Вах солнечной батареи: Вольт-амперная характеристика солнечных батарей

Содержание

Вольт-амперная характеристика солнечных батарей

Основные характеристики солнечных панелей. Вольт-амперная характеристика (ВАХ)

Солнечные электростанции все больше входят в повседневную жизнь многих людей, принцип их работы в прямом получении электроэнергии из энергии солнечных лучей. С каждым днем растет количество функционирующих панелей и суммарная мощность, которая вырабатывается на Земле благодаря солнцу. К примеру, если взять десятилетие от 2004 года до 2014, то процент выработки энергии благодаря солнцу увеличился почти в 80 раз. Чтобы производить солнечные установки, используется много кремния, который выполняет роль полупроводника и производит ток во время падения на него солнечных лучей. Чтобы коэффициент полезного действия был самым высоким, используют монокристаллический чистый кремний. Особенно тщательно во время сборки панели относятся к тому, насколько качественно выполнена каждая ячейка системы, и нет разницы, какая мощность требуется от батареи – качество все равно должны быть высоким у каждого отдельно взятого элемента. Важным параметром является размер каждой ячейки, и, несмотря на то, что в разных панелях могут быть разные размеры, в каждой отдельно взятой батарее типоразмер каждой ячейки должен быть идентичным остальным. Такие жесткие требования обусловлены тем, что чем выше качество каждого мелкого элемента – тем выше качество установки в целом и выше ее выходная мощность.

Вольт-амперная характеристика солнечной панели – это один из самых важных параметров, который напрямую связан с эффективностью и рассматривается в первую очередь при оценке установки. Учитывая, что мощность установки – это сумма мощностей каждой ячейки, то все упрощается до оценки каждой используемой ячейки.

Если говорить в целом, то вольт-амперная характеристика показывает, как меняется ток, который проходит по цепи от напряжения, которое к ней прилагают. Для солнечных электростанций выработаны и стандартизированы нормальные показатели вольт-амперной характеристики, которые учитываются при проектировании моделей в любой стране. Чтобы измерить ВАХ панели, ее размещают на широте в 45

о, устанавливают температуру равную 25 оС, а на каждый квадратный метр батареи должна попадать мощность падающих лучшей в 1000 ватт.

На графике слева показаны самые важные точки, которые характеризуют полупроводниковый преобразователь с точки зрения зависимости силы тока от напряжения. Также нарисована кривая, по ней можно оценить мощность фотоэлектрического компонента. За рабочее напряжения (Up) принимают напряжение, при котором мощность системы максимальна, рабочий ток (Ap) – это ток, который течет при рабочем напряжении.

Учитывая, что когда ток равен нулю, то ему же будет равна и мощность, то очевидно, что в этой отметке система не будет в рабочем состоянии, оно наступит лишь когда действительный ток и напряжение будут примерно на уровне с заданными рабочими цифрами. Батарея обычно берет нужную мощность из большего количества ячеек, чем это прописано в теории. Дело в том, что существенная часть напряжения уходит на компенсацию падения рабочего напряжения из-за того, что установка может перегреваться по причине солнечного влияния.

С каждым повышенным градусом от нормального, уменьшается напряжение холостого хода на 0,4% у ячеек, при таком же увеличении

температуры сила тока короткого замыкания (максимального) повышается на 0,07%.

Значение холостого хода никак не зависит от уровня освещенности, в отличие от значения короткого замыкания, которое будет расти или падать пропорционально перемене в освещенности элемента. Для того чтобы рассчитать насколько эффективна ячейка, ее наивысшую мощность делят на общую мощность солнечного излучения.

Элементы связываются в общую в последовательную или параллельную электрическую цепь. Благодаря работе этой общей сети и получается солнечная панель. Но не стоит высчитывать мощность устройства как сумму мощностей ячеек, так как во время работы идет потеря мощностей, показатель на практике будет ниже теоритического.

Выше уже было написано, что в одну панель помещают ячейки, характеристики которых равны относительно друг друга. В числе этих характеристик находятся описанные выше вольт-амперная характеристика и размер. Показатели всего фотоэлектрического модуля будут очень зависеть от схожести показателей каждого элемента, чем больше разброс между ними, тем хуже в использовании вся система.

Благодаря многочисленным исследованиям, выяснено, что если разброс в характеристиках у десяти соединенных в одну цепь ячеек на уровне 10%, то вся система потеряет в мощности 6%. Если же создать такую же цепь из 10 элементов, но разница в показателях между ними не выше 5%, то уровень потери мощности упадет до 2%.

Солнечная панель в идеале должна освещаться одинаково по всей площади, так как в противном случае, при последовательном соединении цепи, ячейки, располагающиеся в затемненных областях, начнут рассеивать ту мощность, которую вырабатывают нормально работающие элементы. Несмотря на затемнение, уровень нагрева ячеек будет выше обычного и они быстрее выйдут из строя, что серьезно перегрузит исправные элементы и приведет в негодность всю панель. Для того чтобы такие проблемы минимизировать используют байпасный диод, который устанавливается параллельно ячейкам.

На первом графике есть точка МРР, которая указывает на максимальную мощность и является определяющей для уровня мощности всех солнечных батарей.

Современные технологии изготовления ячеек для солнечных панелей продвинулись очень далеко, каждый шаг изготовления сопутствуется проверкой чутко откалиброванными устройствами, цель которых заметно улучшить качество готовой продукции. Похожая система контроля существует и для остальных элементов сложной системы. Только при выполнении всех строгих норм, готовая солнечная батарея будет выдавать ту мощность, которая была задумана инженерами при разработке.

Наша компания давно устанавливает солнечные панели на частные строения, в том числе дачи и коттеджи. Солнечные батареи, которые мы предлагаем своим клиентам, являются одними из лучших на украинском рынке и будут радовать владельцев высоким коэффициентом полезного действия на протяжении долгих лет работы.

Трекеры — системы ориентации солнечных батарей

Вольт-амперная характеристика СЭ представляет собой суперпозицию вольт-амперной характеристики диода в темноте и светового тока СЭ.

Под действием света вольт-амперная характеристика смещается вниз в четвертую четверть, в которой находится полезная мощность. Освещение СЭ добавляет световой ток к темновому току и уравнение диода принимает вид:


где IL — световой ток.

Влияние света на вольт-амперную характеристику p-n перехода


Уравнение вольт-амперной характеристики в первой четверти записывается как

Слагаемым (-1) в этом уравнении обычно можно пренебречь. Экспоненциальная составляющая обычно >> 1 для всех напряжений, кроме очень маленьких (меньше 100 мВ). При низких напряжениях световой ток IL преобладает над током I0(…), поэтому (-1) можно опустить.

Темновой ток , I0 = 1e-10 A
Световой ток , IL = 0.5 A
Коэффициент идеальности , n = 1

Температура, T = 300 K 

Напряжение, V = 0.5 В 
Ток, I = 0.4753 A 

Далее обсуждаются некоторые важные параметры, используемые для характеристики СЭ. Основными среди них являются ток короткого замыкания ISC, напряжение холостого хода VOC, коэффициент заполнения FF и коэффициент полезного действия. Эти параметры можно рассчитать из вольт-амперной характеристики.

Ток короткого замыкания

Ток короткого замыкания — это ток, протекающий через СЭ, когда напряжение равно нулю (то есть когда СЭ замкнут накоротко). Ток короткого замыкания обычно обозначается как I

SC.

Ток короткого замыкания на вольт-амперной характеристике. 

Ток короткого замыкания возникает в результате генерации и разделения сгенерированных светом носителей. В идеальном СЭ при условии умеренных резистивных потерь ток короткого замыкания равен световому току. Поэтому ток короткого замыкания можно считать максимальным током, который способен создать СЭ.

Ток короткого замыкания зависит от ряда параметров, описанных ниже: — Площадь СЭ. Обычно вместо тока короткого замыкания рассматривают плотность тока короткого замыкания (Jsc в мА/см2). Это позволяет не учитывать площадь СЭ.
— Число фотонов (то есть мощность падающего излучения). ISC прямо зависит от интенсивности света, как это было показано в пункте «Влияние интенсивности излучения».
— Спектр падающего излучения. Для большинства измерений проводимых с СЭ используется спектр при условии AM1.5.
Оптические свойства (поглощение и отражение) СЭ. О них говорится в пункте «Оптические потери».
— Вероятность разделения носителей в СЭ, которая зависит главным образом от пассивации поверхности и времени жизни неосновных носителей в базе.

При сравнении однотипных СЭ критическим параметром является диффузионная длина и пассивация поверхности. В СЭ с идеально пассивированной поверхностью и равномерной генерацией ток короткого замыкания можно записать, как

где G — скорость генерации, Ln и Lp диффузионная длина электронов и дырок соответственно. Хотя это уравнение использует некоторые допущения, не выполняющиеся в большинстве реальных СЭ, оно показывает, что ток короткого замыкания сильно зависит от скорости генерации и диффузионной длины.

Максимальная плотность тока солнечных кремниевых элементов при условии АМ 1.5 равна 46 мА/см2. Плотность тока лабораторных СЭ достигает 42 мА/см2, коммерческих — 28 — 35 мА/см2.

Световой ток и ток короткого замыкания (I
L
 или Isc ?)

