Ang enerhiya ng solar ay ang pinakamalinis at pinaka magagamit na mapagkukunang nababagong enerhiya. Maaaring magamit ng modernong teknolohiya ang enerhiya na ito para sa iba't ibang gamit, kabilang ang paggawa ng kuryente, pagbibigay ng ilaw at pag-init ng tubig para sa domestic, komersyal o pang-industriya na aplikasyon.
Maaari ding magamit ang enerhiya ng solar upang matugunan ang aming mga kinakailangan sa kuryente. Sa pamamagitan ng mga solar photovoltaic (SPV) cells, direktang nai-convert ang solar radiation sa DC na kuryente. Ang kuryente na ito ay maaaring magamit alinman o maaaring maimbak sa baterya. Sa artikulong ito makikita natin ang lahat tungkol sa solar na enerhiya. Tingnan natin nang sunud-sunod:
Solar Photovoltaic (SPV) Cell:
Ang isang solar photovoltaic o solar cell ay isang aparato na nagpapalit ng ilaw sa kasalukuyang kuryente gamit ang photoelectric effect. Ang mga SPV ay ginagamit sa maraming mga aplikasyon tulad ng mga signal ng riles, pag-iilaw sa kalye, pag-iilaw sa tahanan at pag-power ng mga malalayong sistema ng telecommunication.
Mayroon itong p-uri ng silicon layer na nakalagay na nakikipag-ugnay sa isang n-type na silicon layer at ang pagsasabog ng mga electron ay nangyayari mula sa n-type na materyal sa p-type na materyal. Sa materyal na uri ng p, may mga butas para sa pagtanggap ng mga electron. Ang materyal na uri ng n ay mayaman sa mga electron, kaya't sa pamamagitan ng impluwensya ng solar na enerhiya, ang mga electron ay lumilipat mula sa n-uri na materyal at sa p-n junction, pinagsasama ang mga butas. Lumilikha ito ng isang pagsingil sa magkabilang panig ng p-n junction upang lumikha ng isang electric field . Bilang isang resulta nito, bubuo ang isang diode tulad ng system na nagtataguyod ng daloy ng singil. Ito ang kasalukuyang drift na nagbabalanse ng pagsasabog ng mga electron at butas. Ang lugar kung saan nangyayari ang kasalukuyang drift ay ang depletion zone o space charge na rehiyon na walang mga mobile charge carrier.
Kaya't sa madilim, ang solar cell ay kumikilos tulad ng isang reverse biased diode. Kapag bumagsak ang ilaw dito, tulad ng pag-diode ng solar cell pasulong na mga bias at kasalukuyang dumadaloy sa isang direksyon mula sa anode patungong cathode tulad ng isang diode. Karaniwan ang bukas na circuit (nang walang pagkonekta sa baterya) boltahe ng isang solar panel ay mas mataas kaysa sa na-rate na boltahe. Halimbawa ang isang 12 volt panel ay nagbibigay ng tungkol sa 20 volts sa maliwanag na ilaw ng araw. Ngunit kapag ang baterya ay konektado dito, ang boltahe ay bumaba sa 14-15 volts. Ang mga cell ng solar photovoltaic (SPV) ay gawa sa mga pambihirang materyales na tinatawag na semiconductors halimbawa ng silikon, na sa kasalukuyan ang pinaka-karaniwang ginagamit. Mahalaga, kapag sinaktan ng ilaw ang cell, isang tiyak na bahagi nito ay hinihigop sa loob ng materyal na semiconductor. Nangangahulugan ito na ang enerhiya ng hinihigop na ilaw ay inililipat sa semiconductor.
