О солнечной энергии : Как работает солнечная энергия

Солнечная энергия - самый распространенный источник энергии на планете.

В любой момент времени на Землю падает более 173 000 тераватт солнечной энергии, что более чем в 10 000 раз превышает потребности мира в энергии.

Помимо того, что солнечная энергия является решающим ответом в решении нынешней проблемы климата и сокращении нашей зависимости от ископаемого топлива, она обеспечивает электричеством дом или бизнес, поглощая солнечную энергию и преобразуя ее в электричество.

Как работает солнечная энергия?

Наше Солнце можно представить как естественный ядерный реактор.

Это вызывает высвобождение крошечных пакетов энергии, известных как фотоны, которые проходят 93 миллиона миль от Солнца до Земли примерно за 8,5 минут.

Каждый час на наш земной шар ударяет достаточно фотонов, чтобы произвести достаточно солнечной энергии, чтобы потенциально удовлетворить все мировые потребности в энергии для годового потребления.

Однако по мере того, как солнечные технологии развиваются, а стоимость перехода на солнечную энергию продолжает падать, наша способность использовать изобилие солнечной энергии становится все более осуществимой.

В 2017 году Международное энергетическое агентство сообщило, что солнечная энергия превзошла все другие источники энергии, чтобы стать самым быстрым источником электроэнергии в мире, став первым, в котором солнечная энергия опередила рост всех других видов топлива.

С тех пор солнечная энергия продолжает процветать и устанавливать новые мировые рекорды во всем мире.

Какую роль в солнечной энергии играет погода?

Погодные условия могут повлиять на количество электроэнергии, вырабатываемой солнечной системой, но не так, как вы могли бы ожидать.

Для успешного производства солнечной энергии идеальные условия должны включать ясный и солнечный день.

Однако, как и другие электронные устройства, солнечные панели намного эффективнее в холодную погоду, чем в теплую погоду.

Это позволяет панели генерировать больше энергии за то же время при сохранении той же эффективности.

По мере увеличения температуры панель вырабатывает меньше напряжения и, следовательно, вырабатывает меньше электрического тока.

Однако солнечные панели не обязательно производят больше электроэнергии зимой, чем летом, хотя они более эффективны при более низких температурах.

В более теплые летние месяцы погода, скорее всего, будет солнечной.

Помимо того, что облачность меньше, солнце часто бывает дольше в течение дня.

Другими словами, даже если ваши солнечные панели могут быть менее эффективными в теплую погоду, они, скорее всего, будут вырабатывать больше энергии летом, чем зимой, независимо от температуры.

Верно ли, что одни регионы получают больше солнечной энергии, чем другие?

Некоторые регионы получают больше солнечного света, чем другие.

Если погода влияет на производство солнечной энергии, фундаментальный вопрос заключается в том, являются ли одни регионы лучшим выбором для использования солнечной энергии, чем другие.

Быстрый ответ - да, хотя и не всегда из-за метеорологических условий.

Возьмем, к примеру, облака.

Любой, кто хоть раз получал ожоги в пасмурный день, понимает, что солнечная энергия может проходить сквозь облака и достигать кожи.

Именно по этой причине солнечные панели могут продолжать вырабатывать электроэнергию даже в туманные дни.

Хотя эффективность производства энергии солнечными панелями варьируется в зависимости от количества облачного покрова и качества солнечных панелей, обычно она колеблется от 10% до 25% или более по сравнению с солнечными днями.

Солнечная энергия все еще может быть эффективной в районах, которые обычно являются мрачными и холодными.

Солнечная энергия может стать отличным вложением средств независимо от того, где вы проживаете, а также может стать отличным способом внести свой вклад в борьбу с изменением климата.

Сумма сэкономленных денег - и скорость, с которой вы получаете отдачу от своих инвестиций - в конкретном штате зависит от множества факторов, включая стоимость электроэнергии, наличие солнечных стимулов, чистые измерения, а также качество солнечных батарей.

Как работают солнечные панели?

Когда фотоны попадают в солнечный элемент, они вытесняют электроны из своих атомов, позволяя им проводить электричество.

Электрическая цепь образуется, когда проводники подключаются к отрицательной и положительной сторонам ячейки.