Световой ток — это ток, сгенерированный светом внутри СЭ. Его значение нужно использовать в уравнении СЭ. При разомкнутой цепи измеряется ток короткого замыкания. Так как об Isc обычно равен IL, эти токи являются взаимозаменяемыми, а в уравнении СЭ Isc записывают вместо IL. В случае очень высокой плотности последовательного сопротивления (> 10 Ом см2) Isc становится меньше IL и использовать его в уравнении СЭ не правильно.

Также предполагается, что IL зависит только от падающего излучения и не зависит от напряжения на СЭ. Однако на самом деле это не так и в некоторых СЭ IL зависит от напряжения.

Напряжение холостого хода

Напряжение холостого хода, Voc, — это максимальное напряжение, создаваемое СЭ, возникающее при нулевом токе. Напряжение холостого хода равно прямому смещению, соответствующему изменению напряжения p-n перехода при появлении светового тока. Напряжение холостого хода на вольт-амперной характеристике показано ниже.

Вольт-амперная характеристика СЭ и напряжение холостого хода.

Voc можно определить, положив в уравнении СЭ ток равным нулю:

Ток насыщения , I0 = 1e-10 A
Световой ток , IL = 0.5 A
Коэффициент идеальности , n = 1

Температура, T = 300 K
Voc = 0.578 В

Это уравнение показывает, что Voc зависит от тока насыщения СЭ и светового тока. Обычно ISC изменяется незначительно, поэтому основное влияние на Voc оказывает ток насыщения, который может изменятся на порядок. Ток насыщения I0 зависит от рекомбинации в СЭ. Значит напряжение холостого хода характеризует рекомбинацию в устройстве. Напряжение холостого хода монокристаллических СЭ высокого качества достигает 730 мВ при условии АМ1.5, 1 Sun. В коммерческих устройствах оно обычно находится на уровне около 600 мВ.

Voc также можно определить из концентрации носителей:

где kT/q — тепловое напряжение, NA — концентрация легирующей примеси, Δn — концентрация избыточных носителей, ni — собственная концентрация. Когда Voc определяют через концентрацию носителей, его также называют значащим напряжением.

Концентрация легирующей примеси , NA =  1.5e16 cм-3
Концентрация избыточных носителей, Δn = 1e15 cм-3
Температура, T = 298 K
Собственная концентрация носителей , ni = 8.6e9 cм-3
Voc = 0.667 В

Коэффициент заполнения

Ток короткого замыкания и напряжение холостого хода — это максимальные ток и напряжение, которые можно получить от СЭ. Однако, мощность СЭ в обеих этих точках равна нулю. Коэффициент заполнения, который обычно обозначается «FF», — это параметр, который в сочетании с VOC и ISC определяет максимальную мощность СЭ. FF определяется, как отношение максимальной мощности СЭ к произведению VOC и ISC. Графически FF представляет собой меру квадратичности СЭ и равен максимальной площади прямоугольника, который можно вписать в вольт-амперную кривую. FF показан на следующем изображении.

Зависимость выходного тока (красная линия) и мощности (синяя линия) СЭ от напряжения. Так же показаны точки тока короткого замыкания, напряжения холостого хода, максимальных тока и напряжения. Нажмите на изображение, чтобы увидеть, как изменяется кривая для СЭ с низким FF. Так как FF является мерой квадратичности вольта-амперной кривой, СЭ с более высоким напряжением будет иметь более большой возможный FF. Это следует из того, что закругленная часть кривой занимает меньше места. Максимальный теоретически возможный FF можно определить дифференцируя мощность по напряжению и приравнивая производную к нулю:

что дает:

Однако этот метод не дает окончательного уравнения. Уравнение выше связывает VOC и VMP. Чтобы найти FF и IMP нужно записать дополнительные уравнения. Часто используют эмпирическое уравнение для FF:

где VOC — это значащее VOC.

Напряжение холостого хода , Voc = 0.6 В
Коэффициент идеальности , n = 1

Температура, T = 300 K
значащее VOC , voc = 23.1884 В
Коэффициент заполнения , FF = 0.8274

Это уравнение показывает, что чем больше напряжение, тем больше теоретический FF. Для СЭ, выполненных по одинаковой технологии, значения VOC обычно отличаются не очень сильно. Например, под действием 1 Sun разница между лабораторными и коммерческими СЭ составляет около 120 мВ, что дает максимальный FF 0.85 и 0.83 соответственно. FF может различаться существенно для СЭ из разных материалов. Например, FF солнечных элементов на основе GaAs может достигать 0.89.

Также уравнение, записанное выше, показывает важность коэффициента идеальности СЭ, называемого n-фактором. Величина коэффициента идеальности характеризует качество p-n перехода и говорит о виде рекомбинации в СЭ. При наличии обычных механизмов рекомбинации, n-фактор равен 1. Однако, в других случаях n может принимать значение 2 и др. Высокое значение n уменьшает не только FF, но и напряжение холостого хода, так как оно свидетельствует о наличие высокой скорости рекомбинации.

На практике FF всегда ниже идеального значения в следствие присутствия паразитных сопротивлений, о которых говорится в пункте «Влияние паразитных сопротивлений». Поэтому FF чаще всего определяют из вольт-амперной характеристики как максимальную мощность деленную на произведение ISC и VOC:

Напряжение холостого хода , Voc = 0.611 В
Ток короткого замыкания , Isc = 2.75 A
Напряжение в точке максимальной мощности , Vmp = 0.500 В
Ток в точке максимальной мощности , Imp = 2.59 A
Результирующий коэффициент заполнения, FF = 0.7707

Коэффициент полезного действия

КПД является самым распространенным параметром, по которому можно сравнить производительность двух СЭ. КПД определяется как отношение мощности, вырабатываемой СЭ, к мощности падающего солнечного излучения. Кроме собственно производительности СЭ КПД также зависит от спектра и интенсивности падающего солнечного излучения и температуры СЭ. Поэтому для сравнения двух СЭ нужно тщательно выполнять принятые стандартные условия. Наземные СЭ измеряются при АМ1.5 и температуре 25 С. СЭ, предназначенные для использования в космосе, измеряются при АМ0

КПД СЭ определяется, как часть падающей энергии, преобразованной в электричество:

где Voc — напряжение холостого хода
Isc — ток короткого замыкания
FF — коэффициент заполнения
η — КПД

Для элемента площадью 10×10 см2 при плотности потока падающего излучения 100 мВт/см2

Voc = 0.611 В
Isc = 3.5 A
FF = 0.7

Pin = 10 Вт
Pmax = 1.1762 Вт
КПД, η = 14.9695 %

PVCDROM Christiana Honsberg и Stuart Bowden

Измеряем «солнце». ВАХ солнечных панелей своими руками / Хабр

Я провожу бесплатные обследования солнечных станций, в результате чего в меня летят тапки мне делают замечания, что для предъявления гарантийных претензий нужно измерять именно падение мощности солнечной панели, к которой в основном и привязана гарантия. Так я пришел к необходимости обзавестись собственным прибором по снятию ВАХ ( IV Curve )  солнечной панели. Как сделать его самому за ~100$, и что это даёт — далее

Вступление

К сожалению, тестирование солнечных панелей даже профессиональным прибором, не является достаточным условием для производителя. Для полноценного юридического статуса и возможности вести диалог на равных с производителями солнечных панелей, нужно пройти сертификацию TÜV SÜD. Ни одной сертифицированной лаборатории в Украине нет. Я писал в головной офис TÜV SÜD, но наверно что то пошло не так.

Итого — выбросить >1К$ за красивую игрушку (без сертификации) смысла не было, алгоритм построения ВАХ расписан детально, отчего бы не построить свой велосипед прибор? 

Но пока я читал про алгоритмы, то набрёл на IV Swinger 2, где сделали уже мопед создание которого расписано пошагово и очень чётко. При этом создатель инструкции очень толковый и общительный человек, за что ему отдельное спасибо.

Характеристики этой модификации покрывают все современные панели, в отличии от старых версий профессиональных измерителей. Снятие ВАХ солнечной панели занимает не более пары секунд.  Единственным минусом является слабая масштабируемость по напряжению, и одним махом измерить параметры всего стринга солнечных панелей им нельзя, только отдельного экземпляра. Но даже сняв параметры всего стринга, всё равно нужно найти ту самую панель, которая так повлияла на общий результат, а ведь это именно то, что мы уже умеем!

Сборка

Далее процесс простой, но растянутый во времени.

Ждем платы

и детали

паяем и тестируем.

Инструкция настолько подробная, что аж скулы сводит сборка напоминала конструктор лего.

Беда пришла откуда не ждали. 

Для более точной настройки, а мне очень хотелось утереть нос владельцам приборов за 1К получить максимальную точность, есть возможности дополнительной точной калибровки. Для этого нужен блок питания на 100 В, который у меня как раз применяется для электролюминесценции.

Самое обидное, что статью https://habr.com/ru/post/537612/ я читал буквально накануне, но пробежал как то “по диагонали”, подумав что это не про меня, спойлер — не угадал. Рекомендую прочитать её, это может быть и про Вас.

Итого накрылась материнка и свежесобранный прибор, которым я успел проверить только пару аккумуляторов. Все детали, кроме плат, я заказывал впритык, поэтому еще минус пару недель, на повторную доставку сгоревших компонентов.

