A relevância deste tópico
Atualmente, em todo o mundo, incluindo em nosso país, a questão do desenvolvimento e implementação de novas fontes de energia é acentuada. Todo mundo sabe que os mais significativos são petróleo, gás natural, carvão, eletricidade. As reservas de petróleo e gás não são ilimitadas, devido a tudo isso, é necessário procurar fontes alternativas de energia. Um deles é o uso dos chamados painéis solares. Para energia solar, é conhecido há muito tempo, este é o assunto de disputas e discussões entre especialistas. Alguns acreditam que esta é uma grande perspectiva para o futuro, outras estão confiantes no contrário.
Circuito de conexão do painel solar.
Agora, um grande número de grandes campanhas investem milhões no desenvolvimento desta indústria, inclusive na construção de usinas solares. Por um lado, os painéis solares não exigem custos quando estão operando, mas o custo deste equipamento é alto. Parte dos especialistas argumenta que o lucro deste projeto não será capaz de cobrir os custos associados à construção. Em contraste, esses dispositivos podem trabalhar com dezenas e cem anos, portanto, com operação de longo prazo, o lucro será óbvio. Deve ser considerado com mais detalhes, qual é a eficácia das células solares, fatores a determinação. Mas primeiro você precisa se familiarizar com o princípio de seu trabalho, as principais vantagens.
O princípio da operação de baterias solares
Esquema dos elementos da bateria solar.
Todo mundo sabe que a eletricidade é a principal fonte de energia. Mas pode ser obtido e mais fácil. O sol é uma fonte natural de energia que pode ser amplamente utilizada no mundo moderno. Para painéis solares, o mecanismo principal do trabalho é a absorção de energia solar e transformá-la em elétrica e, subsequentemente, em térmica. O uso mais amplo desses dispositivos é encontrado no sistema de aquecimento de casas particulares.
Tais baterias são geradores fotovoltaicos de energia elétrica. Os painéis solares têm um elemento de semicondutores em que os raios do sol são afetados. Como resultado, uma corrente elétrica constante é formada, que é usada ainda mais para aquecimento.
Nas cadeias de células solares, uma tensão é gerada, que é válida. O dispositivo inclui uma bateria que é capaz de acumular energia. Sem dúvida, para que seja possível, o tempo ensolarado será necessário. Após o acúmulo de energia, a bateria pode fornecer ao consumidor com calor por algum tempo em clima nublado.
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Eficiência do equipamento solar
Vale a pena conhecer o desempenho das baterias solares. Confiando em dados científicos, pode-se argumentar que a energia é de aproximadamente 1367 W por 1 m². Na região do Equador, é adiada por sua atmosfera, então a energia que atinge a terra é igual a 1020 W.
Na Rússia, é possível obter apenas 160 w / m² em vista do fato de que a eficiência das células solares é de 16%.
Esquema da bateria solar.
Por exemplo, se você instalar baterias solares em uma área de 1 km², a quantidade anual de eletricidade obtida será de aproximadamente 187 GW / H (1173 * 0,16).
Ao mesmo tempo, o ângulo de instalá-los em relação à luz incidente é de grande importância, neste caso, seu valor ideal é de 40 °. O custo de 1 kW de eletricidade é atualmente igual a 3 rublos, o custo da instalação elétrica será de 561 milhões de rublos. A eficiência deste equipamento é inconsistente e depende de vários fatores. O principal deles é a intensidade e a duração da insolação, que, por sua vez, é determinada pelas condições climáticas, a duração do dia e da noite, isto é, a latitude da área. O tipo de células solares é de grande importância.
Eficiência para o aquecimento de uma casa privada
De grande interesse é o uso de tais equipamentos para aquecimento em casa. A eletricidade é uma excelente fonte de calor. Muitas casas têm exatamente esse sistema de aquecimento. É necessário levar em conta o fato de que o aquecimento de uma casa privada com a ajuda de tal fonte é aconselhável para organizar apenas para regiões com energia solar máxima. Para os territórios do norte, onde as noites polares são outra abordagem. Neste caso, recomenda-se combinar o uso de energia solar com outros tipos de aquecimento, por exemplo, gás ou aquecimento em combustível sólido (forno).A coisa é que a eficácia de tais baterias no clima nublado é baixa, o que pode causar falta de calor. Portanto, o aquecimento com a energia do sol, transformado em elétrico, não é recomendado para ser aplicado separadamente dos outros. Otimamente usá-los apenas para economizar dinheiro quando possível. Assim, pode-se concluir que o uso de painéis solares não pode fornecer totalmente as condições microclumáticas ideais na sala, aquecendo a casa, devido a isso, este tipo de energia é recomendado para ser usado em conjunto com outros tipos de aquecimento.