Цепь, в которой текут электроны, производит электричество, когда цепь замыкается.

Солнечная панель состоит из нескольких ячеек, а солнечная батарея состоит из нескольких панелей (модулей), соединенных вместе.

Чем большее количество солнечных панелей вы можете установить, тем больше энергии вы можете рассчитывать на производство.

Какие материалы используются в солнечных панелях?

Солнечные фотоэлектрические (PV) панели состоят из большого количества солнечных элементов.

Солнечные элементы, как и полупроводники, построены из кремния.

Они состоят из двух слоев: отрицательного слоя и положительного слоя, которые в сочетании образуют электрическое поле, очень похожее на то, которое есть в батарее.

Каков процесс, с помощью которого солнечные панели производят электричество?

Фотоэлектрические солнечные панели создают электричество в форме постоянного тока (DC).

Электроны движутся в одном направлении по цепи, используя энергию постоянного тока.

На этом рисунке батарея используется для питания лампочки.

Электроны перемещаются от отрицательной части батареи к положительной стороне батареи, проходя через лампу на обратном пути.

При использовании электричества переменного тока (AC) электроны толкаются и тянутся в противоположных направлениях, причем направление тока периодически меняется, как в цилиндре двигателя автомобиля.

Когда катушка с проволокой вращается рядом с магнитом, вырабатывается электричество переменного тока.

Этот генератор может работать от различных источников энергии, включая ядерную, угольную, ветровую, газовую или дизельное топливо, гидроэнергетику или солнечную энергию, и это лишь некоторые из них.

Солнечные батареи вырабатывают электричество постоянного тока.

Как получить электроэнергию постоянного тока в сеть переменного тока? Инвертор - это то, что мы обычно используем.

Какова функция солнечного инвертора?

Солнечный инвертор - это устройство, которое преобразует электричество постоянного тока (DC), генерируемое солнечной батареей, в переменный ток (AC).

Инверторы работают аналогично мозгу системы.

Помимо преобразования постоянного тока в переменный ток, они обеспечивают предотвращение замыкания на землю и статистику системы, включая напряжение и ток в цепях переменного и постоянного тока, выработку энергии и отслеживание точки наивысшей мощности системы.

С момента зарождения солнечной энергетики центральные инверторы управляли окружающей средой.

Появление микроинверторов представляет собой один из самых значительных технологических сдвигов в солнечной энергетике.

В отличие от центральных инверторов, микроинверторы оптимизированы для каждой отдельной солнечной панели, а не для всей солнечной системы, как это делают центральные инверторы.

В результате каждая солнечная панель может работать в полную силу.

Когда используется центральный инвертор, проблема с одной солнечной панелью (например, из-за того, что она находится в тени или из-за того, что она стала грязной) может отрицательно повлиять на производительность всей солнечной батареи.

Использование микро-инверторов больше не проблема.

Даже если одна солнечная панель выйдет из строя, остальная часть солнечной батареи будет работать с максимальной эффективностью.

Как работает система солнечных батарей?

Вот иллюстрация того, как работает система солнечной энергии для дома.

Первое, что происходит, - это когда солнечный свет попадает на солнечную панель на крыше.

Инвертор используется для преобразования энергии, вырабатываемой панелями, в постоянный ток (постоянный ток).

Инвертор преобразует электричество постоянного тока (DC) в переменный ток (AC), который затем можно использовать для питания вашего дома.

Это прекрасно, потому что оно простое и чистое, и со временем оно становится все более эффективным и экономичным.

С другой стороны, что произойдет, если вас нет дома, чтобы воспользоваться электричеством, которое вырабатывают солнечные батареи в солнечный день? А что происходит ночью, когда солнечная система не вырабатывает электроэнергию в реальном времени, как следовало бы? Не волнуйтесь; можно по-прежнему пользоваться преимуществами системы, известной как «чистое измерение».

*

В пиковые дневные часы типичная фотоэлектрическая система, подключенная к сети, обычно производит больше энергии, чем требуется одному клиенту.

Эта избыточная энергия возвращается в энергосистему для использования другими потребителями.

Клиенты, которые имеют право на чистые измерения, могут получить кредиты за любую избыточную энергию, которую они создают, которую они затем могут использовать для получения из сети в ночное время или даже в пасмурные дни.