Первые тесты

Желание провести первый реальный тест распирало, поэтому погодные условия не брались в расчёт.

Долгожданный первый результат. Вот так работает панель на 320 Вт зимой.

С наступлением солнечной погоды, был проведен ряд более полезных тестов, для проверки влияния того или иного типа повреждения и/или затенения на работу солнечной панели.

“Естественное” затенение

Снять параметры панели не успел, затенение отказывалось позировать.

Частичное “жёсткое” (обычно похожее дают расположенные вплотную дымоходы и прочие естественные преграды)

И наиболее часто встречающаяся в реальности тень — от проводов.

И да, это так подрос главный помощник из самой первой части, с КДПВ.

Основные проблемы, которые могут быть с солнечными панелями, и какой вид при этом должна принимать ВАХ я расписал в статье.

Натурные испытания

Опять потянулся длительный период ожидания хорошей погоды, и спустя лишь много лет пару недель  я смог приступить к измерениям на своей солнечной станции.

Внимание! Высокое напряжение! 

Все дальнейшие действия нужно выполнять при чётком соблюдении правил техники безопасности, во избежание встречи с праотцами 20 см дуги постоянного тока напряжением 800 В и током в 10 — 25 А.

Обесточиваем солнечную электростанцию, размыкаем стринги, проверяем. И только после этого переходим к следующему этапу.

ВАХ солнечной панели мощностью 280 Вт, эталон, не затенённый

Табличные параметры

Размеры: 1678mm×991mm×35mm

Voc — 38.08

Isc — 9.43

Эффективность — 16.8 %

Тень от оптоволокна

Тепловизор практически ничего не видит

ВАХ солнечной панели с тенью и без тени практически не отличается. Можно списать на разброс как в самих панелях, так и погрешность измерения.

Тень от проводов

Тепловизор сигнализирует о проблеме

ВАХ тоже сигнализирует о проблеме

К сожалению, стринг который у меня затеняется, отличается от остальных по к-ву панелей. Поэтому измерить точное влияние данного затенения на падение мощности всего стринга нельзя. Методом расчетов на коленке по аналогии с соседними стрингами, у меня вышло порядка 5% потерь. Инвертор умеет снимать ВАХ всего стринга, но для это нужна корпоративная лицензия, которую мне обещал представитель вендора еще с осени, в виде исключения, но как то пока не сложилось, увы.

Затенение на панелях, в моём случае, проходит после 11 часов дня, и проявляется только в осенне — весенний период. 

А это я подловил выход солнца из-за долгой тучи. Панель уже успела остыть, и кратковременно показала чудеса.

Итоги

Я использовал метод сравнительного анализа, при котором снимались данные с соседних панелей. Для абсолютных значений, нужно приобрести термометр и люксметр, и впоследствии приводить результаты к STC. В плате и программе предусмотрено их подключение. Даже на визуально чистом небе, может появляться невидимая глазу дымка, которая влияет на конечный результат.

Прибор получился довольно компактный и точный.  Повторяемость результатов у меня была с точностью до 1 Вт.

К основным минусам стоит отнести трудоемкость процесса  снятия показаний — станцию нужно обесточить, получить доступ к проводам от конкретной панели, что довольно часто невозможно, без полного демонтажа.

Если у Вас есть сомнения в работе своей солнечной станции, этот или аналогичный прибор считаю крайне необходимым и востребованным. Опять же, местные поставщики, подтверждают гарантию и по не сертифицированным приборам.

Наработки и результаты обследования солнечных станций я начал выкладывать в своём блоге. Для желающих углубиться в тему — есть так же живой форум по домашним солнечным электростанциям, присоединяйтесь.

Всем мира и солнечного неба над головой!

Как измерить мощность солнечной батареи? © Солнечные.RU

Что нужно для того, чтобы измерить мощность солнечной батареи и не купить, например, батарею мощностью 70 Ватт с маркировкой 100 Ватт? Всего лишь самый дешёвый тестер (мультиметр) и ясная солнечная погода.

 

Способ №1 (самый простой).

Расположите солнечную батарею так, чтобы на ВСЮ её поверхность падал прямой солнечный свет ПЕРПЕНДИКУЛЯРНО поверхности. Необходимо проводить измерения при ясной погоде в середине дня весной-летом, когда Солнце находится максимально высоко над горизонтом (угол Солнца должен быть более 42 градусов над горизонтом).

Измерьте вольтметром напряжение холостого хода (Voc), подключив щупы вольтметра к разъемам солнечной панели.

 

Измерьте амперметром ток короткого замыкания (Isc), подключив щупы амперметра к разъемам панели.

 

Посчитайте мощность по следующей эмпирической формуле: P = Voc * Isc * 0.78, где коэффициент 0,78 — это примерное усреднённое отношение паспортной мощности панели к произведению паспортных Voc и Isc.

Чтобы определить мощность солнечной батареи, у которой в паспорте указано 100 Вт, мы провели измерения напряжения и тока, которые видны на фото выше: Voc = 22.08 Вольт и Isc = 6.37 Ампера. Подставив эти значения в формулу, можно узнать, что её мощность составляет 22.08 * 6.37 * 0.78 = 109.7 Вт.

Конечно, это не точный способ измерения и он даёт погрешность около 10%, но если при таком измерении Вы насчитаете только 70-80 Вт, то стоит задуматься, сколько же Вы реально заплатите за каждый Ватт мощности…

На протяжении многих лет мы неоднократно измеряли ток короткого замыкания солнечных батарей и заметили, что весной-летом при ясном небе в Москве ток обычно лежит в пределах от 95 до 105% от номинала. Самые низкие показания тока (около 70-80% от номинала) наблюдаются зимой и связано это с очень низким углом Солнца над горизонтом и большими потерями солнечной энергии в атмосфере.

Все фото измерений сделаны в Москве, в августе при температуре около 18 градусов в очень ясную погоду, в связи с чем мощность панели превышает свой номинал.

 

Способ №2 (более сложный).

Это более точный способ, дающий погрешность около 5%, но и более сложный, поскольку понадобится MPPT-контроллер с дисплеем и немного разряженный аккумулятор.

Как и в первом способе, нужно расположить солнечную панель так, чтобы на ВСЮ её поверхность падал прямой солнечный свет ПЕРПЕНДИКУЛЯРНО поверхности. Необходимо проводить измерения при ясной погоде в середине дня весной-летом, когда Солнце находится максимально высоко над горизонтом (угол Солнца должен быть более 42 градусов над горизонтом).

Кроме того, нужно подключить MPPT-контроллер к аккумулятору, а затем панель к MPPT-контроллеру.

На дисплее контроллера отображается напряжение солнечной панели (Vmp) и ток (Imp) в точке максимальной мощности.

 

Посчитайте мощность по следующей формуле: P = Vmp * Imp

Как видно на фото, для той же панели мощностью 100 Вт, Vmp = 18 Вольт, Imp = 6.0 Ампер. Следовательно её мощность составляет 18 * 6 = 108 Вт.

Отметим, что показания контроллера могут иметь погрешность и для большей точности лучше ориентироваться не на них, а на показания мультиметра, которым можно измерить ток и напряжение солнечной панели, подключенной к контроллеру.

Если контроллер показывает только ток и напряжение аккумулятора, то для вычисления мощности панели нужно учесть КПД контроллера, который составляет около 95%. В этом случае расчет реальной мощности солнечной панели следует выполнять по формуле: P = Vakb * Iakb / 0.95 , где Vakb — напряжение АКБ, Iakb — ток заряда АКБ.

 

Способ №3 (самый точный).

Абсолютно точный способ — сдать панель в сертифицированную лабораторию, где проведут измерение мощности на специальном оборудовании. Такая лаборатория есть, например, в Зеленограде у компании «Телеком-СТВ».

 

Если при покупке Вам не повезло с погодой, то Вы можете провести измерения дома и если мощность не будет соответствовать заявленной, то можно сдать панель в магазин в течение 14 дней с момента покупки согласно закону о защите прав потребителей.

 

Результатами своих измерений мощности по этой методике Вы можете поделиться на нашем форуме.

 

Смотрите также:

 

Исследование эффективности работы солнечной батареи в полевых условиях

%PDF-1.3 % 1 0 obj > endobj 4 0 obj /Title >> endobj 2 0 obj > endobj 3 0 obj > stream

  • Исследование эффективности работы солнечной батареи в полевых условиях
  • Саврасов Федор Витальевич; Ковалев Игорь Константинович endstream endobj 5 0 obj > >> /Contents [12 0 R 13 0 R 14 0 R] /CropBox [0 0 595.0 842.0] /Annots [15 0 R] >> endobj 6 0 obj > /Contents 19 0 R /CropBox [0 0 595.0 842.0] >> endobj 7 0 obj > /Contents 24 0 R /CropBox [0 0 595.0 842.0] >> endobj 8 0 obj > /Contents 29 0 R /CropBox [0 0 595.0 842.0] >> endobj 9 0 obj > endobj 10 0 obj > endobj 11 0 obj > stream x

    Солнечные батареи на базе кремния, как альтернативный источник электрической энергии, проверены временем, они

    10 лет активной эксплуатации.

