Energie solară gratuită

Celulele fotovoltaice solare sunt discuri subtiri de siliciu, care convertesc lumina solara in electricitate. Aceste discuri acţionează ca surse de energie pentru o gamă largă de utilizări, inclusiv: calculatoare şi alte dispozitive de mici; de telecomunicaţii; panouri pe acoperiş, la case individuale, precum şi pentru iluminat, de pompare, şi de refrigerare medical pentru satele din ţările în curs de dezvoltare. Celulele solare în formă de tablouri de mari dimensiuni sunt utilizate pentru sateliţi de putere şi, în cazuri rare, pentru a furniza electricitate pentru centralele electrice.

Vezi și

Când a început cercetarea în domeniul energiei electrice şi baterii simple, au fost făcute şi a studiat, de cercetare în energie electrică solară, urmată uimitor de repede. Încă din 1839, Antoine-Cesar Becquerel a expus un produs chimic baterie la soare pentru a vedea produce tensiune. Aceasta prima conversie a luminii solare în energie electrică a fost de o suta eficient. Asta este, un procent din lumina solara a fost transformată în energie electrică. Willoughby Smith în 1873 a descoperit că seleniu a fost sensibil la lumină, în 1877, Adams şi de Ziua a remarcat că seleniu, atunci cand este expusa la lumina, a produs un curent electric. Charles Fritts, în anii 1880, folosit, de asemenea, de aur, acoperite cu seleniu pentru a face prima celulă solară, din nou, doar unu la suta eficient. Cu toate acestea, celulele sale Fritts considerat a fi revoluţionar. El a prevăzut de energie solară gratuită pentru a fi un mijloc de descentralizare, prezice că celulele solare ar putea înlocui centralele electrice cu Residences individual cu reglaj electric.

Cu explicaţia lui Albert Einstein în 1905 a efectului fotoelectric-metal absoarbe energie de lumină şi se va păstra până la energie, care hit-uri de lumina prea de mult a crescut din nou, sper că de energie electrică solară în eficienţă mai mari ar deveni fezabilă. Puţine progrese au fost realizate, cu toate acestea, până când cercetările în diode şi tranzistori dat cunoştinţele necesare pentru oamenii de stiinta Gordon Bell Pearson, Darryl Chapin, Fuller şi Cal pentru a produce o celulă solară de siliciu de eficienţă patru la sută în 1954.

Locul de muncă în continuare a adus eficienţa celulelor până la 15 la sută. Celulele solare au fost folosite în oraş rurale şi izolate de Americus, Georgia, ca o sursă de alimentare pentru un sistem de releu de telefonie, în cazul în care acesta a fost folosit cu succes de mai mulţi ani.

Un tip de celule solare pentru a satisface pe deplin nevoile interne de energie nu a fost încă elaborate, dar celulele solare au devenit de succes în furnizarea de energie pentru sateliti artificiali. Sisteme de combustibil şi baterii normale erau prea grele într-un program în care fiecare gram contează. Celulele solare oferi mai multa energie pe uncie de greutate decât toate celelalte surse de energie convenţionale, şi sunt cost-eficiente.

Doar câteva mari fotovoltaice sisteme electrice de scară au fost înfiinţate. Cele mai multe eforturi apleca spre furnizarea de tehnologie de celule solare în locuri îndepărtate, care nu au alte mijloace de putere sofisticat. Aproximativ 50 de megawaţi sunt instalate în fiecare an, dar celulele solare asigura doar despre. 1 la suta din totalul energiei electrice produse în prezent. Suporterii de cerere de energie solara care cantitatea de radiatii solare ajung la suprafata Pamantului in fiecare an ar putea oferi cu uşurinţă toate noastre de energie are nevoie de mai multe ori, creeaza celule solare au un drum lung de parcurs înainte de a îndeplini visul lui Charles Fritts de energie electrică gratuit, solară pe deplin accesibile .

Coloranţi utilizate în celule timpurii experimentale (circa 1995) au fost sensibile numai la final de înaltă frecvenţă din spectrul solar, în UV şi albastru. Versiunile mai noi au fost introduse rapid (circa 1999), care a avut de răspuns de frecvenţă mult mai largă, în special "triscarboxy-ruteniu terpyridine" [Ru (4,4 ", 4" - (COOH) ₃ -terpy) (NCS) ₃ ], care este eficient chiar în gama de joasă frecvenţă de rosu si IR lumina. Rezultatele la nivel spectrale de răspuns din vopsea cu o adâncime de culoare maro-negru, şi este menţionată pur şi simplu ca "colorant negru". ^[ 23 ] Aceste vopsele au o şansă excelentă de convertirea unui foton într-un electron, iniţial în jur de 80%, dar îmbunătăţirea de conversie aproape perfect în coloranti mai recente, eficienţa globală este de aproximativ 90%, cu "pierdut" 10% fiind în mare parte reprezentat de pierderile optice din electrod de top.

O celulă solară trebuie să fie capabil de producerea de energie electrică de cel puţin douăzeci de ani, fără o scădere semnificativă a eficienţei ( durata de viaţă ). "Colorant negru", sistemul a fost supus la 50 de milioane de cicluri, echivalentul a zece ani de expunere la soare, în Elveţia. Nici o scădere de performanţă perceptibil a fost observat. Cu toate acestea, colorant este supus la o ruptură în situaţii de mare de lumină. În ultimul deceniu, un amplu program de cercetare a fost realizată pentru a răspunde acestor preocupări. Cele mai noi coloranţi inclus 1-etil-3 methylimidazolium tetrocyanoborate [EMIB (CN) ₄ ], care este extrem de lumina si temperatura-stabil, cupru-diselenium [Cu (In, GA) Se ₂ ], care oferă randamente mai mari de conversie, precum şi altele cu diferite proprietăţi cu destinaţie specială

DSSCs sunt încă de la începutul ciclului de dezvoltare a acestora. Câştiguri de eficienţă sunt posibile şi au început recent, mai mult de studiu pe scara larga. Acestea includ utilizarea de puncte cuantice pentru conversia de energie mai mare (frecvenţă mai mare), lumina în mai multe electroni, cu ajutorul solid-state de electroliţi pentru o mai bună reacţie de temperatură, iar schimbarea a dopajului TiO ₂ pentru a se potrivi mai bine cu electrolitul să fie utilizat.

Materii prime

Componentă de bază a unei celule solare este de siliciu pur, care nu este pură în starea sa naturală.

Pentru a face celulele solare, materii prime, dioxid de siliciu de nisip cuartos, fie zdrobite sau cuarţ, sunt introduse pentru prima dată într-un cuptor cu arc electric, în cazul în care un arc de carbon se aplică pentru a elibera oxigen. Produsele sunt de dioxid de carbon şi siliciu topit. În acest moment, siliciu nu este încă suficient de pură pentru a fi utilizate pentru celulele Solor şi necesită o purificare mai departe.

Siliciu pur este derivat din dioxizi de siliciu, cum ar fi pietriş cuarţit (cel mai pur de siliciu) sau cuarţ zdrobit. Siliciu resulting pură este apoi dopat (tratat cu), cu fosfor şi bor pentru a produce un exces de electroni şi un deficit de electroni, respectiv, pentru a face un semiconductor capabil de a conduce de energie electrică.Discurile de siliciu sunt lucioase şi necesită un strat anti-reflexie, de obicei, dioxid de titan.

Modulul solar se compune din materiale semiconductoare de siliciu înconjurat de materiale de protecţie într-o ramă de metal. Materialul de protecţie constă dintr-o encapsulant de cauciuc sau material plastic transparent siliciu butyryl (utilizate în mod obişnuit în interiorul automobilului), legat în jurul valorii de celule, care sunt apoi integrate în acetat de vinil etilenă. Un film de poliester (cum ar fi Mylar sau tedlar) constituie suport. Un capac de sticlă se află pe reţele terestre, un capac usor de plastic pe matrice prin satelit. Componentele electronice sunt standard şi constau în principal din cupru. Cadrul este din otel sau aluminiu. Siliciu este utilizat ca de ciment pentru a pune toate împreună.

Producţie Procesul de Purificare de siliciu

1 dioxid de siliciu de pietriş cuarţit, fie zdrobite sau cuarţ este plasat într-un cuptor cu arc electric. Un arc de carbon este apoi aplicat pentru a elibera oxigen. Produsele sunt de dioxid de carbon şi siliciu topit. Acest proces simplu de siliciu randamentele cu impurităţi o sută, util în multe domenii, dar nu industria de celule solare.
2 de siliciu de 99 la suta pur este purificat şi mai mult folosind tehnica de zona de flotant. O tijă de siliciu impur este trecut printr-o zona de încălzit de mai multe ori în aceeaşi direcţie. Această procedură "trage" de impurităţi faţă de un capăt, cu fiecare trecere. La un anumit punct, este considerată de siliciu pur, iar la sfârşitul impur este eliminat.