Сетевой счетчик отслеживает, сколько энергии передано и сколько энергии собрано из сети.

Благодаря включению накопителей в солнечную систему эти преимущества еще больше усиливаются.

Клиенты могут экономить свою собственную электроэнергию на месте с помощью солнечной системы хранения, еще больше снижая их зависимость от электросети и сохраняя их способность обеспечивать электроэнергией свои дома в случае отключения электроэнергии.

Компонент программного мониторинга системы хранения отслеживает производство солнечной энергии, домашнее потребление энергии и тарифы на коммунальные услуги, чтобы определить, какой источник энергии использовать в течение дня, максимизируя использование солнечной энергии, позволяя клиенту снизить расходы в пиковое время и позволяя клиенту для хранения энергии для будущего использования во время отключения, среди прочего.

Советы по покупке солнечных батарей

Если вы планируете покупать солнечную батарею, следует учитывать множество факторов.

Вот несколько предложений, которые будут для вас наиболее полезны.

Прежде всего, ищите эти стимулы!

• Солнечные стимулы

  Если вы считаете, что инвестирование в солнечную энергетику может оказаться слишком сложным для вас и вашей семьи, вам следует проверить стимулы, предлагаемые многими энергетическими компаниями и государством.

  Многие налоговые льготы доступны людям и предприятиям, которые предпочитают инвестировать в солнечную энергию для своего проживания или места работы.

  Скидки на ваш счет за электроэнергию, чистые измерения или даже единовременное возмещение прошлых платежей - все это возможности для поставщиков электроэнергии.

  Посетить веб-сайт местной электроэнергетической компании или позвонить ей - самый эффективный способ узнать о льготах, которые они предоставляют.

  Когда вы обратитесь в компанию по поводу поощрения, вы обнаружите, что они очень открыты для этой идеи.

• Выберите подходящего солнечного партнера

  Фирма, которая продает и устанавливает солнечную систему, будет не только вашим установщиком и торговым представителем, но и вашим партнером по солнечной энергии на долгие годы.

  В поисках партнера по солнечной энергии ищите местную компанию с хорошей репутацией в области предоставления высококачественной рабочей силы и услуг.

  Если что-то пойдет не так с вашей солнечной системой, вам захочется иметь возможность общаться и сотрудничать со своим солнечным партнером.

• Сравните различия между солнечными панелями

  Различные типы солнечных панелей имеют разные преимущества.

  Некоторые из них сегодня могут быть более экономичными, но они могут длиться не так долго, как другие.

  Другие могут быть более дорогостоящими сегодня, но их хватит на долгие годы.

Как мы получаем энергию от солнца?

Вы можете быть удивлены, узнав, что солнечную энергию не так сложно объяснить или понять, как вы могли ожидать.

На самом деле это довольно просто.

Вся солнечная энергия берет свое начало в Солнце.

В конце концов, солнечная энергия - это не солнечная энергия, если она не использует солнце, самую яркую звезду в нашей галактике, для выработки электроэнергии.

Солнечные панели

Энергетические солнечные панели, которые можно найти на крышах и в полях по всему миру (известные как солнечные фермы), начали фундаментально менять наше представление об электричестве.

Какими бы ни были ваши цели, хотите ли вы построить свою солнечную ферму или использовать солнечную энергию для питания своего дома, вы обнаружите, что солнечные панели имеют несколько преимуществ.

Вот как они работают:

Солнечные панели состоят из микроскопических фотоэлектрических элементов, способных улавливать энергию, излучаемую солнечными лучами.

Когда им удается уловить ее, энергия преобразуется солнечной панелью в постоянный ток (DC), который затем передается по линиям электропередач на инверторы.

Инвертор

Достигнув инвертора, постоянный ток преобразуется или превращается в переменный ток (AC).

Инверторы часто устанавливают как можно ближе к панелям, и в идеале они не слишком далеко от главного блока предохранителей в доме.

В результате линиям, по которым идет ток под напряжением, не придется проходить так далеко.

Тот факт, что инверторы создают некоторый шум при производстве энергии, следует обсудить с установщиком солнечной энергии, прежде чем решать, где будет определено идеальное место для их установки.

