Relativement récemment, l'idée même de fournir de l'électricité aux maisons privées de manière autonome était considérée comme fantastique. C'est aujourd'hui une réalité objective. En Europe, les panneaux solaires sont utilisés depuis longtemps, car c'est une source quasi inépuisable d'énergie bon marché. Dans notre pays, obtenir de l'électricité à partir de tels appareils ne fait que gagner en popularité. Ce processus ne se produit pas trop rapidement, et la raison en est leur coût élevé.
Le principe de fonctionnement d'une batterie solaire repose sur le fait que dans deux plaques de silicium recouvertes de substances différentes (bore et phosphore), un courant électrique apparaît sous l'action de la lumière solaire. Dans la plaque recouverte de phosphore, des électrons libres apparaissent.
Les particules manquantes se forment dans les plaques recouvertes de bore. Les électrons commencent à se déplacer sous l'action de la lumière du soleil. C'est ainsi que le courant électrique est généré dans les panneaux solaires. De fins brins de cuivre recouvertschaque batterie, tirez-en du courant et dirigez-la vers l'usage auquel elle est destinée.
Une plaque peut alimenter une petite ampoule. La conclusion s'impose d'elle-même. Pour que les panneaux solaires fournissent suffisamment d'énergie à la maison, leur surface doit être assez grande.
Engrenages en silicone
Donc, le principe de la batterie solaire est clair. Le courant est généré par l'action de la lumière ultraviolette sur des plaques spéciales. Si le silicium est utilisé comme matériau pour créer de telles plaques, les batteries sont appelées silicium (ou silicium hydrogène).
De tels inserts nécessitent des systèmes de production très complexes. Ceci, à son tour, affecte considérablement le coût des produits.
Il existe de nombreux types de cellules solaires au silicium.
Convertisseurs monocristallins
Ce sont des panneaux avec des coins biseautés. Leur couleur est toujours un noir pur.
Si nous parlons de convertisseurs monocristallins, le principe de fonctionnement d'une batterie solaire peut être brièvement décrit comme moyennement efficace. Toutes les cellules des éléments photosensibles d'une telle batterie sont dirigées dans une direction.
Cela vous permet d'obtenir le meilleur résultat parmi des systèmes similaires. L'efficacité de ce type de batterie atteint 25 %.
L'inconvénient est que ces panneaux doivent toujours faire face au soleil.
Si le soleil se cache derrière les nuages, descend à l'horizon ou ne s'est pas encore levé, les batteries généreront un courant plutôt faiblepouvoir.
Polycristallin
Les plaques de ces mécanismes sont toujours carrées, bleu foncé. Leur surface comprend des cristaux de silicium inhomogènes.
L'efficacité des batteries polycristallines n'est pas aussi élevée que celle des modèles monocristallins. Il peut atteindre 18 %. Cependant, cet inconvénient est compensé par les avantages, qui seront discutés ci-dessous.
Le principe de fonctionnement de ce type de batterie solaire permet de les fabriquer non seulement à partir de silicium pur, mais aussi à partir de matériaux recyclés. Cela explique certains des défauts constatés dans l'équipement. Une caractéristique distinctive des mécanismes de ce type est qu'ils peuvent générer du courant électrique assez efficacement même par temps nuageux. Une telle qualité utile les rend indispensables dans les endroits où la lumière du soleil diffuse est un phénomène quotidien courant.
Panneaux de silicium amorphe
Les panneaux amorphes sont moins chers que les autres, cela détermine le principe de fonctionnement de la batterie solaire et sa conception. Chaque panneau est constitué de plusieurs couches très fines de silicium. Ils sont fabriqués en pulvérisant des particules de matériau sous vide sur du papier d'aluminium, du verre ou du plastique.
L'efficacité des panneaux est bien inférieure à celle des modèles précédents. Il atteint 6 %. Les couches de silicium brûlent rapidement au soleil. Après six mois d'utilisation de ces batteries, leur efficacité chutera de 15 %, et parfois jusqu'à 20 %.
Deux ans de fonctionnement épuiseront complètement la ressource en principes actifs, et le panel devra être changé.