Efectuarea singur cristal de siliciu

3 celule solare sunt realizate din lingourilor de siliciu, structuri cristaline care au structura atomică a unui singur cristal. Procesul cel mai frecvent utilizat pentru crearea Boule se numeşte metoda Czochralski. În acest proces, un cristal de seminţe de siliciu este cufundat în siliciu policristalin topit. Ca seminte de cristal, este retras şi rotit, un lingou de cilindric sau "boule" de siliciu este format. Lingou retras este neobişnuit de pură, pentru că tind să rămână impurităţi în lichid.

Efectuarea plachete de siliciu

4 Din Boule, plachete de siliciu sunt tăiate o la un moment dat folosind un fierăstrău circular al cărui diametru interior reduceri în tija, sau mai multe la o dată cu un multifilar văzut. (Un diamant văzut produce reduceri, care sunt la fel de mare ca napolitane-5. Milimetru grosime.), Numai aproximativ o jumătate din siliciu se pierde de la Boule la circulară finit, napolitane, mai mult, dacă napolitana este apoi tăiată să fie dreptunghiulară sau hexagonal. Napolitane dreptunghiulare sau hexagonale sunt uneori folosite în celule solare, deoarece acestea pot fi montate împreună perfect, folosind astfel tot spaţiul disponibil pe suprafaţa frontală a celulei solare.

După purificare iniţială, de siliciu este în continuare rafinat într-un proces de zonă plutitoare. În acest proces, o tijă de siliciu este trecut printr-o zona de încălzit de mai multe ori, care serveşte la "trage" de impurităţi faţă de un capăt al tijei final impur poate fi apoi eliminate..
Apoi, un cristal de siliciu de seminţe se pune într-o Czochralski aparate de creştere, în cazul în care acesta este scufundat in siliciu policristalin topit seminte de cristal, se roteşte ca acesta este retras, formând un bloc cilindric de siliciu foarte pur.. Napolitane sunt apoi tăiate din lingouri.
5 napolitane sunt apoi lustruite pentru a elimina semnele de ferăstrău. (Acesta a fost recent descoperit ca celulele dure absorb lumina mai eficient, prin urmare, unii producatori au ales să nu pentru a lustrui plachetă.)

Doping

6 mod tradiţional de dopaj (adăugarea de impurităţi a), plachete de siliciu cu bor si fosfor este de a introduce o cantitate mică de bor in timpul procesului de Czochralski în pasul # 3 de mai sus. Cele napolitane sunt apoi sigilate spate în spate şi plasat într-un cuptor pentru a fi încălzit la puţin sub punctul de topire de siliciu (2,570 de grade Fahrenheit sau 1,410 grade Celsius), în prezenţa de gaz fosfor. Atomi de fosfor "scorbura" in siliciu, care este mai poros, deoarece este aproape de a deveni un lichid. Temperatura şi timpul acordat procesului este atent controlată pentru a asigura un nod de uniformă de adâncime propriu.O modalitate mai recentă de dopaj cu fosfor, siliciu este de a folosi un accelerator de particule mici de a trage ionilor de fosfor în lingou. Prin controlul vitezei de ioni, este posibil să se controleze profunzimea lor penetrant. Acest proces nou, cu toate acestea, nu a fost în general acceptată de către producătorii comerciale.

Plasarea contactelor electrice

7 contacte electrice conecta fiecare celulă solară la altul şi pentru receptor de curent produse. De contact trebuie să fie foarte subţire (cel puţin în faţă), astfel încât să nu blocheze lumina soarelui la celula. Metale, cum ar fi paladiu / argint, nichel, cupru sau sunt vid evaporat

Această ilustraţie arată machiaj a unei celule solare tipic. Celulele sunt încapsulate în acetat de vinil şi etilenă plasat într-un cadru de metal care are o backsheet Mylar şi capacul de sticlă.

printr-un fotorezist, silkscreened, sau pur şi simplu depozitate pe partea expusă a celulelor care au fost parţial acoperite cu ceară. Toate cele trei metode implica un sistem în care o parte a celulei pe care o persoană de contact nu este de dorit este protejat, în timp ce restul celulei este expus la metal.
8 După date de contact sunt la locul lor, fasii subtiri ("degete") sunt plasate între celule. Benzile cel mai frecvent utilizate sunt acoperite de cupru-staniu.

Componenta de bază a unei celule solare este de siliciu pur, care nu este pură în starea sa naturală

Strat anti-reflexie

9 pentru că este strălucitor de siliciu pur, se poate reflecta pana la 35 la suta din lumina soarelui. Pentru a reduce cantitatea de lumina soarelui pierdut, un strat anti-reflexie este pus pe wafer de siliciu. Acoperiri cel mai frecvent utilizate sunt dioxidul de titan şi oxid de siliciu, deşi altele sunt folosite. Materialul folosit pentru acoperire este fie încălzit până la moleculele sale se fierbe si de calatorie la siliciu şi condens, sau materialul suferă de pulverizare. În acest proces, o tensiune mare bate molecule de pe materialul şi depozite-le pe siliciu de la electrodul opus. Totuşi, o altă metodă este de a permite siliciu în sine de a reacţiona cu gaze oxigen sau care conţin azot, pentru a forma dioxid de siliciu sau nitrură de siliciu. Comerciale, producatori de celule solare folosesc nitrurii de siliciu.

Încapsulare celula

10 Celulele solare finite sunt apoi incapsulate, care este, sigilat în cauciuc siliconic sau de etilenă cu acetat de vinil. Celulele solare incapsulate sunt apoi introduse intr-o rama de aluminiu, care are o backsheet Mylar sau tedlar şi un pahar sau capac de plastic.

De control al calităţii

Controlul de calitate este important în producerea de celule solare, deoarece discrepanţă în multe procese şi factori pot afecta negativ eficienţa globală a celulelor. Obiectivul de cercetare primar este de a găsi modalităţi de îmbunătăţire a eficienţei fiecărei celule solare pe o durată de viaţă mai lungă. Proiectul low cost Solar Array (iniţiat de Statele Unite, Departamentul de Energie la sfârşitul anilor 1970), sponsorizat de cercetare privat, care vizează să reducă costurile de celule solare. Siliciu în sine este testate pentru puritate, orientare cristal, şi de rezistivitate. Producătorii testa, de asemenea, pentru prezenţa oxigenului (care afectează puterea de rezistenţă şi pentru a deforma) şi de carbon (care provoaca defecte). Discuri de siliciu finite sunt verificate pentru orice daune, exfoliere, îndoire sau care ar putea fi avut loc in timpul ferăstrăul, lustruire, şi gravură.

În timpul procesului de fabricaţie de siliciu întregului disc, temperatura, presiunea, viteza, şi cantităţile de dopants sunt monitorizate continuu. Măsuri sunt de asemenea luate pentru a se asigura că impurităţile din aer şi pe suprafeţe de muncă sunt menţinute la un nivel minim.

Cele semiconductori realizate trebuie să fie supuse apoi teste electrice pentru a vedea că curent, tensiune, rezistenţă şi pentru fiecare conforme cu standardele corespunzătoare. O problema mai devreme, cu celule solare a fost o tendinta de a opri de lucru când sunt parţial umbrită. Această problemă a fost atenuat prin furnizarea de diode shunt care reduc tensiuni periculos de ridicate pentru celula. Rezistenţă de pompare trebuie să fie apoi testate folosind intersecţii partial umbrite.

Un test important de module solare implică furnizarea de celule de testare cu condiţii şi o intensitate a luminii, care se vor întâlni în condiţii normale şi apoi de verificare pentru a vedea că ele funcţionează bine. Celulele sunt, de asemenea, expuse la căldură şi frig şi testate împotriva vibraţiilor, răsucire, şi grindină.

Testul final de module solare este site-ul testarea pe teren, în care modulele finite sunt plasate în cazul în care acestea vor fi efectiv utilizate. Acest lucru oferă cercetătorului cu cele mai bune date pentru determinarea eficienţei unei celule solare, în condiţii ambientale şi durata de viaţă a celulelor solare de eficientă, cei mai importanţi factori de toate.

Viitorul

Având în vedere starea actuală a relativ scumpe, celulele solare ineficiente, viitorul poate îmbunătăţi doar. Unii experti prezic că va fi o industrie de miliarde de dolari de anul 2000. Aceasta predictie este susţinută de dovezi de mai multe sisteme fotovoltaice pe acoperiş în curs de dezvoltare în ţări precum Japonia, Germania, şi Italia. Intenţionează să înceapă producţia de celule solare au fost stabilite în Mexic şi China. De asemenea, Egipt, Botswana, şi Filipine (toate cele trei asistată de companiile americane) sunt construirea de plante, care va produce celule solare.