    Недолговечнос

    ть

    То есть если в 2019 году приобреталась новая солнечная панель на 300 Вт, то к 2039 году она будет способна выработать максимум 240 Вт. По этой причине следует вычислять установленную мощность системы с определенным запасом по току. Что касается тонкопленочных элементов, то они временем не проверены, но специалисты утверждают, что скорость деградации в первые же годы у них многократно выше чем у монокристаллических и поликристаллических кремниевых элементов.

    При нормальной эксплуатации ни замена элементов, ни какое бы то ни было иное специальное обслуживание монокристаллическим и поликристаллическим солнечным панелям не требуется. Они просты в установке, не содержат движущихся частей, их поверхность обращенная к солнцу всегда имеет защитное механически прочное покрытие.

    Работа солнечной панели

    Конечно, мощности отдельно взятого фотоэлемента недостаточно для обеспечения питания мощных электроприборов. Чтобы справиться с этой проблемой, их необходимо объединить в электрическую цепь, то есть, создать солнечную батарею, иными словами солнечную панель.

    На каркасе солнечной батареи фотоэлементы закреплены так, чтобы не возникало проблем с ремонтом в случае поломки одного из них. Чтобы защитить конструкцию от действия внешних факторов ее закрывают прочным пластиком или закаленным стеклом.

    Характеристики

    Вольт-амперная характеристика

    солнечных батарей снимается в лабораторных условиях при производстве и приводится в спецификации. Стандартный

    тест проводится при радиации 1000 Вт/кв.м при температуре окружающего воздуха 25°С, как на широте 45°.

    Здесь можно видеть крайние точки ВАХ, в которых снимаемая с батареи мощность обращается в ноль. Напряжение холостого хода — Voc — это максимально доступное напряжение на выходе батареи при разомкнутой цепи нагрузки. Ток при коротко замкнутой цепи нагрузки — Isc – это, соответственно, ток при нулевом выходном напряжении.

    Практически батарея всегда работает в неком оптимальном режиме где-то посередине между этими двумя точками. В оптимальной точке MPP — максимальная мощность нагрузки. Номинальное напряжение для точки максимальной мощности обозначается Vp, а номинальный ток для данной точки — Ip. В этой точке определяется и КПД

    солнечной панели.

    39

    В принципе солнечная батарея способна работать в любой точке ВАХ, однако для получения максимальной эффективности полезно использовать точку наивысшей мощности, поэтому солнечные панели никогда не питают нагрузку напрямую. Для достижения лучшей эффективности, между солнечной батареей и аккумуляторами (инвертором) следует подключить контроллер заряда с технологией MPPT, который всегда будет работать в точке максимума доступной мощности при любой текущей интенсивности солнечного освещения.

    Резюме по ВАХ

    oVoc (напряжениехарактеристикамхолос ого хода) = напряжение, при котором ток равен 0

    oIsc (ток короткого замыкания) = ток, при котором напряжение

    равно 0 В этих крайних точках ВАХ мощность солнечного модуля равна 0.

    На практике, система работает при комбинации тока и напряжения, когда вырабатывается достаточная мощность.

    oMPP (точка максимальной мощности)

    Соответствующие напряжение и ток обозначаются как:

    oVp (номинальное напряжение)

    oIp (номинальный ток)

    Именно для этой точки определяются номинальная мощность и КПД солнечного модуля

    ИЗУЧЕНИЕ ДЕГРАДАЦИИ ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ НА ОСНОВЕ НАНОГЕТЕРОСТРУКТУР АIIIВV В УСЛОВИЯХ ИОНИЗИРУЮЩЕГО ИЗЛУЧЕНИЯ | Орлова

    1. Таперо, К. И. Радиационные эффекты в изделиях электронной техники / К. И. Таперо, С. И. Диденко − М. : МИСиС, 2013. − 350 с.

    2. Davis, A. J. Solar minimum spectra of galactic cosmic rays and their implications for models of the near−earth radiation environment / A. J. Davis, R. A. Mewaldt, C. M. S. Cohen, A. C. Cummings, J. S. George, R. A. Leske, E. C. Stone, M. E. Wiedenbeck, N. E. Yanasak, E. R. Christian, T. T. Von Rosenvinge, W. R. Binns, P. L. Hink // J. Geophysical Res. − 2001. − V. 106, N A12. − P. 29979—29987.

    3. InternationalStandardISO15390:2004.Spaceenvironment (natural and artificial) — Galactic cosmic ray model, [Электронный ресурс] // ISO 2004. Режим доступа: http://www.iso.org/iso/home/ store/catalogue_tc/catalogue_detail.htm?csnumber=37095

    4. Nymmik, R. A. Some problems with developing a standard for determining solar energetic particle fluxes / R. A. Nymmik // Adv. in Space Res. − 2011. − V. 47, N. 4. − P.622—626.

    5. Sexton, F. W. Destructive single−event effects in semiconductor devices and ICs / F. W. Sexton // IEEE Trans. Nucl. Sci. − 2003. − V. 50, N 3. − P. 603—621.

    6. Xapsos, M. A. Probability model for worst−case solar proton event fluences, / M. A. Xapsos, G. P. Summers, J. L. Barth, E. G. Stassinopoulos, E. A. Burke // IEEE Trans. Nucl. Sci. − 1999. − V. 46, N 6. − P. 1481—1485.

    7. Johnston,A.H.Optoelectronicdeviceswithcomplexfailure modes // IEEE NSREC Short Course. − 2000. − P. III−1—III−73.

    8. Вологдин,Э.Н.Интегральныерадиационныеизменения параметров полупроводниковых материалов / Э. Н. Вологдин, А. П. Лысенко − М. : МГИЭМ, 1999. − 98 c.

    9. Кольцов, Г. И. Изучение дефектных центров в полупроводниковых соединениях AIIIBV, образованных при радиационном воздействии и формировании ионно−легированных p+—n−структур / Г. И. Кольцов, С. И. Диденко, С. Ю. Юрчук, Н. А. Мусалитин// Изв. вузов. Материалы электрон. техники. −2005.−No 3.−С.71—77.

    10. Корольченко, А. С. Исследование спектральных и фотоэлектрических параметров высоковольтных многопереходных солнечных батарей / А. С. Корольченко, С. А. Леготин, С. И. Диденко, С. П. Кобелева, М. Н. Орлова, В. Н. Мурашев // Изв. вузов. Материалы электрон. техники. − 2010. − No 2. − С. 50—54.

    11. Ладыгин,Е.А.Основныетипырадиационныхцентрови их влияние на электрофизические параметры кремниевых диодных структур при обработке быстрыми электронами / Е. А. Ладыгин, М. Н. Орлова, Д. Л. Волков // Изв. вузов. Материалы электрон. техники. − 2007. − No 2. − С. 22—26.

    12. Корольченко,А.С.Новоепоколениесолнечныхбатарей − гибридные солнечные батареи с нанокластерами / А. С. Корольченко, С. А. Леготин, В. Н. Мурашев, М. Н. Орлова // Металлург. − 2010. − No 5. − С. 75—77.

    13. Таперо,К.И.ИсследованиедеградацииGaAs/Geсолнечных элементов вследствие радиационно−индуцированных эффектов структурных повреждений / К. И. Таперо, Г. В. Демидась, И. В. Щемеров // Вопросы атомной науки и техники. Сер. Физика радиационного воздействия на радиоэлектронную аппаратуру. − 2011. − Вып. 3. − С. 46—51.

    Wah Wah Valley Зона солнечной энергии (ОЭЗ)

    Долина Вах Вах

    Зона солнечной энергии (СЭЗ) долины Ва-Вах расположена в штате Юта к северо-западу от пустыни Эскаланте. ОЭЗ расположена на земле, находящейся под управлением BLM, в пределах полевого офиса Cedar City.

    Размер и расположение

    Зона солнечной энергии (СЭЗ) долины Вах Вах имеет общую площадь 6097 акров (25 км 2 ). В Приложении к проекту Solar PEIS 224 акра (0,91 км 2 ) Вах-Вау-Уош были определены как районы, не предназначенные для застройки, в результате чего ОЭЗ имеет потенциальную площадь застройки в 5 873 акра (23.8 км 2 ). Никаких дополнительных изменений в зоне развития ОЭЗ в Final Solar PEIS внесено не было.

    ОЭЗ Вах-Вах-Вэлли находится в округе Бивер. ОЭЗ расположена в долине Ва-Вах, узкой долине к северо-западу от пустыни Эскаланте через холмы Шонти, между горами Вах-Вах на западе и юго-западе, холмами Шонти на юге и юго-востоке и горами Сан-Франциско на востоке. В 2008 году население округа составляло 7 265 человек, а в прилегающем к югу округе Айрон проживало 45 833 человека.Самый большой близлежащий город — Сидар-Сити примерно в 80 км к юго-востоку.

    ОЭЗ Wah Wah Valley
    (не показаны районы, не предназначенные для застройки)

    Физические характеристики

    Земля в ОЭЗ представляет собой сельскую неосвоенную кустарниковую местность, характерную для высокогорного полузасушливого бассейна. Растительность состоит в основном из невысоких кустарников с широкими просторами из гравия и песчаных отмелей.