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Eficiência econômica
Esquema de coletor solar.
Provisão importante ao usar este benefício econômico. Ele depende diretamente do poder da bateria e do quadrado de elementos fotovoltaicos que percebem os raios. Se você fizer uma cidade, por exemplo, como Moscou, então você pode obter os seguintes dados interessantes. Se a capacidade do dispositivo for 800 w, ele permite que você use bem os eletrodomésticos, mas não será capaz de garantir o fornecimento ininterrupto de eletricidade durante o dia para salas de aquecimento.
Com o poder do dispositivo 10 vezes mais, isto é, 8 kW, vai aquecer a pequena área da sala em casa no outono e inverno. Na primavera é possível completar o aquecimento de todos os quartos.
O dispositivo com capacidade de 13,5 kW substitui completamente a eletricidade, o que pode garantir o aquecimento constante da casa em todos os meses do ano, com exceção de novembro, dezembro e janeiro. Nesse caso, você pode deixar os dispositivos básicos para trabalhar em aparelhos solares e o aquecimento é conectado ao sistema central. Então você pode salvar decentemente. Os geradores mais poderosos são aqueles que têm um poder de 31,5 kW. Eles permitirão que você abandone completamente os principais tipos de fornecimento de energia e use apenas a energia do sol ao longo do ano por um longo tempo. Mas existem esses dispositivos caros, o que limita seu uso.
Desvantagens da energia do sol
Layout do painel solar.
Apesar do fato de que a eletricidade obtida usando apenas a energia do sol não requer nenhum investimento durante a operação, existem muitos problemas nessa questão. Primeiro, o volume da eletricidade resultante depende em grande parte nos seguintes fatores: clima, latitude do terreno, baterias.
Em segundo lugar, tais fontes de calor são mais do que um meio adicional, por exemplo, para aquecimento, o que limita seu uso. Em terceiro lugar, a instalação de tal equipamento vale muito dinheiro. Em particular, diz respeito a grandes usinas. O custo das pilhas é uma ordem de magnitude superior à das baterias.
Mas o mais importante é reduzir os métodos de gerar calor obtido a partir do sol e mantê-lo o maior tempo possível. À noite, o consumo de eletricidade está aumentando, e as baterias funcionam principalmente durante o dia. Os cientistas calculam que o custo de 1 W na bateria é de 0,5 $. Para o dia (8 horas de trabalho), é capaz de formar 8 w / h, que será necessário para a noite. A eletricidade solar mais barata é agora obtida usando pilhas policristalinas. O fato de que o custo da energia solar não deve exceder o preço do combustível alternativo, por exemplo, gás. Se tomarmos para o exemplo de um dos líderes mundiais nesta edição - a Alemanha - o preço do gás é igual a US $ 450, então o custo de 1 kW de energia solar não deve ser superior a 0,1 $. Caso contrário, a aplicação deste último será economicamente não apropriada.
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Benefícios da fonte de energia
Eletricidade, assim, obtida, é uma alternativa àquela que usamos hoje. Este tipo de fornecimento de energia é ideal para esses territórios e objetos onde não há outras fontes, por exemplo, em estações celulares remotas.Tal equipamento pode ser indispensável nas regiões do sul do nosso país, onde há um pico de atividade solar. Ao usar grandes estações, é importante lembrar que eles podem servir dúzias e centenas de anos.
Conclusão, Conclusões, Recomendações
Com base no precedente, é possível concluir que no mundo moderno há pesquisas por fontes alternativas de energia. Uma direção promissora é a energia solar, que é baseada no uso de painéis solares. A instalação solar padrão consiste nas seguintes partes principais: um conversor ordinário, um conversor DC para um mecanismo de descolagem de energia alternada, bateria e um dispositivo que regula o nível de carregamento e descarga.
A eficácia desses equipamentos depende de vários fatores. O mais importante deles é a atividade da energia solar e da energia da bateria. Os dispositivos mais ideais com capacidade de 13,5 kW, que podem fornecer uma operação quase ininterrupta de todos os equipamentos. Para as regiões do norte do nosso país, o uso de baterias não é promissor. Recomenda-se usá-los como uma fonte adicional de eletricidade para economizar dinheiro. É aconselhável combiná-lo com aquecimento central (em gás natural ou combustível sólido). Ao erigir estações solares, é necessário levar em conta os altos custos de equipamentos. O retorno pode ser décadas.