Cele mai actuale de cercetare are ca scop reducerea costurilor pentru celule solare sau de creşterea eficienţei. Inovaţii în tehnologia de celule solare includ dezvoltarea şi fabricarea de alternative mai ieftine la cele scumpe, celulele de siliciu cristaline. Aceste alternative includ Windows solare care imita fotosinteza, si celule mai mici, realizate din bile mici, siliciu amorf. Deja, siliciu amorf şi siliciu policristalin sunt câştigă popularitate în detrimentul de siliciu singur cristal. Inovaţii suplimentare, inclusiv minimizarea umbra şi lumina soarelui concentrându-se prin lentile prismatice. Acest lucru implică straturi de materiale diferite (în special, arseniură de galiu şi siliciu), care absorb lumina de la frecvenţe diferite, crescând astfel cantitatea de lumina soarelui efectiv utilizate pentru producerea de energie electrică.

Cativa experti prevede adaptarea de case hibride, care este, case care folosesc incalzitoare solare de apa, incalzire solara pasiva, precum şi celule solare pentru nevoile energetice reduse. Un alt vedere se referă la spaţiul de transfer de la introducerea matrice mai multe şi mai multe solare pe orbita, un satelit de energie solara care grinzi de puterea de la ferme solare matrice Pământului, şi chiar şi o colonie de spaţiu, care va produce matrice solare pentru a fi folosite pe Pamant.

Materiale de energie solară şi celule solare

Un Jurnalul internaţionale consacrate de conversie fotovoltaică, fototermica, şi fotochimice energie solară

Materiale de energie solară şi celule solare este conceput ca un vehicul de diseminare a rezultatelor cercetării din domeniul ştiinţei materialelor şi tehnologiei referitoare la conversia fotovoltaica, fototermică şi fotoelectrochimica a energiei solare. Ştiinţa materialelor, este luat în sensul cel mai larg posibil şi cuprinde fizica, chimie, optica, materiale de fabricatie si de analiza pentru toate tipurile de materiale.
De interes special sunt: celule solare , care acoperă un singur cristal, policristaline şi materiale amorfe, utilizând homojunctions şi heterojonctiunilor, bariere Schottky , intersecţii lichide şi aplicaţiile lor. De asemenea, de interes este analiza a materialelor componente, celule individuale şi sisteme complete, inclusiv a aspectelor economice ale acestora. Aparate fototermică , în sensul cel mai larg, inclusiv dispozitive de absorbţie solare, materiale de stocare de căldură, sisteme radiante de răcire şi la aplicaţiile acestora.Aparate fotoelectrochimica şi fotochimice , care acoperă photoelectrodes, fotocataliza, photoconversion şi sisteme solare de desalinizare şi la aplicaţiile acestora. proprietăţile optice ale materialelor, inclusiv capcane lumina, texturising, concentratoare solare, care include imagini şi non-imagistice colectoare optice. controla lumina , inclusiv sistemele de arhitectură eficientă a energiei şi a luminii naturale, şi chromogenics ferestre inteligente.

Problemele pertinente sunt cuprinzătoare şi include materiale vrac, acoperiri şi filme subtiri si tratamente de suprafaţă, de la bază, precum şi de la aplicaţiile orientate spre şi de fabricare a perspectivelor legate de.

Manuscrise de interes general, nu este potrivit pentru materiilor energetice solare şi celulele solare pot fi prezentate de redefinire a priorităţilor, care publică revista de stil articole de fond cu privire la toate aspectele legate de energia regenerabilă.
articole tehnice nu sunt legate de aspectele materiale ale conversiei energiei solare pot fi depuse a energiei solare, revista oficiala a Societatii Internationale de Energie Solara.

De polimeri celule solare sunt revizuite în contextul tehnicilor de prelucrare care conduc la dispozitive complete. Se face o distincţie între tehnicile de film de formare, care sunt utilizate în prezent, cum ar fi blading medic spincoating, şi turnare şi, de la un punct de procesare de vedere, mai dorite de film de formare, cum ar fi tehnici de slot-mor de acoperire, gravură de acoperire, cuţit- pe-margine de acoperire, off-set de acoperire, acoperire prin pulverizare si tehnici de imprimare, cum ar fi imprimarea cu jet de cerneală tampografie, serigrafie şi. Fostul sunt folosite aproape exclusiv şi nu sunt potrivite pentru volume mari de producţie întrucât acestea din urmă sunt foarte potrivite, dar puţin explorat în contextul de polimeri celule solare. O altă distincţie se face între imprimare şi de acoperire atunci când un film este format. Întregul proces care conduce la polimeri celule solare este defalcat în următoarele etape individuale, precum şi tehnici disponibile şi materiale pentru fiecare etapă sunt descrise, cu accent pe avantajele şi dezavantajele specifice asociate cu fiecare caz.

Figurile şi tabelele de la acest articol:

: Fig. 1. O schema a unui polimer tandem de celule solare care cuprinde opt straturi, cu conexiuni electrice (stânga) şi o fotografie a dispozitivelor reale, vazute din fata cu iluminare spate pentru a accentua culoarea. Cele trei dispozitive prezentate sunt un singur nod de P3CT/ZnO cu o culoare roşie, un nod unic de P3CTTP/ZnO cu o culoare verde şi, în final celula tandem de P3CT/ZnO şi P3CTTP/ZnO arată o culoare maro (dreapta sus). Filmul activ strat de absorbtie a spectre sunt, de asemenea, afişate cu P3CT/ZnO grafic cu o linie solidă şi P3CTTP/ZnO grafic cu o linie întreruptă (dreapta jos)
: Fig. 2. O diagramă Venn rezumă provocarea de unificare în cazul în care se află în dificultatea de a găsi condiţiile în care combină eficienţa, procesul de stabilitate şi în aceleaşi materiale şi dispozitiv. Sunt exemple bune care reprezintă fiecare dintre domenii şi câteva exemple care acopera trei domenii, dar nu au existat rapoarte cu privire la soluţie convingătoare, astfel încât toate zonele poate fi calibrat. Exemple care unifica: stabilitatea şi eficienţa este P3HT-PCBM (prezentat aici ca un 10 cm, ² module capsulate cu trei celule in serie oferind o PCE de 2,2%), procesul de stabilitate şi este P3CT-ZnO (prezentate aici sunt produse de masa polimer de celule solare module cu o buna stabilitate în aer) şi prelucrează numai ca MEHPPV-PCBM (prezentat aici este un 0,1 m ² modul prelucrate de imprimare).

4 cm² solar cell generated from California blackberries resulting in 6.0 mA.
4 cm² solar cell generated from California blackberries creating 0.335 V (under load), and spinning motor

O putem numi inima unui panou solar... Este fabricată dintr-un material care în contact cu lumina (un anumit spectru luminos) produce curent electric. Pe scurt, procesul de producere a energiei electrice e în felul următor: Fotonul loveşte suprafaţa fotosensibilă a celulei, care eliberează un electron.

Pe piaţă se găsesc o multitudine de tipuri de celule care se diferentiază prin formă, compoziţie, eficienţă, aranjamentul materialului fotosensibil. Cea mai obişnuită formă este cea dreptunghiulară.

Partea fotosensibilă este catodul (-), iar partea ferită de lumină este anodul (+).

De unde se pot cumpăra?

Asta e o problemă. La noi în ţară nu se prea găsesc celule de vânzare cu bucata, doar panouri gata făcute. Am căutat pe net, iar cele mai convenabile celule le-am găsit pe eBay. Am încercat să cumpar direct de la producătorii europeni, dar fie nu lucrează cu persoane fizice, fie nu vând celule la bucată, fie vând dar mult prea scump.

Eu am cumpărat pe lângă celule si conductori (bandă metalică groasă şi subţire) şi un tub de răşină (un fel de sacâz mai lichid).

Odată cumpărate, cum le folosim?

Pentru a putea culege şi folosi energia produsă de celule, trebuie lipiţi conductori pe anod şi pe catod. Eu am cumpărat celule care aveau deja catodul lipit, aşa că a trebuit să lipesc doar anodul. Desenul de mai jos arată o celulă văzută din profil cu catodul şi anodul lipite.

Pentru început am curăţat cu o răşină punctele de contact de pe anod. Nu trebuie neapărat dat cu răşină, sacâzul e la fel de bun.

Scopul meu este să realizez un panou care să scoată approximativ 15V şi 2-3A. Pentru asta o să am nevoie de 30 de celule legate în serie. O celulă generează 0.55V şi 3A (ideal), asta înseamnă că 30 de celule legate în serie vor scoate: 30 x 0.5V = 15V şi 3A. Dar cum condiţiile nu să fie ideale, panoul va scoate ceva mai puţin curent.

