gens pourront recharger eux-mêmes les petits appareils électroniques.

Les experts de Shell estiment que d'ici 2040, environ la moitié de l'énergie mondiale sera produite à partir de ressources renouvelables. En Allemagne déjà, la consommation d'énergie solaire augmente activement et la capacité des batteries dépasse 35 gigawatts. Le Japon développe également activement cette industrie. Ces deux pays sont les leaders mondiaux de la consommation d’énergie solaire. Les États-Unis les rejoindront probablement bientôt.

Autres sources d'énergie alternatives

Les scientifiques continuent de se demander quoi d’autre peut être utilisé pour produire de l’électricité ou de la chaleur. Donnons des exemples des sources d'énergie alternatives les plus prometteuses.

On trouve désormais des éoliennes dans presque tous les pays. Même dans les rues de nombreuses villes russes, des lanternes sont installées qui s'alimentent en électricité grâce à l'énergie éolienne. Leur coût est certes supérieur à la moyenne, mais avec le temps, ils compenseront cette différence.

Il y a très longtemps, une technologie a été inventée qui permet d'obtenir de l'énergie en utilisant la différence de température de l'eau à la surface de l'océan et en profondeur. La Chine envisage activement de développer ce domaine. Dans les années à venir, ils envisagent de construire la plus grande centrale électrique utilisant cette technologie au large des côtes chinoises. Il existe d’autres façons d’utiliser la mer. Par exemple, en Australie, ils envisagent de créer une centrale électrique qui génère de l'énergie à partir de la puissance des courants.

Il y en a bien d'autres ou de la chaleur. Mais comparée à de nombreuses autres options, l’énergie solaire constitue une direction véritablement prometteuse pour le développement de la science.

Notes 0

En tant que source d'énergie supplémentaire et alternative, les panneaux solaires sont très activement utilisés non seulement dans les conditions industrielles, mais également dans les conditions domestiques. Mais avant d'installer une telle source d'électricité, il est important que l'acheteur découvre comment choisir les caractéristiques et la puissance optimales des panneaux solaires pour la maison, car le prix des kits prêts à l'emploi varie dans une fourchette assez large. Essayons de comprendre comment les panneaux solaires sont sélectionnés pour une maison, le coût du kit et ce qu'il contient.

L'utilisation de panneaux solaires dans la zone médiane - ici, il est également possible d'utiliser de l'énergie gratuite

Où les panneaux solaires sont-ils le plus souvent utilisés ?

Le champ d'application des panneaux solaires est énorme. Ils sont déjà utilisés avec succès pour fournir de l'électricité aux immeubles privés, aux immeubles d'habitation et aux fermes, notamment pour l'éclairage et le chauffage des serres et des bâtiments, l'éclairage des zones locales et l'alimentation des appareils électroménagers.

Le plus souvent, les gens pensent à une alimentation électrique autonome dans les cas suivants :

Si la zone n'est pas électrifiée, les panneaux solaires destinés à une maison privée coûteront beaucoup moins cher que l'utilisation de générateurs à combustible liquide.

Dans les zones rurales, l’électricité est souvent coupée et les gens se retrouvent littéralement sans électricité. En allumant une alimentation électrique autonome, vous pouvez vivre longtemps dans le confort familier, d'autant plus que les panneaux solaires sont toujours livrés avec une batterie.

Dans les immeubles d'habitation, les modules solaires sont également utilisés comme secours, et il existe également des projets impliquant l'utilisation de l'énergie solaire pour l'approvisionnement en eau chaude.

Durée de vie de la batterie solaire

En règle générale, les documents d'équipement indiquent une durée de conservation de 20 à 25 voire 30 ans. Cependant, de nombreux appareils continuent de fonctionner après la période indiquée par les fabricants. Par exemple, la première batterie solaire au monde est en service depuis plus de 60 ans et, au cours de ces années, la technologie de production a été considérablement améliorée.