Mais il y a deux avantages, à cause desquels ces batteries sont toujours achetées. Premièrement, ils fonctionnent même par temps nuageux. Deuxièmement, comme déjà mentionné, ils ne sont pas aussi chers que les autres options.
Photoconvertisseurs hybrides
Le silicium amorphe est à la base de l'arrangement des microcristaux. Le principe de fonctionnement de la batterie solaire la rapproche d'un panneau polycristallin. La différence entre ce type de batteries est qu'elles sont capables de générer un courant électrique de plus grande puissance dans des conditions de lumière du soleil dispersée, par exemple, un jour nuageux ou à l'aube.
De plus, les piles fonctionnent non seulement sous l'influence de la lumière du soleil, mais aussi dans le spectre infrarouge.
Convertisseurs solaires à film polymère
Cette alternative aux panneaux en silicium a toutes les chances de devenir leader sur le marché des panneaux solaires. Ils ressemblent à un film composé de plusieurs couches. Parmi eux, on distingue une grille de conducteurs en aluminium, une couche de polymère de la substance active, un substrat en matière organique et un film protecteur.
Ces photocellules, combinées les unes aux autres, forment une cellule solaire à film en rouleau. Ces panneaux sont plus légers et plus compacts que les panneaux en silicone. Dans leur fabrication, le silicium coûteux n'est pas utilisé et le processus de production lui-même n'est pas si cher. Cela rend le panneau roulant moins cher que tous les autres.
Le principe de fonctionnement des panneaux solaires rend leur efficacité pas trop élevée.
Il atteint 7 %.
Le processus de fabrication de panneaux de ce typeest réduite à une impression multicouche sur un film photocellule. Fabriqué au Danemark.
Un autre avantage est la possibilité de couper la batterie du rouleau et de l'adapter à n'importe quelle taille et forme.
Un seul moins. Les batteries viennent tout juste de commencer à être produites, il est donc encore assez difficile de les obtenir.
Mais il y a tout lieu de croire que ces éléments gagneront rapidement une bonne réputation bien méritée auprès des consommateurs, ce qui donnera aux fabricants la possibilité de produire à plus grande échelle.
Chauffage solaire résidentiel
Le principe de fonctionnement d'une batterie solaire pour chauffer une maison les distingue radicalement de tous les appareils décrits ci-dessus. Il s'agit d'un appareil complètement différent. La description suit.
La partie principale du système de chauffage solaire est un collecteur qui reçoit sa lumière et la convertit en énergie cinétique. La superficie de cet article peut varier de 30 à 70 mètres carrés.
Une technique spéciale est utilisée pour fixer le collecteur. Les plaques sont reliées entre elles par des contacts métalliques.
Le composant suivant du système est la chaudière à accumulation. Il convertit l'énergie cinétique en énergie thermique. Il participe au chauffage de l'eau dont le déplacement peut atteindre 300 litres. Parfois, ces systèmes sont soutenus par des chaudières à combustible sec supplémentaires.
Compléter le systèmeéléments de mur et de plancher chauffants solaires dans lesquels le liquide chauffé circule à travers de minces tuyaux de cuivre répartis sur toute leur surface. En raison de la faible température de démarrage des panneaux et de l'uniformité du transfert de chaleur, la pièce se réchauffe assez rapidement.
Comment fonctionne le chauffage solaire ?
Regardons de plus près comment les panneaux solaires fonctionnent avec la lumière ultraviolette.
Il y a une différence entre la température du collecteur et celle de l'élément de stockage. Le caloporteur, qui est le plus souvent de l'eau additionnée d'antigel, commence à circuler dans le système. Le travail effectué par le fluide est précisément l'énergie cinétique.
Lorsque le liquide traverse les couches du système, l'énergie cinétique est convertie en chaleur, qui est utilisée pour chauffer la maison. Ce processus de circulation du support fournit de la chaleur à la pièce et permet de la stocker à tout moment de la journée et de l'année.
Donc, nous avons compris comment fonctionnent les panneaux solaires.