În serie, celulele vor fi lipite între ele astfel: anodul primei celule se va uni cu catodul următoarei celule, şi aşa mai departe, ca în desenul de mai jos.

Am ales 15V dintr-un motiv simplu: 15V e o tensiune oarecum "nepericuloasă" de încărcare a unei baterii Auto. Asta înseamnă că pot lega panoul direct la o baterie de maşină fără a mai trebui un circuit de reglare a încărcării. Pe măsură ce bateria o să se încarce, o să tragă din ce în ce mai puţin curent, iar pe la 14.5V, când bateria e încărcată complet, o să mai rămână doar un curent foarte mic care o să vină de la panou ca sa compenseze cu autodescărcarea bateriei. Ştiu că nu e sănătos pentru baterie un astfel de regim de încărcare, dar nu am vrut să mă complic (mi-a fost lene).

Publicat de Misha

Photovoltaics Work

Photovoltaics

Cum lucrează celulele fotovoltaice ?

de Gil Knier

Fotovoltaice este de conversie directă a luminii in energie electrica la nivel atomic. Unele materiale prezinta o proprietate cunoscut sub numele de efectul fotoelectric pe care le face pentru a absorbi fotonii de lumina si electroni de eliberare. Atunci când aceste electroni liberi sunt capturate, un rezultat de curent electric care pot fi utilizate ca energie electrică.
Efectul fotoelectric a fost observat de către un fizician francez, Edmund Bequerel, în 1839, care a constatat că anumite materiale ar produce cantităţi mici de curent electric atunci când este expusă la lumină. În 1905, Albert Einstein a descris natura luminii si efectul fotoelectric pe care tehnologia fotovoltaică se bazează, pentru care a câştigat mai târziu un premiu Nobel in fizica. Primul modul fotovoltaic a fost construit de către Laboratoarele Bell în 1954. Acesta a fost taxat ca o baterie solară şi cea mai mare parte a fost doar o curiozitate cum a fost prea scump pentru a obţine utilizarea pe scară largă. În 1960, industria spaţială a început să facă prima utilizare serioasă a tehnologiei pentru a oferi puterea de la bordul navelor spaţiale. Prin programele spaţiale, tehnologie avansată, fiabilitatea a fost stabilit, iar costurile au început să scadă. În timpul crizei energetice din 1970, tehnologiei fotovoltaice câştigat recunoaşterea ca o sursă de energie pentru aplicaţii non-spaţiale.

Diagrama de mai sus ilustrează funcţionarea unei celule fotovoltaice de bază, numită de asemenea o celulă solară. Celulele solare sunt realizate din aceleaşi tipuri de materiale semiconductoare, cum ar fi siliciu, utilizate în industria microelectronică. Pentru celulele solare, o plachetă semiconductor subtire este special tratată pentru a forma un câmp electric, pozitiv, pe de o parte şi pe de altă parte negativă.Când energia lumina loveste de celule solare, electronii sunt eliminaţi libere de la atomii din materialul semiconductor. Dacă conductori electrici se anexează la laturile pozitive şi negative, care formează un circuit electric, electronii pot fi capturate în forma unui curent electric - care este, de energie electrică.Aceasta energie electrică poate fi apoi utilizata pentru alimentarea unei sarcini, cum ar fi o lumină sau un instrument.

Un număr de celule solare conectat electric la fiecare alte şi montate într-o structură de sprijin sau de cadru este numit un modul fotovoltaic. Module sunt concepute pentru a furniza energie electrică la o tensiune anumit, cum ar fi un sistem comun de 12 de volţi. Curent produsă este direct dependentă de cât de mult lovituri uşoare modulul.

Mai multe module pot fi cu fir împreună pentru a forma o matrice. În general, mai mare zona de un modul sau de matrice, de energie electrică mai mult, care va fi produs. Module fotovoltaice şi matrice produc curent direct (DC) de energie electrică. Acestea pot fi conectate în serie şi atât acorduri paralele electrice pentru a produce orice de tensiune necesar şi combinaţia actuală.

Ziua de azi cele mai multe dispozitive comune PV folosi un singur nod, sau interfata, pentru a crea un câmp electric într-un semiconductor, cum ar fi o celula PV. Într-o singură celulă-joncţiune PV, fotoni doar a căror energie este egală sau mai mare decât banda de material celular poate elibera un electron pentru un circuit electric. Cu alte cuvinte, răspunsul fotovoltaic cu o singură joncţiune celule este limitat la partea din spectrul Soarelui a căror energie este mai mare banda de material absorbant, şi mai-fotoni de energie nu sunt utilizate.

O modalitate de a obţine în jurul valorii de această limitare este de a folosi două (sau mai multe) celule diferite, cu banda mai mult de unul şi mai mult de un nod, pentru a genera o tensiune. Acestea sunt denumite în continuare "multijunction" celule (numite, de asemenea, "în cascadă" sau "tandem" celule). Dispozitivele Multijunction poate realiza o mai mare total de eficienţă de conversie , deoarece acestea pot converti mai mult din energia spectrului de lumina la energie electrică.

Aşa cum se arată mai jos, un dispozitiv multijunction este o stivă de singur individ-joncţiune celule, în ordinea descrescătoare a benzii (de exemplu).Celula de sus surprinde fotoni de mare energie şi trece restul de fotoni pe care urmează să fie absorbite de către mai-band-gap celule.

O mare parte din cercetarile de astazi in celulele multijunction se concentrează pe arseniura de galiu ca unul (sau toate) din celulele componente. Aceste celule au ajuns la randamente de aproximativ 35% sub concentrat lumina soarelui. Alte materiale studiate pentru dispozitive multijunction au fost de siliciu amorf şi indiu diselenide de cupru .

Ca un exemplu, dispozitivul multijunction de mai jos foloseste o celula de top de indiu galiu fosfură, "un nod de tunel", pentru a ajuta fluxul de electroni intre celule, şi o celulă de jos de arseniu de galiu.

Alăturaţi-vă pe lista noastră de tot mai mare de abonaţi - inscrie pentru livrare de ştiri nostru expres si vei primi un mesaj e-mail de fiecare dată când am posta o noua poveste! Energia solara este o sursa abundenta de energie pentru nave spaţiale navigarea interiorul sistemului solar. Dar cât de departe de steaua noastra poate lucra celule fotovoltaice?

08 ianuarie 2002: Â Încercaţi această: Inchide ochii pentru o clipă şi imagina Staţia Spaţială Internaţională (ISS), însorit şi strălucitoare ca o rotatie completa in jurul planetei noastre.

Ce a arata ca? Imaginea persistent in mintea ta, probabil, este dominat de aripi largi, frumoase - staţie de reţelele minunat solare.

Nu este un accident faptul că panourile solare domina profilul postului. Pe ISS (ca pe pamant de mai jos), a energiei solare în cele din urmă puteri tot ce se întâmplă. Soarele nostru, o stea numit Sol, radiaza putere enormă: o putere constantă de 4 x 10 23 ! kilowaţi (kW), care este de 4, urmat de 23 zerouri celule fotovoltaice , care convertesc lumina solară în energie electrică, au nevoie de doar intercepteze o mica parte a acest total pentru a energiza staţia.

De mai sus : Staţia Spaţială Internaţională, în decembrie, 2001. Credit: echipajul STS-108 .

Dar nu toate nave spaţiale zăbovi aproape de Pământ în cazul în care lumina soarelui este din belşug.Multe sonde NASA călătorească dincolo de orbita planetei noastre. Şi, aşa cum fac, Soarele creste mai îndepărtat şi vag. Undeva acolo, energia solară încetează să mai fie o sursă utilă de energie pentru nave spaţiale. Dar de unde?

Asta e ceea ce NASA constructori nave spaţiale vreau sa stiu: Unde este marginea de soare?

Celulele Staţia Spaţială a lui solare, decenii dezvoltate în urmă, converti 14% din energia Soarelui care le loveşte în energie electrică, şi celulele moderne multibandgap, care transformă lumina în mai multe părţi ale spectrului de frecvenţe în energie electrică, ajunge la randamente de 30% sau astfel. Aceste dispozitive funcţionează destul de bine în sistemul de puternic luminat solar interior, dar mai multe celule eficiente şi matrice mai mari vor fi necesare pentru ca nava de călătorie în locuri în care fotonii solare sunt limitate. În eşaloanele exterioare ale sistemului solar, de exemplu, capacitatea de a converti fotoni, chiar unice în energie electrică ar putea fi important.