Le prototype de batterie solaire a été développé à la fin du XIXe siècle.

Evidemment, un seul inconvénient peut être identifié : à fonctionnement constant, la puissance de l'équipement diminue, cependant, ces chiffres sont insignifiants : sur 10 ans, de pas plus de 10 %.

Évitez les dommages physiques tels que la chute d'arbres, le vent et les rayures sur les pièces sensibles. L'efficacité de l'appareil dépend de ce dernier.

Effectuer un entretien régulier : entretien et nettoyage.

Si nécessaire, installez des pare-vent.

Les panneaux solaires pour une maison privée (kits prêts à l'emploi) comprennent les composants suivants dans le système : batteries et électronique de puissance. La durée de vie des premiers appareils est de 2 à 15 ans, celle du second de 5 à 20 ans, selon les caractéristiques, l'intensité d'utilisation et les soins attentifs.

Caractéristiques générales et disponibilité d'achat

L'équipement ne nuit pas à l'environnement et fournit une alimentation stable sans surtension. Et surtout, il fournit de l’énergie gratuite : pour laquelle il n’y a pas de factures de services publics.

L’apparence des panneaux solaires a peu changé depuis leur invention, mais on ne peut pas en dire autant du « remplissage » interne.

Le module solaire convertit la lumière en énergie électrique, générant ainsi du courant continu. La superficie des panneaux peut atteindre plusieurs mètres. Lorsqu'il est nécessaire d'augmenter la puissance du système, le nombre de modules est augmenté. Leur efficacité dépend de l’intensité de l’ensoleillement et de l’angle d’incidence des rayons : lieu, saison, conditions climatiques et heure de la journée. Pour bien prendre en compte toutes ces nuances, l’installation doit être réalisée par des professionnels.

Types de modules :

Monocristallin. Composé de cellules en silicone qui convertissent l'énergie solaire. Ils sont de taille compacte. En termes de performances, il s'agit de la batterie solaire la plus efficace (efficacité jusqu'à 22 %) pour la maison. Le kit (son prix est l'un des plus chers) coûtera 100 000 roubles.

Polycristallin. Ils utilisent du silicium polycristallin. Elles ne sont pas aussi efficaces (jusqu'à 18 %) que les cellules solaires monocristallines. Mais leur coût est nettement inférieur, ils sont donc accessibles à un large segment de la population.

Amorphe. Ils disposent de cellules solaires à base de silicium en couches minces. Ils sont inférieurs aux mono et polycristaux en termes de production d'énergie, mais sont également moins chers. Leur avantage est la capacité de fonctionner dans des conditions de lumière diffuse et même faible.

Sur notre site Web, vous pouvez trouver les contacts des entreprises de construction qui proposent. Vous pouvez communiquer directement avec les représentants en visitant l'exposition de maisons « Low-Rise Country ».

Le système comprend également les composants suivants :

Un onduleur qui convertit le courant continu en courant alternatif.

Batterie d'accumulateur. Non seulement il stocke l'énergie, mais il élimine également les chutes de tension lorsque le niveau de lumière change.

Contrôleur pour la tension de charge de la batterie, le mode de charge, la température et d'autres paramètres.

Dans les magasins, vous pouvez acheter à la fois des composants individuels et des systèmes complets. Dans ce cas, la puissance des appareils est déterminée en fonction de besoins spécifiques.

Fonctionnement, types de convertisseurs et leur efficacité énergétique comparée

Les convertisseurs ou onduleurs sont les composants clés des panneaux solaires. Ils transforment le courant continu généré par le module en tension variable 220 V, nécessaire au fonctionnement des appareils électriques. Les onduleurs ont une puissance de 250 à 8 000 W. Lors de l'achat, il est recommandé de prendre en compte la charge la plus élevée du réseau et de corréler la tension et la puissance. Les paramètres optimaux sont : 12 volts et 600 watts, 24 volts à 600-1500 watts, 48 ​​​​volts si la puissance est supérieure à 1500 watts.