Ang mga cell ng Solar PV din lahat ay may isa o higit pang mga electric field na kumikilos upang pilitin ang mga electron na napalaya ng light pagsipsip na dumaloy sa isang tiyak na direksyon. Ang daloy ng mga electron na ito ay isang kasalukuyang at sa pamamagitan ng paglalagay ng mga metal na contact sa itaas at ilalim ng SPV cell, maaari nating iguhit ang kasalukuyang kasalukuyang upang magamit nang malayuan. Tinutukoy ng boltahe ng mga cell ang lakas na maaaring magawa ng solar cell. Ang proseso ng pag-convert ng ilaw sa kuryente ay tinatawag na epekto ng solar photovoltaic (SPV). Ang isang hanay ng mga solar panel ay nagko-convert ng solar energy sa DC na kuryente. Ang kuryente ng DC ay pumasok sa isang inverter. Ginagawa ng inverter ang DC na kuryente sa 120-volt AC na kuryente na kinakailangan ng mga gamit sa bahay.
Solar panel:
Ang isang solar panel ay isang koleksyon ng mga solar cells. Ang solar panel ay binabago ang solar na enerhiya sa elektrikal na enerhiya. Gumagamit ang solar panel ng materyal na Ohmic para sa mga pagkakaugnay pati na rin ang mga panlabas na terminal. Kaya't ang mga electron na nilikha sa materyal na uri ng n ay dumadaan sa elektrod sa kawad na konektado sa baterya. Sa pamamagitan ng baterya, naabot ng mga electron ang p-type na materyal. Dito nagsasama ang mga electron sa mga butas. Kaya't kapag ang solar panel ay konektado sa baterya, kumikilos ito tulad ng isa pang baterya, at ang parehong mga sistema ay nasa serye tulad ng dalawang baterya na konektado nang seryal.
Ang output ng solar panel ay ang lakas nito na sinusukat sa mga term ng Watts o Kilo watts. Ang solar panel na may iba't ibang mga rating ng output ay magagamit tulad ng 5 watts, 10 watts, 20 watts, 100 watts atbp Kaya bago piliin ang solar panel, kinakailangan upang malaman ang lakas na nangangailangan ng pag-load. Ang oras ng Watt o oras ng Kilowatt ay ginagamit para sa pagkalkula ng kinakailangan ng kuryente. Bilang isang pangkalahatang panuntunan, ang average na lakas ay katumbas ng 20% ng rurok na lakas. Samakatuwid ang bawat rurok na kilo watt ng solar array ay nagbibigay ng isang output na kapangyarihan na tumutugma sa produksyon ng enerhiya na 4.8kWh / araw. Ito ay 24 na oras x 1 kW x 20%.
Ang pagganap ng solar panel ay nakasalalay sa isang bilang ng mga kadahilanan tulad ng klima, mga kundisyon ng kalangitan, oryentasyon ng panel, kasidhian at tagal ng sikat ng araw at mga koneksyon sa mga kable nito. Kung ang sikat ng araw ay normal, ang isang 12 volt 15 watts panel ay nagbibigay sa paligid ng 1 ampere kasalukuyang. Kung maayos na napanatili, ang isang solar panel ay tatagal ng halos 25 taon. Kinakailangan na idisenyo ang pag-aayos ng solar panel sa tuktok ng bubong. Kadalasan ay nakaayos ito nakaharap sa silangan sa isang anggulo ng 45 degree. Ginagamit din ang pag-aayos ng pagsubaybay sa solar na umiikot sa panel habang gumagalaw ang araw mula sa silangan patungong kanluran. Ang koneksyon ng mga kable ay mahalaga din. Ang mabuting kalidad ng kawad na may sapat na gauge upang hawakan ang kasalukuyang ay masiguro ang wastong singilin ng baterya. Kung masyadong mahaba ang kawad, maaaring mabawasan ang kasalukuyang singilin. Kaya't bilang panuntunan, ang solar panel ay nakaayos ng 10-20 talampakan ang taas mula sa antas ng lupa. Ang wastong paglilinis ng solar panel nang isang beses sa buwan ay inirerekumenda. Kasama rito ang paglilinis sa ibabaw upang alisin ang alikabok at kahalumigmigan at paglilinis at muling koneksyon ng mga terminal.