"Lumina soarelui scade în intensitate pe distanţă de un factor de 1 / R 2 , în cazul în care r este distanţa de la Soare ", explica Geoff Landis, un om de stiinta de la NASA Glenn Research Center. "Acest lucru înseamnă o gamă 1-metru-pătrat solar produce 400 de wati, la o distanţă de 1 UA ar trebui să fie de 25 de metri pătraţi în mărime de la Jupiter - out. Şi aproape 2.000 de metri pătraţi de la Pluto pentru a produce aceeaşi putere" (Notă:.. O unitate astronomica sau "UA" este distanţa medie dintre Pamant si Soare 1 UA este egal cu 150 de milioane de kilometri)

Stânga : Soarele aşa cum sunt văzute de la distanţă Pluto este doar o altă stea în cerul de noapte, deşi strălucitoare unul. Artist spaţiu (fizician şi spaţiu), Dan Durda pictat acest punct de vedere de la planetă nouă.

Landis si colegii sai de la fotovoltaice Glenn şi Filiala Space Mediu explorează noi modalităţi de a valorifica puterea Soarelui - inclusiv celulele solare mai eficiente, cu laser, strălucitoare de energie pentru nave spaţiale la distanţă, şi de sisteme de energie solară pentru Lună şi Marte. "Utilizarea energiei solare este un domeniu complex de studiu", spune Landis. "Gasirea de solutii pe care le presupune un echilibru de factori, cum ar fi distanta, greutate, energia de benzi de lumină diferite, precum şi materialele reale disponibile pentru noi."

"Folosind tehnologii de astăzi", spune el, "," marginea "de soare, putem folosi este de aproximativ patru unitati astronomice fata de Soare, unde lumina soarelui este de aproximativ un al XVI-lea la fel de luminos ca este aproape de Pamant." Asta e dincolo de orbita lui Marte (1,5 UA), dar mai aproape de Soare decât Jupiter (5.2 UA).

"Cu tehnologiile de mâine sperăm că pentru a impinge mai departe afară, în marginea sistemului solar", spune el. "Colectoare solare viitoare, de exemplu, s-ar putea utiliza avansate de filme subtiri - aproape ca Saran Wrap - foarte uşoare şi celule solare, care pot lanseze la un hectar sau mai mult, în loc de dimensiunea unei nave spaţiale care poartă o matrice solare cu ea. , va avea un panou solar care poarta o nava spatiala. "

Vele Astfel de scumpe ar fi, de asemenea, obiective pentru mişcare rapidă spaţiu-praf, aşa că ar trebui să fie creat de puncţie-rezistent sau auto-etanşare materiale. Cu toate acestea, o altă provocare pentru constructorii de nave spatiale!

Pentru a data, cel mai îndepărtat orice nava solar-alimentat sa aventurat de la Soare este de 2.35 UA - un record stabilit în octombrie anul trecut de către NASA sonda Stardust. Stardust va extinde propriul record în fiecare zi până în aprilie 2002, atunci când acesta va ajunge la o distanţă maximă de Soare de 2.72 UA en drum spre cometa Wild 2. Matrice solare Stardust sunt produce de fapt mai multă energie decât era de aşteptat, probabil, deoarece celulele sale fotovoltaice opera mai eficient în frig de spaţiu adânc decât în laboratoarele terestre. Nimeni nu este sigur, acesta este teritoriu neexplorat.

De mai sus : (stânga) Un artist impresie de Stardust, deoarece se confruntă cu cometa Wild 2 în 2004. Panourile solare sunt artizanale de proeminent în această ilustraţie. (Dreapta) nave spaţiale de pe orbită, prin amabilitatea site-ul JPL " În cazul în care este Stardust acum? ".

Nu la fel de departe de Soare ca Stardust, Space NASA nave spaţiale experimental profundă 1 testat recent un "concentrator solar" - 720 de lentile de lumina soarelui, care sa axat pe 3600 de celule solare.Deep Space 1 a fost primul solar-powered sonda să se bazeze în întregime pe celulele multibandgap triple-joncţiune. Sistemul de mic, dar inovativ generat de 2500 W: suficient pentru a energiza trei cuptoare cu microunde şi mai mult decât suficient pentru a alimenta motorul ambarcaţiunii Ion.

Astfel de progrese vor propulsa în cele din urmă de energie solară în spaţiu adânc - probabil din sistemul solar complet.

"Pe termen lung, generatoare solare nu vor trebui să se bazeze pe Soare", a spus Landis. "Suntem investighează conceptul de a folosi lasere pentru a fotoni întâlnire la generatoare solare Dacă aţi face un laser puternic, suficient de obiectiv şi poate fascicul, există într-adevăr nu este nici o margine de soare -. Cu un obiectiv destul de mare, am putea fascicul de lumină într-un spaţiu sonda pana la jumatate pentru alfa-Centauri! "

Iluminarea puterea de lumina unor obiective de pe Pamant, in orbita, pe Lună sau pe Marte şi alte planete - pentru nave spaţiale sau la distanta - este un subiect de science-fiction. Asta-i drept alee Geoff Landis ".El este, de asemenea, un Hugo şi Nebula premiat scriitor SF! Ca un om de stiinta, el şi cohortele lui NASA sunt în afaceri de a ajunge pentru a marginea de soare în fiecare zi, văzând ficţiune foarte rapid şi, desigur, de cotitură în fapt.

Panouri solare - Energie Verde

Este un termen care se referă la surse de energie regenerabila şi nepoluantă. Electricitatea generată din surse regenerabile devine din ce în mai disponibilă. Prin alegerea unor astfel de surse de energie regenerabila consumatorii pot susţine dezvoltarea unor energii curate care vor reduce impactul asupra mediului asociat generării energiei convenţionale şi vor creşte independenţa energetică, de ex stalpi de iluminat cu panouri solare fotovoltaice.

Mai mult, când aceste tehnologii pot sa vină în ajutorul consumatorului prin reducerea facturilor pentru diferite utilităţi (apă, încălzire) şi printr-un timp de amortizare scurt în cazul sistemelor de încălzire a apei menajere, adoptarea unui astfel de sistem devine o investiţie extrem de rentabilă în cazul consumatorilor casnici, a hotelurilor, spitalelor etc.

Energia fotovoltaică şi eoliană reprezintă o soluţie viabilă pentru locaţiile care nu beneficiază în prezent de racordare la reţeaua naţională de electricitate. În viitor, printr-o legislaţie corespunzătoare aceste sisteme pot deveni rentabile şi pentru consumatorii conectaţi la reţeaua naţională prin eliminarea necesităţii folosirii unor acumulatori şi livrării energiei direct în reţeaua naţională.

Sursele regenerabile detin un potential energetic important si ofera disponibilitati nelimitate de utilizare pe plan local si national. Valorificarea surselor regenerabile de energie se realizeaza pe baza a trei premise importante conferite de acestea, si anume, accesibilitate, disponibilitate si acceptabilitate.

Parcuri fotovoltaice cu stalpi de iluminat cu panouri fotovoltaice si pompe de caldura sunt solutii eficiente de viitor.

Panourile solare pot inlocui incalzirea traditionala, pe baza combustibililor lichizi, a gazului saua electricitatii?

Un panou solar sau un sistem de panouri solare montat corect poate reduce cu pana la 70% costurile cu incalzirea unei cladiri. Incalzirea solara trebuie vazuta nu ca o alternativa totala la sistemul traditional de incalzire, ci ca un sistem care asigura o reducere considerabila a costurilor cu incalzirea, mai ales in situatia cladirilor deja existente, al caror grad de izolare termica este redus.

Cu cat platesc mai putin pentru incalzirea apei menajere daca am un panou solar corect instalat?

Depinde de anotimp. Vara, costurile se reduc cu aproape 100%, ajungand ca incalzirea apei menajere sa fie gratis. Primavara si toamna aceste costuri se reduc cu cel putin 60%. Ceea ce face ca un panou solar sa-si merite investitia.

Cata apa incalzeste un panou solar?

Un panou solar cu rezervor destinat incalzirii apei calde menajere incalzeste, zilnic, o cantitate medie echivalenta cu capacitatea rezervorului, la o temperatura de 60-65°C. In lunile de iarna, pentru ca ziua e mult mai scurt?, temperatura apei ajunge intre 15-45°C. Vara, in zilele insorite, temperatura poate ajunge la peste 90°C.

Cine imi poate monta panoul solar achizitionat?

Sistemul e usor de montat. Orice instalator ar trebui sa stie sa lege apa calda-apa rece la tevile corespunzatoare ale instalatiei din casa in cazul panourilor solare cu rezervor exterior. In cazul panourilor solare cu boiler interior si cu aport la incalzire este recomandat a se apela la instalatori care au mai montat panouri solare.

Panourile solare functioneaza si iarna?