Onduleur, allumé diagramme schématique fonctionnement des panneaux solaires

Types de convertisseurs

Autonome. Avant de choisir un onduleur, vous devez déterminer quels appareils seront alimentés par celui-ci et calculer leur puissance maximale totale par unité de temps. Il est recommandé de prendre une puissance d'onduleur légèrement supérieure. Quelques appareils électroménagers lorsqu'ils sont allumés, ils créent une forte augmentation de tension, ce qui peut entraîner une panne de l'appareil.

Synchrone. Ils accumulent de l’énergie et transfèrent l’excédent au réseau électrique. S’il y a un manque d’électricité produite par le système, le convertisseur « l’empruntera » à réseau partagé. L'utilisation d'un modèle de type synchrone évitera les coupures d'alimentation.

Appareils multifonctions combine les avantages du premier et du deuxième type.

La vidéo montre comment choisir un onduleur pour une maison privée :

Sur coût total les panneaux solaires pour une maison privée sont également influencés par les convertisseurs. Selon la forme du signal de tension de sortie, il en existe plusieurs types, qui diffèrent par leur application et leur coût :

Avec signal sinusoïdal. Créer un courant Haute qualité, ce qui affecte leur coût. Ils alimentent le gros électroménager : réfrigérateurs, chaudières, climatiseurs.

Rectangulaire. Les luminaires sont connectés à ces onduleurs peu coûteux. La plupart des ménages appareils ménagers sont incompatibles avec eux.

Pseudo-sinusoïdal. Leur avantage est la possibilité de connecter presque tous les appareils électroménagers. Mais la qualité du signal est réduite par rapport au premier type, ils sont donc moins chers.

L'onduleur a besoin d'une forme nervurée pour une efficacité de refroidissement maximale

Coût du kit et principales caractéristiques techniques, délai d'amortissement

Les prix des kits prêts à l'emploi varient généralement de 30 000 à 2 000 000 de roubles. Ils dépendent des appareils qui les composent (type de batteries, nombre d'appareils, fabricant et caractéristiques). Peut être trouvé options budgétaires coûtant à partir de 10 500 roubles. L'ensemble économique comprend un panneau, un contrôleur de charge et un connecteur.

Les kits standards comprennent :

module énergétique ;

contrôleur de charge ;

batterie;

onduleur;

étagère * ;

câble * ;

bornes * .

* Disponible en configuration étendue.

Ensemble d'équipement standard

Les caractéristiques techniques sont indiquées dans la notice d'utilisation :

Tailles de puissance et de panneau. Plus vous avez besoin de puissance, plus il est rentable d’acheter des batteries plus grosses.

Efficacité énergétique du système.

Le coefficient de température montre dans quelle mesure la température affecte la puissance, la tension et le courant.

Selon les experts, une installation solaire conçue pour 4 personnes s'amortit en 4 ans. De plus, le coût a considérablement diminué au cours des deux dernières décennies.

Le principe de fonctionnement d'une centrale solaire à la maison

Une centrale solaire est un système composé de panneaux, d'un onduleur, d'une batterie et d'un contrôleur. Le panneau solaire transforme l'énergie rayonnante en électricité (comme mentionné ci-dessus). Le courant continu entre dans le contrôleur, qui distribue le courant aux consommateurs (par exemple, un ordinateur ou un éclairage). L'onduleur convertit le courant continu en courant alternatif et alimente la plupart des appareils électroménagers. La batterie stocke de l’énergie qui peut être utilisée la nuit.

La vidéo montre un exemple de calculs montrant combien de panneaux sont nécessaires pour assurer une alimentation électrique autonome :

Comment l'énergie solaire est utilisée pour produire de la chaleur

Les systèmes solaires sont utilisés pour chauffer l’eau et chauffer une maison. Ils peuvent fournir du chauffage (à la demande du propriétaire) même lorsque la saison de chauffage est terminée et approvisionner gratuitement la maison en eau chaude. Le dispositif le plus simple est constitué de panneaux métalliques installés sur le toit de la maison. Ils accumulent de l’énergie et de l’eau chaude, qui circulent dans des tuyaux cachés en dessous. Le fonctionnement de tous les systèmes solaires repose sur ce principe, même s’ils peuvent différer structurellement les uns des autres.