    Государственная трасса 21 проходит через северную часть ОЭЗ. На северной границе ОЭЗ расположено ранчо с земельным участком под орошением.ОЭЗ пересекает историческая линия электропередачи, грунтовые дороги и проволочные заборы. Часть ОЭЗ разрешена BLM для выпаса скота. ОЭЗ может использоваться местными жителями для общего отдыха на природе, в том числе для езды по бездорожью и внедорожников, для развлекательной стрельбы, а также для охоты на мелкую и крупную дичь.

    Горы окружают это удаленное место, и поблизости мало людей.

    Техническая пригодность

    Есть хороший доступ к ОЭЗ по государственной трассе 21, которая проходит с запада на восток через северную половину ОЭЗ.Доступа для передачи в ОЭЗ Wah Wah Valley не существует. Доступность существующей линии электропередачи рядом с ОЭЗ изучается, но есть обозначенный коридор электропередачи, проходящий с востока на запад через ОЭЗ вдоль государственной трассы 21. По состоянию на май 2012 года в ОЭЗ не было ожидающих рассмотрения заявок на солнечную энергию.

    Вт Группа компаний Нобель

    Директора

    Лт.Генерал Али Амир Аван, HI (M) Председатель
    Г-н Усман Али Бхатти Директор
    Сайед Насим Раза Директор
    Бриг (R). Ширазулла Чоудри Директор / Главный исполнительный директор

    Nobel Energy Ltd представляет энергетическое подразделение Группы и занимается предоставлением решений в области экологически чистой энергии i.e Проекты солнечной и гидроэнергетики. С его платформы проект мощностью 125 кВт был введен в эксплуатацию в июне 2014 года. Он установил солнечную установку мощностью 2 МВт для Wah Nobel Chemicals Ltd и 250 кВт для завода по производству детонаторов Hattar. Nobel Energy также установила в Санжвале солнечную электростанцию ​​мощностью 5 МВт.

    Проект солнечной энергии мощностью 1 МВт обеспечивает электроэнергию химического завода Wah Nobel в Wah Cantt. Открытие проекта состоялось 17 февраля 2015 года.

    Проект солнечной энергии мощностью 1 МВт обеспечивает электроэнергию химического завода Wah Nobel в Wah Cantt.Открытие проекта состоялось 7 декабря 2020 года.

    Проект солнечной энергии мощностью 250 кВт на заводе по производству детонаторов Wah Nobel в Хаттаре.

    Проект солнечной энергии мощностью 125 кВт служил пилотным проектом для Nobel Energy Ltd и обеспечивает питание головного офиса группы компаний Wah Nobel. Проект функционирует со 2 июня 2014 года.

    Nobel Energy Ltd также активно работает над проектом Мадианской гидроэлектростанции мощностью 157 МВт на реке Сват, в 60 км вверх по течению от Мингоры. Приемлемое для банка технико-экономическое обоснование было проведено M / S Fischer GMBH и Pakistan Engineering Services и одобрено компетентным органом.

    УСЛУГИ, ПРЕДЛАГАЕМЫЕ NOBEL ENERGY

    • Исследование предварительного проектирования (FEED)
    • Решения под ключ / EPC Solutions
    • Подготовка тендерной документации
    • Службы закупок
    • Рабочий проект
    • Управление проектом / строительством
    • Установка и ввод в эксплуатацию

    GREEN ENERGY SOLUTIONS — NOBEL ENERGY LTD

    • Комплексные солнечные решения для промышленности, домов, отелей, медицинских центров, заводов, складов, ресторанов, школ и сельского хозяйства и т. Д.
    • Большинство систем окупятся за 4-5 лет
    • Мы анализируем ваши потребности в энергии; спроектируйте систему в соответствии с вашими требованиями и потребляемой мощностью, используя лучшее в мире и самое эффективное солнечное оборудование
    • Монтаж первоклассными инженерами / техниками
    • Оборудование для солнечной энергии требует минимального ухода или обслуживания
    • 25 лет гарантии (10 лет эффективности 90%, 25 лет эффективности 80%)

    Wah Kok Профессиональный инженерно-технический подрядчик

    Введение в PV


    Солнечные фотоэлектрические системы, обычно называемые солнечными фотоэлектрическими системами, преобразуют солнечный свет непосредственно в электричество.Это отличается от солнечных тепловых коллекторов для солнечных водонагревателей. Солнечная фотоэлектрическая система может помочь сократить выбросы углерода и ваши счета за электроэнергию, производя экологически чистую электроэнергию от солнца вместо сжигания ископаемого топлива. WAH KOK предлагает ряд солнечных фотоэлектрических продуктов, которые помогут вам использовать энергию солнца для коммерческих, промышленных и бытовых электросетей любого размера.

    Большая часть электроэнергии распределяется через поставщика электроэнергии, компанию, которая производит и / или распределяет электроэнергию среди потребителей.Электроэнергия из различных источников распределяется по электрической сети и может охватывать сотни миль от электростанций до домов и предприятий. Эта энергосеть не всегда надежна из-за перегрузки, суровых погодных условий, технического обслуживания или модернизации. Установка фотоэлектрической системы питания позволяет вам производить собственное электричество для снабжения всего вашего дома или бизнеса и потенциально может устранить проблемы, связанные с большими коммунальными сетями. Количество вырабатываемой электроэнергии зависит от нескольких факторов: размера и расположения фотоэлектрической системы, типа фотоэлектрического модуля, доступного солнечного света и эффективности электрических компонентов, используемых для скрытия солнечной энергии в электричество, используемое вашим домом или зданием. .

    Как работают фотоэлектрические системы



    Фотоэлектрическая система в сети


    Подключенная к сети солнечная фотоэлектрическая система (PV) — это распространенный и экономичный вариант сокращения счетов за электроэнергию и сокращения выбросов. Он состоит из фотоэлектрических модулей, инвертора для подключения к сети, соответствующего монтажного оборудования, электрических кабелей и устройств безопасности. Вы можете генерировать свою собственную возобновляемую энергию на месте и дополнять свои потребности в электроэнергии из местной коммунальной сети, когда фотоэлектрическая система не обеспечивает достаточно энергии.Вы также можете экспортировать избыточную электроэнергию обратно в коммунальную компанию, когда фотоэлектрическая система вырабатывает больше электроэнергии, чем вам нужно в светлое время суток. Способ учета экспортируемой электроэнергии и уровень финансовой отдачи варьируются в зависимости от страны, штата, местного района и поставщика коммунальных услуг. Обратной стороной такой конфигурации системы является то, что вы все еще подключены к сети. В зависимости от местного законодательства система автоматически отключится, если сеть станет недоступной, а это означает, что вы не будете производить солнечную энергию в течение этого времени и все равно будете испытывать отключение электроэнергии.Вы также можете использовать солнечную энергию только в светлое время суток с хорошим солнечным излучением, поэтому ночью и в пасмурные дни вы все равно будете получать электроэнергию из сети и оплачивать счет за электричество.



    В сети с батареями / гибридной фотоэлектрической системой


    Подключенная к сети фотоэлектрическая (PV) система с батареями дает вам лучшее из обоих миров. Фотоэлектрические модули можно использовать для зарядки аккумуляторной батареи в течение дня, а затем обеспечивать электроэнергией ваш дом или бизнес, когда это необходимо (днем или ночью).Поддержание подключения к сети также позволяет подавать электроэнергию в периоды интенсивного использования или при плохой погоде в течение продолжительных периодов времени. В зависимости от местного законодательства и государственных стимулов вы можете экспортировать электроэнергию из своего банка аккумуляторов в то время, когда поставщик коммунальных услуг в ней больше всего нуждается, и получать более высокую доходность от этой солнечной энергии. Эта система также может быть сконфигурирована для питания нагрузок постоянного тока от аккумуляторной батареи.



    Автономная фотоэлектрическая система


    Автономная солнечная фотоэлектрическая (PV) система может широко применяться в удаленных местах и ​​других областях, не охваченных основной энергосистемой.Фотоэлектрические модули вырабатывают электричество, которое используется для зарядки аккумуляторов в часы солнечного света. Затем он может питать нагрузки постоянного тока напрямую или подаваться на нагрузку переменного тока через инвертор. Такая конфигурация системы обеспечивает независимость от электросети, однако существуют ограничения по дням автономности и размерам нагрузок, которые могут питаться от батарей и инверторов самостоятельно.
    Для некоторых приложений, где требуется небольшое количество электроэнергии, таких как ящики аварийного вызова и системы ИБП, фотоэлектрические системы часто оправданы по стоимости, даже если сеть доступна.Когда приложения требуют большего количества электроэнергии и расположены вдали от существующих линий электропередач, фотоэлектрические системы во многих случаях могут предложить наименее дорогой и наиболее жизнеспособный вариант.





    Фотоэлектрическая панель


    Чтобы эффективно повысить рентабельность инвестиций, WAH KOK выбрала высокоэффективную технологию PERC, а новейшая технология половинной резки может обеспечить высокую эффективность и большую мощность в условиях низкой освещенности.