DA! Panourile sunt construite de o asa maniera, incat temperatura exterioara nu afecteaza functionarea instalatiei solare. Astfel ca un panou solar va incalzi apa si iarna, si vara, si primavara, si toamna, prin absorbtia radiatiei solare. Trebuie sa stiti insa ca iarna, perioada de absorbtiea radiatiei solare este mai mica, pentru ca si ziua dureaza mai putine ore. Insa, se poate calcula un sistem care - prin marirea capacitatii suprafetei de absorbtie, sa duca la o temperatura a apei incalzite de sistemul de panouri solare de 50-65°C si iarna.

Orice tip de panou solar functioneaza si iarna?

NU. In perioada de iarna instalatiile trebuie sa fie prevazute cu circuite duble de racire, circuitul exterior jucand rolul unei solutii anti-inghet. Exista panouri solare destinate prin constructie sa functioneze numai pe perioada verii, cele cu tuburi vidate pentru martie-octombrie.

In cat timp imi recuperez investitia?

In cazul panourilor solare folosite exclusiv pentru apa calda o estimare de pana la 5 ani cel mult, de regula 3-4 ani, este decenta. In cazul panourilor folosite si ca aport la caldura depinde in mare masura de izolatia termica a cladirii in care functioneaza respectivul sistem de incalzire solara. Rentabilitatea unui panou solar e data de viata lunga a acestuia: peste20 de ani, cu cheltuieli de intretinere minime.

Cat costa intretinerea unui sistem solar?

Daca panoul e montat corect, nu e necesara nici o intretinere. Daca aveti panou care functioneaza prin constructie numai vara, trebuie sa scoateti apa din el inaintea primului inghet. Daca aveti un sistem mai complex, nu trebuie sa faceti mai nimic. Este indicat totusi o data pe an sa ungeti schimbatoarele de caldura din varful tuburilor cu o pasta speciala pentru intretinere.

Panourile au tuburi din sticla. Ce se intampla daca unul se sparge?

Sistemul functioneaza in continuare fara probleme. Tubul defect se inlocuieste cu un altul - pretul fiind foarte mic. Inlocuirea e necesara pentru a nu fi afectata puterea de incalzire a panoului solar.

Apa e incalzita si in zilele innorate?

DA. Cand sunt nori sau ploua, tuburile capteaza razele solare prin perdeaua de nori, dar cu o eficienta mult mai redusa. In aceste zile apa va fi incalzita cu ajutorul curentului prin rezistenta electrica a panoului solar sau a boilerului interior. Rezistenta fiind intre 2 si 4 KW nu implica un consum foarte mare de curent.

Unde se monteaza panourile solare?

Panourile solare se monteaza pe acoperis, in directia sud sau sud-vest. Ideea e ca in acel loc sa fie soare cat mai mult timp in perioada zilei. Sa nu fie umbrit de vegetatie sau cladiri. Panourile se monteaza la un unghi de circa 45°. Panourile cantaresc putin (30-70 kg fara apa din rezervor) si nu pot afecta structura acoperisurilor pe care sunt montate. Greutatea lor ajunge la cateva zeci de kilograme, in functie de model. Apoi se ia in calcul si volumul de apa in cazul celor cu rezervor exterior.

Panourile trebuie protejate la inghet. Cum se procedeaza?

La panourile solare dedicate prin constructia lor a fi folosite doar in lunile de vara, pur si simplu se goleste instalatia de apa inaintea primului inghet. La sistemele complexe, care functioneaza si iarna, in circuitul solar se foloseste glycol. Caldura e transferata printr-un schimbator de caldura intr-atat incat panoul sa nu inghete. In zilele fara prea multa lumina si foarte friguroase controlerul isi va face treaba fiind setat astfel incat la o temperatura minima sa activeze rezistenta electrica pentru a fi incalzita apa cu cateva grade. In cazul celor cu rezervor exterior izolatia acestuia asigura pierderi minime de temperatura de-a lungul noptii geroase. Si rezervorul exterior are rezistenta electrica incorporata.

In caz de temperaturi mari, un panou solar poate lua foc?

Nu. Pericolul de incendiu este exclus.

Ce temperatura va avea apa incalzita de un panou solar?
Agentul termic din instalatia solara poate ajunge la 120°C. Temperatura apei din acumulatorul termic poate ajunge pana la 90°C. Asa ca apa calda menajera poate fi furnizat? la 75-85°C, pe timp de vara, si la 15-45°C, pe timp de iarna. E bine totusi sa se limiteze temperatura apei calde menajere la 55°C, pentru a evita depunerile de calcar si, de asemenea, din motive de siguranta in utilizare. Limitarea se face prin intermediul controlerului.

Panourile solare sunt doar pentru locuinte sau pot fi folosite si pe scara mai larga?

Sistemele solare functioneaza cu succes la hoteluri, spitale, scoli, institutii publice, sedii de companii etc. Se pot monta si pe bloc ca sistem pentru incalzirea apei pentru toti locatarii cat si pe balcon individual sau pe peretele blocului. In acest caz e nevoie sa se obtina o autorizatie de la primarie.

Pot incalzi piscina cu un sistem de incalzire solar?

Da, in alte tari e o practica sa folosesti panouri solare pentru a incalzi apa din piscina. Procedeul e unul deosebit de simplu si eficient.

Are vreo influenta asupra eficientei panoului solar zona in care locuiesc?

Da. Tara noastra se afla in zona B se insorire. Concluzia este ca merita pe deplin o investitie intr-un panou solar si din acest punct de vedere. Suntem printre favorizatii Soarelui!

Care sunt factorii care pot defecta un panou solar?
O cadere de grindina de mari dimensiuni. Fabricantul asigura durabilitatea tuburilor solare montate la o inclinatie de 45° la bucati de grindina cu diametrul de pana la 35 de milimetri in functie de tipul tubului. Daca se sparg, tuburile pot fi inlocuite imediat cu altele noi. Tuburile solare sunt asigurate pe perioada garantiei la valoarea lor de piesa de schimb

Pompele de caldura sunt centrale termice folosite pentru incalzirea locuintelor, a birourilor, a halelor de productie, a blocurilor de apartamente, etc.
Functioneaza singure (inlocuiesc complet alte tipuri de centrale termice) sau in tandem cu alta centrala termica cu combustibil fosil, lichid sau gazos ( sisteme monovalente, monoenergie, sau bivalente ).
Pentru incalzirea agentului termic si a apei menajere folosesc caldura mediului inconjurator, caldura pe care o capteaza folosind echipamente clasice, alimentate cu energie electrica.
Practic, 25% din energia necesara incalzirii locuintei este energie electrica si 75% este energie gratuita, captata din mediul inconjurator.

Care este principiu de functionare la pompele de caldura?
In principiu pompa de caldura functioneaza in acelasi fel ca si un frigider, numai ca se utilizeaza invers. Frigiderul absoarbe caldura de la alimentele din interiorul sau. aceasta caldura pe urma, prin grilajul de pe spatele frigiderului, va fi predata incaperii in care se afla. In consecinta cu cat racim mai multe alimente, cu atat frigiderul incalzeste mai mult incaperea in care se afla.
Si pompa de caldura absoarbe caldura din mediu, dupa care o pompeaza la un nivel de temperatura adecvat pentru a incalzi o locuinta. Pompele de caldura fiind utilaje de un nivel tehnic foarte ridicat, ele pot asigura constant acest proces de incalzire iarna sau vara, ziua sau noaptea,chiar si atunci cind afara este ger, putand absorbii din pamant, din apa din panza freatica sau din aer, caldura necesara incalzirii.

Ce este de fapt o pompa de caldura?
In principiu pompele de caldura nu sunt centrale termice revolutionare, dar sunt agregate foarte moderne de transferare a energiei termice dintr-un loc in altul. De exemplu transferarea energiei termice din mediul inconjurator in casa, pentru cresterea confortului locatarilor intr-un mod cit mai eficient, economic si totodata fara emisii de dioxid de carbon.
Cum este posibila atragerea energiei din mediul inconjurator, si punerea ei in serviciul nostru, in asa fel incat acest lucru sa fie folositor si pentru om si chiar si pentru natura? Pentru multi pare o solutie utopica, si totusi in tarile occidentale functioneaza sute de mii, poate chiar milioane de asemenea instalatii.
Tineti-va bine, Suedia preconizeaza ca pana in anul 2011, iar Scotia pina in anul 2012 trebuie sa devina independenta de gaz. Oare de ce? Si-au pierdut mintile? Nu! Pur si simplu sunt prevazatori. Si noi in loc sa ne aruncam praf in ochi, ar trebui sa ne straduim sa ne gandim la viitor, la siguranta noastra in ceea ce priveste incalzirea si ocrotirea mediului inconjurator. Sa studiem ce fac tarile din occident, si de ce fac astfel de lucruri. E simplu. Rezervele de gaz de pe Pamant, sunt la dispozitia omului de rand inca maxim 20-30 de ani, daca vom avea din ce sa platim. Stiti cumva peste cativa ani din ce o sa putem plati facturile la gaz?