Les capteurs solaires sont constitués de :

réservoir de stockage;

station de pompage;

manette;

pipelines;

raccords.

En fonction du type de conception, on distingue les collecteurs plats et sous vide. Dans le premier, le fond est recouvert d'un matériau d'isolation thermique et le liquide circule à travers des tuyaux en verre. Les collecteurs sous vide sont très efficaces car les pertes de chaleur y sont minimisées. Ce type de capteur fournit non seulement le chauffage avec des panneaux solaires pour une maison privée, mais il est également pratique à utiliser pour les systèmes d'alimentation en eau chaude et le chauffage des piscines.

Fabricants populaires de panneaux solaires

Les produits les plus courants en Russie sont les produits des fabricants chinois, en raison de leur prix relativement bon marché par rapport aux produits fabriqués dans d'autres pays. Par exemple, les panneaux solaires en provenance de Chine coûtent près de la moitié du prix des panneaux allemands.

Le plus souvent, sur les étagères, vous pouvez trouver des produits de Yingli Green Energy et Suntech Power Co. Les panneaux HiminSolar (Chine) sont également populaires. Leurs panneaux solaires produisent de l'électricité même par temps de pluie.

La production de panneaux solaires a également été établie par un fabricant national. Les entreprises suivantes le font :

Hevel LLC à Novocheboksarsk ;

Télécom-STV à Zelenograd ;

Sun Shines (Autonomous Lighting Systems LLC) à Moscou ;

OJSC « Usine d'appareils métallo-céramique de Riazan » ;

CJSC Termotron-zavod et autres.

Vous pouvez toujours trouver une option adaptée au prix. Par exemple, à Moscou, le coût des panneaux solaires pour une maison variera de 21 000 à 2 000 000 de roubles. Le coût dépend de la configuration et de la puissance des appareils.

Panneaux solaires pas toujours plat - il existe un certain nombre de modèles qui concentrent la lumière en un point

Étapes d'installation de la batterie

Pour installer les panneaux, l'endroit le plus éclairé est choisi - il s'agit le plus souvent des toits et des murs des bâtiments. Pour que l'appareil fonctionne le plus efficacement possible, les panneaux sont montés selon un certain angle par rapport à l'horizontale. Le niveau d'obscurité de la zone est également pris en compte : les objets environnants pouvant créer de l'ombre (bâtiments, arbres, etc.)

Les panneaux sont installés à l'aide de systèmes de fixation spéciaux.

Les modules sont ensuite connectés à la batterie, au contrôleur et à l'onduleur, et l'ensemble du système est configuré.

Pour un fonctionnement efficace de l'équipement et une longue durée de vie, une condition préalable est une installation correcte, qui ne peut être effectuée que par des spécialistes expérimentés.

Malgré la complexité de la connexion et de l'étalonnage, la période de travail est courte - avec les outils appropriés, les installateurs compétents consacreront environ une demi-journée à tout.

Pour installer le système, un projet personnel est toujours élaboré qui prend en compte toutes les caractéristiques de la situation : comment sera réalisée l'installation des panneaux solaires sur le toit de la maison, le prix et le calendrier. En fonction du type et du volume de travail, tous les projets sont calculés individuellement. Le client accepte les travaux et reçoit une garantie pour ceux-ci.