Используйте блок предохранителей

Блок предохранителей для вашего дома может находиться в гараже, подвале или любом другом месте вашего дома.

Тем не менее, кондиционер будет вскоре направлен в это место, что позволит вам начать использовать его по всему дому.

Такая форма соединения позволяет электричеству равномерно течь по всему дому, и для этого предназначен блок предохранителей.

Если после этого останется электричество, оно будет восстановлено в сети.

Чистый учет (обратно в сетку)

Практика возврата генерируемой энергии в сеть называется чистым измерением.

Чтобы определить количество энергии, которое будут генерировать солнечные панели, вам придется выбрать между несколькими альтернативами при покупке солнечной энергетической системы.

Например, покупка достаточного количества солнечной энергии для эксплуатации вашего целого дома в периоды пикового спроса на энергию - это жизнеспособный вариант.

Другой вариант - приобрести достаточно солнечной энергии, чтобы начать компенсировать затраты на электроэнергию.

В любом случае вы сэкономите на покупке.

Любую избыточную электроэнергию, вырабатываемую в вашем доме, но не потребляемую вашей семьей, необходимо куда-то утилизировать.

Неиспользованная энергия вернется на улицу, в дома и на предприятия других людей после того, как она будет отключена от вашего блока предохранителей.

Это имеет то преимущество, что многие энергетические компании вернут вам деньги по счету за электричество, если вы используете свой электросчетчик для обеспечения электричеством соседей.

Это еще больше увеличивает ценность солнечных панелей в доме!

Ваш партнер по солнечной энергии может помочь вам определить, должны ли вы производить достаточно электроэнергии, чтобы иметь право на чистые измерения, или вы должны производить немного меньше электроэнергии, чтобы сэкономить деньги на установке солнечной системы.

В любом случае вы можете положиться на своего партнера по солнечной энергии, который поможет вам определить, что лучше всего подойдет для солнечной энергетической системы.

Система аккумуляторных батарей

Использование системы аккумуляторных батарей - безусловно, самый эффективный вариант, если вы хотите быть максимально эффективным.

Это позволит вам хранить избыток электроэнергии, вырабатываемой вашими солнечными панелями, что позволит вам продолжать получать от них выгоду даже после того, как солнце село.

Если вы решите внедрить систему аккумуляторных батарей, чистое измерение будет менее частым, потому что сначала нужно будет использовать мощность для полной зарядки всех ваших аккумуляторов, прежде чем ее можно будет снова использовать.

Эти системы значительно дороже, но они значительно повышают энергоэффективность вашего дома, обеспечивают защиту от перебоев в подаче электроэнергии и обеспечивают высокую окупаемость инвестиций.

Возвращение энергии в сеть

После выработки электроэнергии вашей солнечной энергетической системой энергия должна куда-то транспортироваться.

Электричество отличается от воды или природного газа тем, что не может оставаться в линиях бесконечно.

В результате его необходимо либо использовать, либо перенести в другое место.

Вот лишь одна из многих причин, по которым домохозяйствам рекомендуется инвестировать в аккумуляторный блок: аккумуляторный блок - это единственный способ сохранить солнечную энергию, пока вы не будете готовы ее снова использовать.

Однако вам может повезти, если вы еще не готовы или не можете поставить аккумуляторный блок в свой дом.

Сетевой учет - это услуга, которую предоставляют многие электроэнергетические компании.

Чистый учет - это метод для солнечных энергетических систем, позволяющий вырабатывать электроэнергию, одновременно передавая излишки электроэнергии коммунальному предприятию.

После этого энергетические компании могут предоставить вам кредит на счет за электроэнергию, чтобы компенсировать вам поставку электроэнергии в систему.

Это фантастический метод, который поможет вам получить максимальную отдачу от инвестиций в солнечные панели.

Как работает солнечная энергия Заключение

Если вы давно задумывались о переходе на солнечную энергию, вам может быть интересно: как работает солнечная энергия? Используя этот исчерпывающий справочник по солнечной энергии, вы узнаете, как солнечные панели и солнечная энергия могут помочь вам включить свет в вашем доме или на работе.

Информация на этом сайте будет полезна для вас независимо от того, устанавливали ли вы ранее солнечные панели в доме или на предприятии или только что начали использовать солнечную энергию.