    Пиковая мощность: 400-410Вт.
    Характеристики включают:
    72 монокристаллических солнечных элемента, включенных в серию
    Положительный допуск мощности 0 ~ + 3% улучшает производительность системы
    Лучшая в отрасли эффективность модуля: максимальная эффективность 20.36%
    Протестировано при максимальном сопротивлении нагрузке до 5400 Па
    Подтверждено сопротивление влиянию ПИД-регулятора
    Progressive Power Warranty гарантирует 80% номинальной мощности через 25 лет
    Произведено во всем мире в соответствии со стандартами качества мирового класса



    Технология PERC


    Ячейка PERC имеет пассивированную заднюю сторону и процесс лазерной обработки канавок, что значительно повышает эффективность ячейки.

    Выдающиеся характеристики низкой освещенности, низкий температурный коэффициент мощности, низкая рабочая температура — все эти технологии обеспечивают высокий выход энергии.



    Технология половинной резки


    Технология ячейки Half-cut состоит в том, чтобы разрезать ячейку на две отдельные части с помощью зрелого инфракрасного лазера, тем самым уменьшив вдвое рабочий ток. Тепловые потери на ленте будут значительно уменьшены, а мощность модуля увеличится на 2%. Также повышается надежность модуля.
    Комбинация технологии ячеек с половинным разрезом может увеличить выигрыш по сравнению с эффектом уменьшения тока.



    Более низкая температура горячей точки
    В полевых условиях затенение небольших участков может привести к чрезмерно высокой температуре этих частей.Это явление называется горячей точкой. Длительная горячая точка может привести к необратимой деградации модулей.
    Поскольку ток цепочки модулей с половинными ячейками составляет половину от модулей с полной ячейкой, очевидно, что можно снизить температуру горячей точки.



    Более низкая рабочая температура

    Половинные ячейки имеют половину рабочего тока, благодаря чему тепловые потери заметно снижаются. Соответственно снижается рабочая температура, повышается надежность модуля и увеличивается мощность.



    Более низкие потери при затемнении

    Благодаря уникальной конструкции параллельного подключения, модули с половинными ячейками по-прежнему имеют выходную мощность 50% в условиях затенения массива на восходе или закате при портретной установке.
    Кроме того, технология половинной резки может улучшить выход двустороннего модуля при неравномерном падающем освещении на тыльной стороне.

    Инвертор / солнечная фотоэлектрическая технология


    WAH KOK предлагает несколько моделей солнечных фотоэлектрических контроллеров и инверторов для жилых домов (1.5 кВт) к приложению электростанции (3,4 МВт на контроллер). Для автономной системы может достигать 78 кВт на контроллер, интегрированный с инвертором.







    Батареи и накопители энергии


    Для жилого или небольшого предприятия для хранения электроэнергии от фотоэлектрической системы потребуются батареи. Аккумуляторы, используемые для фотоэлектрических систем, отличаются от автомобильных аккумуляторов.Батареи, которые лучше всего подходят для использования с фотоэлектрическими системами, называются вторичными батареями или батареями глубокого разряда.

    Для крупномасштабных заводов, коммерческих предприятий и электростанций Wah Kok предлагает готовые решения для энергоснабжения мощностью от 200 до 3000 кВт на единицу или индивидуальный дизайн для различных требований приложений, даже для литий-ионных или свинцово-кислотных аккумуляторов.





    Плавающее солнечное решение


    Качество — наш приоритет, поэтому Wah Kok выбрал плавающий модульный — это запатентованная фотоэлектрическая концепция на водной основе — первая отлаженная система, которая будет промышленно внедрена — состоящая из модульных поплавков «типа лего», собираемых в ряды.Плавающая фотоэлектрическая система, изготовленная из перерабатываемого полиэтилена высокой плотности, позволяет поддерживать фотоэлектрические модули над водой, выдерживая при этом долгосрочные экологические опасности, такие как ветер, дождь и снег.
    Чтобы предложить вам лучший опыт с долгосрочным решением, весь наш ассортимент продукции прошел технические испытания на надежность, производительность и срок службы вашего плавучего фотоэлектрического проекта. Стандартно он поставляется с 10-летней гарантией с возможностью продления до 25 лет, что гарантирует вам безопасные и выгодные инвестиции.







    Система водородных топливных элементов

    Почему WAH KOK?

    WAH KOK и Strategy Partner — это компании инженеров, дизайнеров, новаторов и людей, которые помогают нашим клиентам в проектировании, производстве, строительстве и установке промышленных и коммерческих водородных систем. Благодаря нашей солнечной фотоэлектрической системе Eeloong может обеспечить надежную работу и снижение затрат.

    Мы можем предоставить следующие технологии:

    Генераторы водорода с ПЭМ и щелочным электролизером для:

    Производство водорода для промышленных процессов,

    Производство водорода для АЗС,

    Хранение и транспортировка водородной энергии. В настоящее время Hydrogenics лидирует в области «Power-to-Gas»: самого инновационного способа хранения и транспортировки энергии в мире.

    Электрогенераторы на водородных топливных элементах для:

    Транспортные средства, такие как грузовые автомобили, городские автобусы, коммерческий парк и грузовые автомобили

    Стационарные приложения, например, для непрерывного и резервного питания больниц, аварийных служб, центров обработки данных, корпоративных и производственных объектов, телекоммуникационных и небольших коммерческих зданий, автономных электростанций и систем ИБП (источники бесперебойного питания)



    Что такое водородный топливный элемент?

    Водородные топливные элементы вырабатывают электричество тихо, эффективно, надежно и с нулевыми вредными выбросами для различных применений.Это самые чистые и универсальные устройства для выработки электроэнергии на рынке. Водородный топливный элемент — это электрохимическое устройство, которое преобразует химическую энергию топлива непосредственно в полезную электрическую энергию и некоторое количество тепла. Электричество создается электрохимическим путем с водородом и окислителем, обычно кислородом. Когда водород используется в качестве топлива, например, в электромобиле на топливных элементах, единственным побочным продуктом является вода.


    Какие бывают типы топливных элементов?

    Подобно батареям и всем другим электрохимическим элементам, топливные элементы имеют два электрода и электролит, расположенный между ними.Топливные элементы различаются по типу используемого электролита. Наиболее распространенные топливные элементы на рынке:

    PEM «Полимернообменная мембрана», также известная как «Топливный элемент с полимерной электролитной мембраной» (PEMFC)
    «Твердооксидный» топливный элемент (SOFC),
    «Топливный элемент с расплавленным карбонатом» (MCFC),
    «Щелочной» топливный элемент (AFC). ),
    Топливный элемент с фосфорной кислотой (PAFC).
    Топливный элемент с прямым метанолом (DMFC) — единственный тип топливного элемента, который отличается топливом (метанолом), а не электролитом.


    Как и в случае с водородным топливным элементом, описанным выше, в топливных элементах с протонообменной мембраной и топливных элементах с полимерным электролитом (PEMFC / PEFC) используется твердый полимерный мембранный электролит, который электрохимически реагирует с водородом и кислородом для выработки энергии. PEMFC работают при относительно более низких температурах и давлениях и обеспечивают более высокую удельную мощность по сравнению с другими топливными элементами. Они также меньше по размеру и имеют меньший вес и объем. PEMFC не содержат агрессивных жидкостей и являются наиболее универсальными топливными элементами, подходящими для различных мобильных и стационарных энергетических приложений.Благодаря гибкости размеров, благоприятному соотношению мощности и веса и быстрому запуску они являются основным выбором для таких транспортных средств, как легковые автомобили, грузовики и автобусы.

    Как работает топливный элемент?


    Топливные элементы — это электрохимические элементы. Они преобразуют химическую энергию топлива непосредственно в электрическую энергию (электричество). У них есть два электрода с электролитом, в случае PEMFC — тонкий твердый полимерный электролит, расположенный между ними.Ниже приведена простая иллюстрация того, как работает один топливный элемент.

    Молекулы водорода (h3), поступающие извне, выделяют два электрона (e-) и становятся ионами водорода (H +).
    Электроны водорода проходят через внешнюю цепь и текут к кислородному электроду на стороне, противоположной току. Генерация электричества
    На кислородном электроде молекулы кислорода (O2) из ​​воздуха принимают электроны, возвращенные из внешней цепи, и становятся ионами кислорода (O2-).
    Ионы кислорода соединяются с ионами водорода (2H +), прошедшими через электролит, с образованием воды (h3O).

    Что такое электролизер?

    Электрохимическое устройство, которое использует электричество для разделения молекул на составляющие их атомы. Таким образом, электролизеры широко используются для разделения воды на водород и кислород. Электролиз в настоящее время является наиболее многообещающим методом производства водорода с очень высокой чистотой (99,999%) благодаря высокой эффективности и быстрому динамическому отклику по сравнению с некоторыми другими методами. Водород, полученный путем электролиза, чрезвычайно чистый и может быть возвращен в сеть или использован в топливном элементе.


    Какие бывают типы электролизеров?