L'installation des panneaux solaires doit être réalisée par des professionnels et dans le respect des mesures de sécurité

En conséquence, les perspectives de développement des technologies solaires

Si sur Terre le maximum travail efficaceÉtant donné que les panneaux solaires sont perturbés par l'air, qui diffuse d'une manière connue le rayonnement du Soleil, un tel problème n'existe pas dans l'espace. Les scientifiques développent des projets de satellites orbitaux géants dotés de panneaux solaires qui fonctionneront 24 heures sur 24. À partir d’eux, l’énergie sera transmise aux appareils de réception au sol. Mais c'est une question d'avenir, et pour les batteries existantes, les efforts visent à augmenter l'efficacité énergétique et à réduire la taille des appareils.

Notes 0

Si nous parlons d'énergie, alors dans Dernièrement de nombreux propriétaires se sont tournés vers des options alternatives, dont l’une est plus populaire que bien d’autres. Elle repose sur la conversion de l’énergie solaire en énergie électrique. Cependant, pour convertir l’énergie solaire en courant, vous devez utiliser moyens spéciaux, la seule option disponible étant les panneaux solaires. Bien sûr, c'est un peu cher par rapport à l'électricité classique, mais lorsque les réseaux électriques ne sont pas connectés à un bâtiment (entreprise) particulier, alors il n'y a plus qu'à utiliser ou Générateur d'essence, ou des panneaux solaires. Cependant, l'essence n'est pas non plus bon marché aujourd'hui et pour fournir la quantité d'énergie nécessaire à la maison, vous devez en dépenser beaucoup. Mais avec les panneaux solaires, la situation est complètement différente. Avec leur aide, vous pouvez obtenir de l'énergie entièrement gratuitement, tous les coûts ici concernent uniquement les panneaux eux-mêmes et leur connexion au réseau.

Panneaux solaires . Catalogue, prix, caractéristiques.

Les panneaux solaires sont des cellules photovoltaïques enfermées dans des cellules reliées entre elles ; on les appelle aussi panneaux solaires. Divers matériaux semi-conducteurs sont principalement utilisés pour produire de l’énergie électrique. Ce sont eux qui captent la « puissance du soleil », la transforment et l’orientent dans la bonne direction. L'énergie résultante est utilisée à la fois pour charger du courant continu, pour s'accumuler dans des panneaux de batteries en réserve et directement pour être convertie en courant.

De quoi sont faits les panneaux solaires ?

Il y a le plus différents types panneaux solaires. Cependant, la base pour générer de l'énergie dans chacun d'eux est la même : c'est le silicium, ou plutôt son dioxyde, qui est un cristal durable. Ces cristaux sont utilisés pour faire fonctionner des transistors, des processeurs, la technologie informatique et l'électronique. Les batteries solaires sont basées sur un substrat métallique sur lequel est appliqué un contact arrière positif. Un semi-conducteur de type P est appliqué dessus, puis une couche de type N et une grille qui collecte la sortie de la jonction N. Une couche antireflet spéciale est appliquée sur les panneaux, ce qui les rend sombres.

Récemment, des panneaux hybrides ont été présentés aux consommateurs, qui reçoivent de l'énergie grâce aux rayonnements ultraviolets et infrarouges. Ils ont été fabriqués en combinant un panneau solaire et des films polymères spécialement développés.

Les panneaux solaires amorphes et flexibles sont principalement fabriqués à partir de tellurure de cadmium et de séléniure de cuivre et d'indium. L'utilisation de ces matériaux augmente considérablement l'efficacité de la batterie.

Caractéristiques de l'utilisation de panneaux solaires

Il y a certaines caractéristiques à garder à l’esprit lorsque vous travaillez avec des panneaux solaires. Si vous habitez dans une région où il n’y a pas autant de soleil que vous le souhaiteriez, les panneaux solaires pourraient ne pas vous convenir. Vous dépenserez beaucoup d’argent, mais l’efficacité sera remise en question.