Cind se amortizeaza investitia in pompe de caldura?

Despre amortizarea investitiei in pompe de caldura se pot scrie romane, s-au facut calcule, s-au dat explicatii, dar nimeni nu vorbeste de faptul ca am ajuns in situatia cind deja nu se mai pune problema amortizarii investitiei. In momentul de fata deja se pune problema sigurantei noastre energetice si a ocrotirii mediului inconjurator. Din cele mai recente date pe care le avem la dispozitie rezervele de combustibili fosili, ca gazul, titeiul, etc sunt limitate si foarte sarace. De exemplu gazul metan va fi disponibil pentru populatia Globului cca 25-30 ani. V-ati gindit la ce preturi va fi vindut gazul peste cca 5-10 ani? La un pret imens, de neimaginat. O casa insa nu se construieste pentru o perioada de 10 ani ci pentru 50-100 ani. In aceasta situatie este de preferat sa se monteze aceste pompe de caldura si recuperatoarele in faza de constructie a casei.Din acest motiv oamenii de stiinta au scuturat praful de pe o descoperire de la sfirsitul secolului al XIX.- lea din Austria, si au inceput sa o adapteze cerintelor secolului al XXI.- lea.
Asa s-a nascut pompa de caldura din zilele noastre. Unii au creat modele foarte performante, altii mai putin performante, asta ca si la producatorii de autoturisme, ca sa iau acest exemplu. Deci sunt pe piata si Dacii, dar sunt si Mercedesuri, sau chiar si Rolls Royce-uri.
Durata de viata a pompelor de caldura este de min. 25 ani, asigurind confortul nostru in toti acesti ani. Si totusi cind vine vorba de pompe de caldura, toata lumea pune urmatoarea intrebare: CIND SE VA AMORTIZA ACEASTA INVESTITIE?
De ce nu se intreaba nimeni cind se amortizeaza investitia intr-o masina de lux sau o motocicleta al carui pret scade aproximativ cu 30-50% in momentul cind a iesit din curtea dilerului, dar pe deasupra este si mult mai scumpa decit o pompa de caldura.

Si de ce nu se intreaba nimeni cind se amortizeaza investitia in sistemele traditionale de incalzire, in bransamentele de gaz si electricitate, in aprobarile si taxele pentru acestea, in reviziile periodice la centralele pe gaz si multe alte investitii, care nu se vor amortiza nici o data?
Da, intradevar exista si o perioada de amortizare masurabila, calculabila in comparatie cu metodele de incalzire traditionale. La preturile actuale din Romania, investitia in pompe de caldura se poate amortiza in 4-5 ani. Binenteles o pompa de caldura apa-apa sau sol-apa se va amortiza mai repede decit o pompa de caldura aer-apa. Insa si investitia este mai mare decit la pompe de caldura aer-apa.
Pompa de caldura asigura o garantie a confortului proprietarului pe timp indelungat, si totusi...

Care este pretul unei pompe de caldura?

Pretul pompelor de caldura este in functie de necesitatile de incalzire a ficarei cladiri. Ca idee insa preturile pornesc de la 4700 Euro si ajung la 30000 Euro, iar unele se fabrica la comanda, pretul fiind stabilit la contractare (cele de 160 kW de exemplu).
Ca recomandare, va atragem atentia sa cereti oferta de pret in asa fel ca pretul sa contina toate elementele de care are nevoie pompa de caldura in timpul functionarii. Foarte multi comercianti pun doar pretul pompei de caldura, ca in final sa mai trebuieasca sa se plateasca in plus. Astfel pot sa dea unii in oferte preturi foarte mici.