    Подобно топливным элементам, электролизеры имеют два электрода и ионопроводящий электролит, расположенный между ними. Они различаются по типу используемого электролита. В настоящее время используются или разрабатываются несколько различных типов электролизеров. Двумя наиболее распространенными из них, которые коммерчески используются для производства водорода, являются:

    Щелочные электролизеры: в этих электролизерах используется жидкий каустический электролит, обычно ~ 30% КОН.Они используют в качестве катализатора более дешевые металлы, такие как никель, и имеют прочную и надежную структуру. Щелочные электролизеры производят водород с чистотой 99,8%, работают при относительно низких температурах и обладают относительно высокой производительностью. Обычно они работают при давлении до 30 бар и низкой плотности тока. Электролизер с полимерно-электролитной мембраной (PEM)
    : в электролизере PEM (протонообменная мембрана или полимерная электролитная мембрана) в качестве электролита используется мембрана из твердого полимерного электролита.Они становятся все более популярными по следующим причинам:
    1. Поскольку в электролизерах PEM нет коррозионных электролитов, они не подвержены утечкам. Таким образом снижаются затраты на техническое обслуживание.
    2. Они могут работать при более высоких давлениях и высоких плотностях тока. Это особенно полезно для систем, работающих с динамическими источниками энергии, такими как ветер и солнце, для улавливания всплесков входящей энергии. Поэтому они являются лучшей альтернативой системам хранения энергии, подключенным к возобновляемым источникам энергии.

    как работает электролизер?


    В электролизере используется твердый полимер с ионной проводимостью. Когда между двумя электродами приложена разность потенциалов (напряжение), отрицательно заряженный кислород в молекулах воды отдает свой электрон на аноде, чтобы образовать протоны, электроны и O2 на аноде. Ионы H + проходят через протонопроводящий полимер к катоду, где они захватывают электрон и становятся нейтральными атомами H, которые объединяются, образуя h3 на катоде.Электролит и два электрода зажаты между двумя биполярными пластинами. Роль биполярной пластины заключается в транспортировке воды к пластинам, транспортировке продуктовых газов от ячейки, проведении электричества и циркуляции охлаждающей жидкости для охлаждения процесса.
    Как и топливные элементы, многие отдельные элементы электролизера могут быть соединены последовательно, чтобы образовать основной компонент системы электролизера, батарею элементов, в которой производятся как водород, так и кислород.

    ключевых фактов о водороде?


    Водород — это жизнь
    Водород — самый распространенный элемент вокруг нас.Он составляет до 75% массы всей Вселенной в молекулярных формах, таких как вода и органические соединения.
    Водород — самый легкий и простой элемент с химическим символом H и атомным номером 1. Он состоит только из одного электрона и одного протона.
    Водород — это газ (H₂) при стандартной температуре и давлении, который при необходимости может быть сжат или сжижен.
    Водород не содержит углерода, исключительно чистый, легче воздуха, без запаха и нетоксичен.

    Широко используется водород
    Водород безопасно производить, хранить и транспортировать.
    Водород безопасно используется в течение многих десятилетий в широком диапазоне промышленных применений:
    — На химических предприятиях
    — В промышленном производстве
    — На электростанциях
    — В пищевой промышленности для гидрогенизации масел
    Растет использование водорода в мобильности для электромобилей на топливных элементах (FCEV)


    водородные решения для системы возобновляемой энергетики


    Водород, полученный из возобновляемых источников энергии путем электролиза воды, может быть использован для дальнейшего сокращения выбросов углерода в секторах энергетики, газа, промышленности, топлива и транспорта для обеспечения более чистого и устойчивого будущего.Его можно разделить на:



    Фотохимические свойства ПВС в качестве барьерного полимера для защиты от кислорода для инкапсуляции солнечных элементов

    Фотохимическое поведение ПВС в качестве барьерного полимера для кислорода для инкапсуляции солнечных элементов

    Поливиниловый спирт (ПВС) представляет собой водорастворимый полимер, который, как ожидается, станет хорошим кандидатом для включения в многослойные покрытия органических солнечных элементов из-за его высокой прозрачности и способности создавать барьер для кислорода.Поскольку длительный срок службы является предпосылкой для успешного применения, было необходимо изучить фотохимическое поведение ПВС под солнечным светом. Пленки ПВС подвергали облучению УФ-видимым светом ( λ > 300 нм) в условиях ускоренного старения, характерных для естественного старения. Зарегистрированы изменения химической структуры состаренных образцов, облученных на атмосферном воздухе. Из-за низкой проницаемости пленок ПВС для кислорода было показано, что фотоокислительная деградация пленок ПВС ограничивается поверхностью (<5 мкм) и приводит к большому количеству разрывов цепей с прогрессирующей эрозией поверхности облученных. материал.Также были идентифицированы продукты окисления, образованные вдоль макромолекулярных цепей, и низкомолекулярные частицы, захваченные в матрице или испускаемые в газовой фазе. Затем был предложен механизм окисления для объяснения этих модификаций. Однако облучение в отсутствие кислорода продемонстрировало высокую фотостабильность пленок ПВС, что позволяет использовать ПВС в качестве подслоя в многослойных неорганических / органических системах инкапсуляции.

    У вас есть доступ к этой статье

    Подождите, пока мы загрузим ваш контент… Что-то пошло не так. Попробуйте снова?

    Вивиан Винг-Ва Ям | Женщины в оптике

    Филип Вонг Уилсон Вонг Профессор химии и энергетики и профессор кафедры химии Гонконгского университета, Китай
    Место рождения: Гонконг

    Образование: доктор философии и бакалавр химии, Гонконгский университет, Китай


    Кто или что вдохновило вас на работу в области науки / техники?
    Меня всегда восхищали чудеса науки и природы.Мне нравится смотреть на вещи и анализировать их объективно. Меня всегда увлекала химия. Химия — наука с большим творчеством. У химии есть способность создавать новые молекулы, способность понимать
    молекул и управлять ими. Химия также является центральной наукой. Мы можем работать на стыке химии, физики и инженерии, чтобы разрабатывать новые материалы и решать проблемы, связанные с энергией и окружающей средой. Мы также можем работать на стыке химии, биологии и медицины для разработки новых лекарств и средств диагностики для биомедицинских приложений.

    Основные обязанности на вашей текущей работе
    Моя исследовательская группа фокусируется на новых классах фотоактивных материалов на основе металлоорганических соединений с новыми свойствами, объединяя компоненты, связывающие атомы металлов и органические молекулы, которые поглощают или излучают свет. В зависимости от типа металла в ядре комплекса и природы окружающей органической молекулы фотоактивные материалы могут поглощать и излучать свет с различными длинами волн и различной эффективностью. Открытие новых классов фотоактивных материалов с настраиваемыми цветами поглощения и излучения, свойствами возбужденного состояния и окислительно-восстановительными свойствами и их фундаментальное спектроскопическое исследование
    закладывает основу для разработки новых классов материалов для хранения солнечной энергии для органических фотоэлектрических элементов и солнечного топлива, а также в качестве фосфоресцентных материалов для дисплеев на органических светодиодах (OLED) и твердотельных осветительных приборов на белых органических светодиодах (WOLED), которые имеют отношение к исследованиям в области энергетики.

    Самое большое препятствие или вызов, с которым вы столкнулись в своей карьере
    Энергетическая проблема, с которой мы сталкиваемся сегодня, требует объединенных и согласованных усилий химиков, физиков и инженеров. Поскольку научное сообщество Гонконга довольно невелико, широкий охват разнообразных знаний не всегда возможен. Один из способов внести свой вклад и работать на стыке химии, физики и инженерии при разработке материалов и решении проблем, связанных с энергией, — это сотрудничество с международными, а также национальными и местными исследовательскими группами.Объединив усилия нескольких учреждений и междисциплинарный опыт, наша работа улучшит благосостояние человечества и мира.

    Разъяснение номинальных характеристик солнечных панелей — Solaris

    При сравнении солнечных панелей важно учитывать выходная мощность, общая мощность и выходная мощность. Объем производства солнечные панели различаются в зависимости от ряда факторов, например, от того, где вы живете (количество солнечных часов), температура окружающей среды и показатели эффективности.Вот наш разбивка того, что искать и как сравнивать солнечные модули.

    * Вы можете просмотреть подробную информацию и технические характеристики всех наших продуктов, пролистав описание каждого отдельного товара в нашем магазине.

    Мощность

    Ватт солнечной панели представляет ожидаемую мощность панели производство при идеальном солнечном свете и температурных условиях. Типичные модули: номинальная мощность от 250 до 400 Вт, при этом предпочтительны модули с более высокой мощностью параметры.Модули с более высокой мощностью не только обычно имеют более высокие показатели эффективности. но требуется меньше модулей для достижения идеальных потребностей в энергии. Общий мощность вашей системы — это то, что в первую очередь определяет стоимость вашей системы.

    * Средняя мощность по состоянию на июнь 2018 года

    Мощность рассчитывается путем умножения общего напряжения на усилители солнечного модуля. Модуль вольт представляет силу электричества генерируется панелями, в то время как амперы относятся к совокупному количеству энергии использовал.Все технические данные по выбранному вами модулю можно найти в лист технических данных предоставлен производителем.

    Солнечные часы

    Чтобы определить, сколько энергии будет производить ваша система солнечных батарей, умножьте количество солнечных часов, используя приведенную ниже карту.