Cependant, même dans les zones ensoleillées, les batteries peuvent ne pas fonctionner si elles ne sont pas correctement préparées. Pour que les panneaux solaires produisent de l'énergie, vous devrez acheter du matériel supplémentaire :

1. Les batteries elles-mêmes sont combinées dans un circuit ;
2. Un dispositif spécial (contrôleur) à travers lequel les batteries seront chargées et distribueront le courant à travers le réseau ;
3. Faites le plein d'un onduleur, grâce auquel des photocellules (12-48V) convertiront l'énergie en courant alternatif ;
4. Vous avez besoin d’une série de batteries qui accumuleront de la charge. Pendant les périodes où il n’y a pas de soleil, les charges accumulées dans les batteries seront utiles ;
5. Nombre requis de fils et de fixation.

À propos des avantages des panneaux solaires.

Les panneaux solaires étant fiables et simples, une méthode alternative de production d’énergie se développe activement dans de nombreux pays du monde. Ils ne nécessitent pas de carburant supplémentaire pour fonctionner. Les panneaux solaires ont une durée de vie assez longue. Ils sont également faciles à entretenir. Nettoyez-les régulièrement de la saleté et de la neige et ils fonctionneront correctement pendant de nombreuses années. Les panneaux solaires sont un appareil respectueux de l’environnement car ils n’ont pas d’impact négatif sur l’environnement.

Où peut-on installer des panneaux solaires ?

Installez-les de manière à ce que les photocellules soient dirigées vers la zone du ciel le long de laquelle le soleil se déplace d'est en ouest. Si la façade de la maison est orientée au sud, vous pouvez y installer des panneaux solaires en toute sécurité. Essayez de ne laisser aucune ombre tomber sur les panneaux solaires. Regarde s'il y en a un près de chez toi espace libre. Installez les panneaux sur un support articulé, ce qui modifiera la position de l'appareil vers le soleil et favorisera meilleur éclairage photocellules

D’ailleurs, même dans certains véhicules électriques, les batteries sont chargées à l’aide de panneaux solaires, mais il s’agit encore d’une utilisation exotique des panneaux. Le plus souvent, les panneaux solaires sont utilisés pour alimenter les bâtiments publics et privés. Les panneaux solaires sont depuis longtemps populaires dans les pays où il y a beaucoup de soleil. Par exemple, Israël et certains pays côtiers mer Méditerranée(Turquie, Algérie) utilisent des panneaux solaires pour alimenter en électricité les bureaux, les installations de production, les cliniques et autres bâtiments. Les panneaux solaires sont également utilisés dans l'industrie spatiale ; dans les stations spatiales, c'est pratiquement le cas. la seule source deénergie. Ces panneaux sont les plus sûrs par rapport aux sources d’électricité nucléaires et radio-isotopiques. Il existe également des façons plus exotiques d’utiliser les panneaux solaires. Aux Pays-Bas, vous pouvez emprunter une piste cyclable entièrement constituée de panneaux solaires et qui alimente en électricité de nombreux bâtiments à proximité. La France envisage de créer des autoroutes équipées de panneaux solaires renforcés.

Avantages et inconvénients des batteries solaires.

Parmi les avantages, on peut noter :

Ils sont respectueux de l’environnement car il n’y a aucune émission ni produit de combustion pendant leur fonctionnement.
Ils ont une longue durée de vie (jusqu'à 30 ans).
Ils peuvent être installés là où il n’y a pas d’alimentation électrique.

Inconvénients des panneaux solaires

Les inconvénients peuvent être mentionnés à nouveau coût élevé les panneaux eux-mêmes et leur équipement. Ils ne conviennent pas aux travaux dans des endroits où il n'y a pas assez de soleil. Ils doivent être surveillés et nettoyés régulièrement. De tels panneaux mettent beaucoup de temps à s’amortir.

Cependant, malgré tous les problèmes liés à l’obtention de l’énergie solaire, nous devons garder à l’esprit que les énergies alternatives sont notre avenir. Mais le temps ne s'arrête pas et aujourd'hui, il vaut la peine d'y prêter attention et d'utiliser l'énergie obtenue à partir de panneaux solaires.