Se pot monta pompe de caldura in completarea unor sisteme de incalzire deja existente?
Da. Chiar cu rezultate foarte bune. La sistemele de incalzire clasice cu centrala pe gaz si redarea caldurii prin calorifere, se poate alatura pompe de caldura cu diferite surse primare de energie, reducand considerabil consumul de gaz al cladirii. In varianta cind am opta pentru pompe de caldura cu sursa primara de energie aer, aceasta utilizare in tandem poate fi chiar benefica pentru pome de caldura aer-apa la temperaturi foarte scazute, deoarece atunci cind randamentul le aceste pompe de caldura aer-apa scade centrala pe gaze poate sa asigure ajutorul necesar (la temperaturi sub - 20ºC).
Prin aceasta solutie si acele persoane care au deja montat un sisstem clasic de incalzire, pot beneficia de economiile oferite de pompe de caldura. Pompa de caldura incalzeste agentul termic la 55ºC - 65ºC , iar centrala pe gaz va incalzii acest agent termic de la 55ºC - 65ºC la cca 80ºC . Se poate observa de unde va rezulta economia la gaz.
Ginditi-va din timp! Pretul gazului creste radical! Nu asteptati sa fiti in sitiuatia cind nu mai puteti sa platiti facturile la gaz.
Omul destept rezolva problemele ivite din timp. De ce Suedia a preconizat ca incepind din 2011 sa fie independenta de gaz? De ce Germania acorda un ajutor de la stat de 50% din valoarea investitiei, celor care trec de la centrale pe gaz la pompe de caldura? Sa stiti ca este un motiv serios in spatele acestor decizii. Ei stiu cceva.
Noi inca nu vrem sa aflam de acest lucru.
De ce sa nu invatam de la altii?
La un sistem cu pompa de caldura ce fel de radiatoare sunt necesare?
La sistemele de incalzire cu pompe de caldura redarea caldurii in cladire este recomandabil sa se faca cu incalzire in pardoseala sau in perete. Acest tandem, pompa de caldura cu incalzire in pardoseala, are cel mai mare randament, dar si cel mai mare confort.
Ce reprezinta acel coeficient COP?
Coeficientul de eficienta COP este un coeficient fara dimensiune, care reprezinta cantitatea de energie calorica realizata de pompa de caldura cu ajutorul a unui kW de energie electrica. Acesta cifra COP variaza intre valorile de 3 si 6 in cazul pompelor de caldura performante. De obicei aceste valori se stabilesc la anumite caracteristici functionali a agregatului, de obicei temperatura exterioara si temperatura agentului termic. Cel mai des se folosesc temperatura exterioara de 00C, si temperatura agentului termic de 350C. Aceste temperaturi sunt specificate de producatorii de pompe de caldura atunci cind se amintesc valorile COP.
In cazul unei pompe de caldura care are COP 4,4 in regimul de temperatura exterioara de 00C si 350C al agentului termi, in regimul de temperatura exterioare de 00C si 500C al agentului termic, va avea COP 3. Din acest motiv este cel mai bine sa folosim sistem de redare a caldurii cu temperatura scazuta a agetului termic, cum ar fi incalzirea in pardoseala, sau in perete.
Ce inseamna aer-apa, sol-apa si apa-apa la pompe de caldura?
In functie de sursa primare de energie calorica, pompele de caldura sunt de trei feluri. Pompa de caldura aer-apa absoarbe energia din aer si o transmite apei, adica agentului termic. Pompa de caldura sol-apa absoarbe caldura din sol si o transmite agentului termic, adica apei. Pompa de caldura apa-apa atrage energia calorica inmagazinata in apa din pinza freatica si o transmite agentului termic, care este tot apa.
Din aceste trei solutii tehnice rezulta denumirile modelelor pompelor de caldura.
Pompele de caldura pot asigura si apa calda menajera?
Da, desigur. Pompele de caldura pot prepara si apa calda menajera pe toata perioada anului, pe care o vor stoca intr-un boiler de capacitate adecvata. Alpha-InnoTec chiar produce pompe de caldura care asigura doar prepararea apei calde menajere, modelul BWP 305 din luna iunie 2007 si de mai mult timp modelul BWP 310.
Se pot lega colectoarele solare la o instalatie clasica de incalzire centrala?
Colectoarele solare se pot lega la o instalatie clasica de incalzire centrala cu conditia ca boilerul sa fie bivalent, adica de asa natura ca sa se poata realiza aceasta conexiune ( cu dubla serpentina ). Panourile solare vor aduce un aport foarte important la prepararea apei calde menajere.
Ce model de pompa de caldura are cea mai mare eficienta?
Pompele de caldura cu coeficientul de eficienta COP cel mai ridicat sunt cele apa- apa produse de Alpha-InnoTec, care au ajuns la un coeficient COP 6, ceea ce inseamna ca fiecare un kW de energie electrica produce 6 kW energie termica. Acest lucru conduce la economii insemnate la incalzire.
In ce masura se pot implementa aceste tehnologii noi intr-o casa de locuit?
A aparut deja in lume conceptul de casa GeoSolar. Aceste case sunt aproape sau chiar in totalitate independente energetic. Ce inseamna asta?
Casa ,,GeoSolar” trebuie sa satisfaca 3 cerinte energetice de baza:
- Functioneaza cu energii regenerabile (energie solara, eoliana, si geotermala)
- Sistemele de redare a caldurii, care in multe cazuri faciliteaza si racirea , sunt sisteme alese cu grija care functioneaza cu costuri foarte scazute ( de exemplu incalzirea in pardoseala montata prin metoda umeda sau uscata, incalzirea sau racirea in perete, sau sisteme de fan- coil (ventiloconvectoare)
- Trebuie avuta foarte mare grija de energia o data introdusa in cladire, utilizind acesta la maxim, si energia din aerul uzat sa fie refolosita prin diferite sisteme cu recuperatoare.
Care sunt cele mai eficiente colectoare solare?
Colectoarele solare cu tuburi vidate CAT ( cu circulatia agentului termic prin teava de cupru de forma de U, prin tubul interior) sunt extra-optimizate astfel incat chiar si in zilele cu nori capteaza radiatia infrarosie solara ce patrunde prin straturile de nori si o transforma in energie termica cu care incalzeste apa. Functioneaza tot timpul anului, iarna randamentul realizat fiind mult superior altor modele de panouri solare. In medie, economia realizata anual din combustibilul necesar pentru incalzirea apei menajere, este de cel putin 80%! Pare incredibil? Sa stiti ca nu este incredibil.
Ce autorizatii sunt necesare pentru a se putea monta o pompa de caldura?
Nu este nevoie de nici o autorizatie.
In ce masura se poate asigura racirea locuintei cu ajutorul pompelor de caldura?
Asta nu depinde de pompa de caldura, ci de sistemul de racire din casa. Nu putem racii conductele din perete sau din tavan in asa masura ca sa se produca condens si sa inceapa sa picure apa din tavan. Temperatura sistemului de racire trebuie sa ramina peste temperatura la care se poate produce condensul. In aceste sisteme in general se monteaza componente care sa suprevegheze nivelul de racire, ca sa nu apara inconvenientul mai inainte amintit.
Ce metoda de redare a caldurii se recomanda in cazul pompelor de caldura?
In principiu se poate folosi orice metoda, dar unele au un randament mai mare, pe cind altele mai mic. Metoda cea mai potrivita in cazul folosirii pompelor de caldura este incalzirea in pardoseala sau perete. Aceste sisteme au nevoie de agent termic la o temperatura scazuta de max 400C, si prin aceasta pompa de caldura lucreaza in parametrii sai optimi, ne fiind nevoie de fortarea sa la maximum.
Cum se poate asigara o aerisire adecvata a locuintei?
Da, aceasta poate sa fie o problema in zilele noastre, cind lumea se straduieste sa izoleze locuintele in cit mai mare masura. Oamenii de stiinta insa au gasit o solutie geniala. Recuperatoarele. Cu ajutorul acestor aparate, pe linga ca se asigura o ventilatie automata a intregului imobil, dar se conserveaza si caldura deja existenta in casa. Cum? Printr-o pompa de caldura din componenta recuperatorului, care recupereazaa caldura din aerul care va fi exhaustat si cu ajutorul aceste energii recuperate va incalzii aerul proaspat care intra in casa. Astfel vom avea aer curat pe tot cursul zile i in mod automat, prin asta crescind si durata de viata a locatarilor. In Germania, de exemplu, mai nou nu se dau aturizatii de construire pentru case in care nu s-a prevazut un astfel de sistem cu recuperator.
Se poate racii casa pe timpul verii prin sistemul de incalzire in pardoseala?
Nu. In cel mai bun caz o sa avem o pardoseala rece intr-o incapere unde temperatura aerului va ramine tot atit de ridicata ca si fara racire. Pentru racire sunt alte solutii, cum ar fi incalzirea in peret, care se poate utiliza si la incalzire dar si la racire, sistemul de racire in tavan, precum si ventiloconvectoarele, care si ele se pot folosi si la incalzire dar si la racire. Aceasta problematica se bazeaza pe legile fizicii, si anume ca aerul cald se ridica in sus, iar aerul rece se lasa in jos. In cazul ventiloconvectoarelor insa se foloseste un curent fortat de aer.
Incalzirea in pardoseala nu dauneaza sanatatii?
Nu. Aceasta, mult discutata problema se poate datora doar exploatarii in conditii necorespunzatoare a sistemului de incalzire in pardoseala. Cauza principala aparitiei problemelor aduse ca argumente negative este temperatura ridicata de exploatare a sistemului. Aceasta prin urmare poate sa antreneze particole de praf, poate provoca inbolnaviri, etc. Dar asta, cum am mai spus si mai sus, numai si numai in cazul exploatarii necorespunzatoare. Temperatura agentului termic care intra in conductele din pardoseala, nu poate depasii 400C, iar temperatura pardoselii nu poate depasii 270C ( in bai si holuri poate sa fie de 280- 290C). In cazul in care prin aceste temperaturi nu se realizeaza temperatura dorita in camera, se va apela si la o alta sursa de caldura in incaperea respectiva, dar nu se va recurge in nici un caz la ridicarea temperaturii agentului termic din pardoseala.
La ce temperatura poate ajunge apa incalzita solar?
Apa încălzită solar poate ajunge în zilele însorite de vară la peste 80° C.
Instalatiile de incalzire solara functioneaza si iarna?
Da. Datorită construcţiei colectoarelor, temperatura exterioară nu influenţează funcţionarea instalaţiei, ea va produce apă caldă absorbind radiaţia solară în orice anotimp. Desigur, iarna, ziua fiind mai scurtă, perioada de insolaţie zilnică este mai mică, din aceasta cauza randamentul scade. Pentru instalaţiile ce funcţionează si iarna se folosesc circuite cu o soluţie anti-îngheţ.
In cit timp se amortizeaza investitia intr-o pompa de caldura?
Timpul de amortizare a investitiei intr-o pompa de caldura depinde in mare masura de marimea constructiei care urmeaza a se incalzii, de utilizarea sau nu a racirii cu pompa de caldura, etc. La o constructie mare de cca 3000- 4000 mp investitia este aceeasi ca si in varianta pe gaze plus aer conditionat. In acest caz aduce beneficii din primul moment. In cazul locuintelor particulare, a vilelor, avind iin vedere pretul actual al gazelor naturale timpul de amortizare este in jurul a 5-6 ani. Dar nu trebuie sa uitam faptul ca gazele naturale sunt pe sfirsite, fiind disponibile pentru incalzire cca 20-25 ani. In acest context si preturile vor exploda peste putin timp, asa ca nu vad de ce ar trebui sa ne punem intrebarea, cind se va amortiza. Cind se va amortiza investitia intr-o masina de lux?
Care este durata de viata a unei pompe de caldura?
Ca urmare a constructiei relativ simple, avind putine elemente in miscare, durata de viata a pompelor de caldura Alpha-InnoTec este de min 25 ani. Asta se datoreaza materialelor utilizate, calitatii executiei, precum si experientei producatorului.
Se poate incalzii apa calda menajera si pe timpul verii, cu pompa de caldura?
Da, insa pentru a se economisii energia electrica necesara functionarii compresorului pompei de caldura, se recomanda cuplarea la reteaua de incalzire al apei calde menajere a unor panouri solare. Prin aceasta se ajunge la economii si mai insemnate.

Ce surse de caldura se pot folosi?
Pentru pompele de caldura sunt disponibile urmatoarele surse de caldura:

Apa freatica

Pompele de caldura de tipul apa-apa utilizeaza caldura stocata in apa existenta in sol daca aceasta se gaseste in cantitate suficienta la adancimi accesibile, cu parametrii adecvati pentru a putea fi folosita.

Pompele de caldura de tipul sol-apa utilizeaza caldura stocata in pamant extrasa prin intermediul unor schimbatoare de caldura. Aceste schimbatoare de caldura se pot instala orizontal sau in foraje executate vertical in pamant. Un avantaj decisiv al acstor doua solutii este : pamantul si apa din pinza freatica pot fi utilizate si pentru racirea locuintei in timpul verii.

Pompele de caldura de tipul aer-apa utilizeaza aerul din mediul inconjurator ca sursa de caldura. Inca de la -20 °C extrag caldura din aer si o aduc la parametrii necesari utilizarii.

luni, 9 iulie 2012

LM3886 Circuit amplificator de putere audio