Ang solar panel ay may ganap na apat na proseso ng mga hakbang na labis, sa ilalim ng singil, mababang baterya at malalim na kondisyon ng paglabas, lahat tayo.
Mula sa circuit sa ibaba, gumamit kami ng isang solar panel na isang kasalukuyang mapagkukunan ay ginagamit upang singilin ang baterya B1 sa pamamagitan ng D10. Habang ang baterya ay nakakakuha ng ganap na sisingilin Q1 ay nagsasagawa mula sa output ng kumpara. Nagreresulta ito sa Q2 upang magsagawa at mailipat ang solar power sa pamamagitan ng D11 at Q2 tulad na ang baterya ay hindi labis na sisingilin. Habang ang baterya ay puno ng singil ang boltahe sa cathode point ng D10 ay pataas. Ang kasalukuyang mula sa solar panel ay na-bypass sa pamamagitan ng D11 at ang MOSFET na alisan ng tubig at mapagkukunan. Habang ang load ay ginagamit ng operasyon ng switch na Q2 ay karaniwang nagbibigay ng isang landas sa negatibo habang ang positibo ay konektado sa dc sa pamamagitan ng switch sa kaganapan sa labis na pagkarga. Ang tamang pagpapatakbo ng pag-load sa normal na kondisyon ay ipinahiwatig ng habang ang MOSFET Q2 ay nagsasagawa.
Paglalapat ng Solar Energy:
Mula sa ibaba ng Circuit, para sa pagkontrol ng tindi ng mga LED lamp ay maaaring pinakain ng iba't ibang cycle ng tungkulin mula sa isang mapagkukunan ng dc. Ang konsepto ng pagkontrol ng kasidhian ay tumutulong sa pag-save ng enerhiya na elektrisidad. Ginamit ang LED kasama ng angkop na mga transistor sa pagmamaneho mula sa microcontroller na dapat na naka-program para sa isang praktikal na aplikasyon.
Upang maipakita ang pareho mula sa isang 12v dc na mapagkukunan na 4 na LED's sa serye ay gumagawa ng isang string na may 8 * 3 = 24 na mga string ay konektado sa serye na may isang MOSFET na kumikilos bilang isang switch. Ang MOSFET ay maaaring IRF520 o Z44. Ang bawat LED ay isang puting LED at nagpapatakbo sa 2.5v. Kaya't ang 4 LED's sa serye ay nangangailangan ng 10v. Samakatuwid ang isang risistor ay konektado sa 10ohms, 10watts sa serye na may LED kung saan ang boltahe ng balanse ay nahulog mula sa 12v sa pamamagitan ng paglilimita sa kasalukuyang para sa ligtas na pagpapatakbo ng mga LED.
Halimbawa ang mga ilaw na LED na ginamit para sa layunin ng mga ilaw ng kalye ay nakabukas ON sa takipsilim na may ganap na intensity hanggang 11pm na may 99% na dapat na pag-ikot para sa led na 1% duty cycle mula sa controller. Sa bawat oras na pagsulong mula 11 ng gabi ang cycle ng tungkulin para sa mga LED ay bumababa mula 99% nang paunti-unti upang sa umaga ang ON time duty cycle ay umabot sa 10% mula 99% at sa wakas hanggang sa zero na nangangahulugang ang mga ilaw ay OFF mula sa umaga ibig sabihin, mula sa madaling araw sa dapit-hapon. Ang operasyon ay inuulit muli mula sa takipsilim na may ganap na intensity hanggang 11pm mula 6pm at sa 12 mid night ito ay 80% cycle ng tungkulin, 1'o orasan 70%, 2'o orasan 60%, 3'o orasan 50%, 4'o orasan 40% at iba pa hanggang sa 10% at sa wakas OFF sa madaling araw.
Nagbabago ang intensity ng LED ayon sa modulate ng lapad ng pulso tulad ng ipinakita sa ibaba ng fig.