    Зона 1 — 6 часов

    Зона 2 — 5,5 часов

    Зона 3 — 5 часов

    Зона 4 — 4,5 часа

    Зона 5 — 4.2 часа

    Зона 6 — 3,5 часа

    Пример: Калифорния — Зона 3 — Часы 5 | 300-ваттная солнечная энергия Панель

    5 часов x 300 Вт = 1500 Вт или 1,5 киловатт-часа (кВт / ч)

    Каждая солнечная панель в вашей системе будет производить от 500 до 550 кВтч электроэнергии в год

    Для тех, кто находится в районах с меньшим количеством солнечных часов, таких как Вашингтон, мы рекомендуем использовать микроинверторы или оптимизаторы. Панели с низким уровнем освещенности, такие как те, что предлагаются сериями CS6U и CS6K компании Canadian Solar, хорошо работают при низких при освещении и в пасмурные дни.Проверка показателей освещенности на панели важны для любой установки, происходящей в областях с большим количеством в пасмурные дни, те, кто живет в солнечных районах, также могут извлечь выгоду из модули, так как они будут получать больше энергии утром и вечером.

    Рейтинги эффективности


    * Рейтинги эффективности по состоянию на июнь 2018 года

    Рейтинги эффективности солнечных панелей являются еще одним важным фактором индикатор общего качества и возможностей модуля.Средняя эффективность Рейтинги варьируются от 15 до 20 процентов, при этом производители LG Solar, Panasonic и Solaria в настоящее время имеют самые высокие рейтинги эффективности среди панели доступны в настоящее время (хотя Canadian Solar, REC и SolarWorld по-прежнему сопоставимы по качеству). Однако стоит отметить, что средняя панель эффективность 5 лет назад составляла 15%, текущие рыночные ожидания близки к 18% -20% + рейтинги эффективности. Поскольку клеточные технологии продолжают развиваться, вероятно, что мы увидим дальнейшее повышение рейтингов эффективности.

    Silicon Technology


    * Монокристаллический (слева), поликристаллический (справа)

    Солнечные элементы в основном состоят из кремния. Поставляемые нами модули созданы с использованием кремния в одной из двух форм:

    монокристаллический и поликристаллический. Хотя оба этих типа солнечных элементов достигают одной и той же желаемой цели по сбору и отправке необработанной формы солнечной энергии в вашу инверторную систему, они созданы по-разному и имеют несколько различий между ними.

    Монокристаллические солнечные элементы состоят из «монокристаллического кремния», они обычно черного цвета и, как известно, имеют несколько более высокое качество и стоимость производства, чем их поликристаллические аналоги. Примечательно, что монокремниевые элементы, как правило, имеют более высокие показатели эффективности, чем поликремниевые элементы, поскольку они состоят из кремния более высокого качества. Благодаря этим более высоким показателям эффективности они требуют меньше места для удовлетворения потребностей в мощности и чаще встречаются в модулях большей мощности.Однако наиболее важным является их способность работать дольше за счет более высокой надежности, что обеспечивает долгосрочные инвестиции в солнечные панели.

    Поликристаллические солнечные элементы состоят из сырого кремния, расплавленного в форму из мультикристаллического кремния, из которой затем формируется солнечный элемент. Полимерные солнечные элементы обычно имеют синий цвет и, как известно, дешевле в производстве. Они имеют более низкую термостойкость и, как известно, более низкую эффективность. Из-за меньшей эффективности поликристаллических солнечных элементов устанавливаемые в них модули обычно имеют меньшую мощность, и поэтому фотоэлектрическим массивам требуется больше этих модулей для достижения желаемых параметров системы.

    Температура окружающей среды Диапазон

    Температурный диапазон модулей обычно составляет от -20 ° C до + 85 ° C, что соответствует установкам на большей части территории США. Установщики, которые живут в более экстремальных погодных условиях, например, в Аляска и Аризона должны знать о диапазонах температур солнечных панелей. Панели, которые работают за пределами своего рабочего диапазона, будут менее эффективными. общий. Правильное обслуживание и использование оптимизаторов или микроинверторов могут помочь в регулировании и улучшении ваших панелей в постоянных экстремальных температура.

    Заключение

    В заключение, хотя многие панели в солнечной рынок сопоставимы, важно сохранить географические ограничения в разум. Кроме того, понимание рейтинга эффективности вашего модуля сделает его легко контролировать вашу систему и гарантировать, что она работает с максимальной эффективностью. Это приведет к лучшему выходу энергии для вашей солнечной энергосистемы и более высокому периоду окупаемости инвестиций. для вашего кошелька.

    UW Solar приносит возобновляемую энергию в университетский городок

    В течение почти десяти лет UW Solar оказывает влияние, производя электроэнергию и энергию по всему университетскому городку.После установки солнечных панелей на крыше Mercer Court в 2014 году группа выросла и работала с партнерами по кампусу, чтобы добавить солнечные батареи в несколько общежитий Западного кампуса и новое здание Life Sciences Building.

    Без каких-либо признаков замедления темпов роста UW Solar в этом году планирует реализовать два крупных проекта, которые будут способствовать использованию альтернативных источников энергии в университете.

    Первый — это план всего кампуса, в котором оценивается более 300 зданий и 36 парковок для определения их солнечной мощности.Оттуда участники будут рекомендовать места и лучшие практики для использования большей солнечной энергии в UW. Консультант факультета Ян Уиттингтон, доцент кафедры городского дизайна и планирования, говорит, что клуб готовится завершить план солнечной энергетики всего кампуса к весне 2020 года.

    Другой крупный проект UW Solar работает с UW Transportation Services над разработкой стратегии электрификации их парковочных служб и автопарка. Этот план почти полностью изменит транспортные предложения UW за 12 лет.

    UW Solar также проводит опрос студентов, чтобы узнать больше об отношении студентов к солнечной энергии и возобновляемым источникам энергии в кампусе. Студенты UW могут принять участие в опросе здесь.

    Уитни Томас — член UW Solar, консультант для студентов и руководитель проекта. Будучи аспирантом, Томас изучает аэрокосмическую технику, а ее исследования основаны на возобновляемых источниках энергии. Она чувствует, что отношения между UW Solar и университетом стремительно развиваются, что дает клубу больше возможностей для планирования более крупных проектов.

    «Университет начал приходить к нам и задавать нам вопросы о проектах, связанных с устойчивым развитием или возобновляемыми источниками энергии», — сказал Томас. «Студенты могут иметь гораздо большее влияние на то, чем занимается университет».

    UW Solar сотрудничает со многими отделами кампуса, а также с местными организациями. Они работали в жилищно-коммунальном хозяйстве (HFS), чтобы установить солнечные батареи в нескольких общежитиях Западного кампуса. Когда архитектурная группа Perkins + Will помогла построить новое здание наук о жизни, UW Solar сотрудничал с ними, чтобы добавить в проект элементы солнечного дизайна.

    UW Solar занимается не только проектированием. Работа UW Solar как междисциплинарного RSO требует определенных знаний в различных областях.

    Большая часть времени, затрачиваемого на проекты, посвящена планированию и расчету с финансами, при этом проектирование и установка составляют небольшую часть. В клубе обычно от семи до восьми активных проектов, каждый из которых может занять от двух до четырех лет.

    Для Томаса этот график и совместный процесс делают UW Solar доступным и реальным для студентов из различных дисциплин.

    «В первую очередь, солнечная энергия — это хороший способ дать студентам возможность узнать об устойчивой энергии», — сказал Томас. «Это относительно простая технология, и тогда вы сможете завершить проект за то время, которое нормальный студент бакалавриата собирается провести в клубе университета».

    Компания

    UW Solar отметилась своим первым проектом в 2014 году, установив солнечные панели на крыше апартаментов Mercer Court с помощью гранта Campus Sustainability Fund. Студенты проработали все детали — от планирования до дизайна и финансирования.Единственное, что они не делали сами, — это установка.

    128 солнечных панелей, произведенных в штате Вашингтон, вырабатывают 33 000 кВтч энергии для жителей Мерсер-Корт. UW Solar также отслеживает в реальном времени количество энергии, которую солнечные панели Mercer производят в течение дня.

    Эта работа заложила основу для более крупных фотоэлектрических проектов. UW Solar в партнерстве с HFS и Seattle City Light реализовала проект по установке солнечных панелей меньшего размера над общежитиями из клена, ольхи и вяза.

    RSO начал свою работу в 2012 году, когда студенты, обучающиеся на курсах по инфраструктуре, планированию и финансам, продолжали встречаться после окончания занятий. Затем эти студенты спросили своего профессора Уиттингтона, можно ли создать реальную физическую инфраструктуру в кампусе.

    Стремясь продолжить обучение студентов в своей области знаний, Уиттингтон взяла на себя роль консультанта факультета.

    «Наша цель выходит далеко за рамки важности солнечной инфраструктуры или того, как создавать солнечную инфраструктуру», — сказал Уиттингтон.«Этот клуб участвует во всех трех миссиях университета: исследованиях, обучении и обслуживании».

    В любой момент времени в клубе от 25 до 40 студентов из всех трех кампусов, начиная от студентов и заканчивая докторантами. Студенты воплощают эти три миссии, работая над миссией UW Solar по продвижению чистой энергии и наставничеству новых членов на этом пути.

    «Это действительно очень интересно, потому что ученики получают возможность развивать навыки и знания, и как можно быстрее они начинают учить других учеников», — сказал Уиттингтон.

    Те, кто хочет узнать больше о UW Solar, могут проверить обновления проекта на веб-сайте UW Solar.

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован.