Comment fonctionne une batterie de stockage énergie solaire

Tous les êtres vivants sur terre sont nés grâce à l’énergie du soleil. Chaque seconde, une énorme quantité d’énergie arrive à la surface de la planète sous forme de rayonnement solaire. Alors que nous brûlons des milliers de tonnes de charbon et de produits pétroliers pour chauffer nos maisons, les pays proches de l’équateur étouffent sous la chaleur. Exploiter l’énergie du soleil pour les besoins humains est une tâche louable pour les esprits curieux. Dans cet article, nous examinerons la conception d’un convertisseur direct de la lumière solaire en énergie électrique – une cellule solaire.

La tranche mince est constituée de deux couches de silicium aux propriétés physiques différentes. La couche interne est en silicium monocristallin pur conducteur de trous. A l’extérieur, il est recouvert d’une très fine couche de silicium « contaminé », par exemple avec un mélange de phosphore. Un contact métallique solide est appliqué au dos de la plaque. Aux limites de n couches p , à la suite d’un débordement de charge, des zones d’appauvrissement se forment avec une charge volumique positive non compensée dans la couche n et une charge volumique négative dans la couche p. Ces zones forment ensemble une jonction pn.

La barrière de potentiel qui se produit à la jonction empêche le passage des principaux porteurs de charge, c’est-à-dire électrons du côté de la couche p, mais laissent passer librement les porteurs secondaires dans des directions opposées. Cette propriété des jonctions pn détermine la possibilité d’obtenir des photo-emds lorsque les cellules solaires sont irradiées par la lumière du soleil. Lorsque le SC est illuminé, les photons absorbés génèrent des paires électron-trou hors d’équilibre. Les électrons générés dans la couche p près de la jonction pn approchent de la jonction pn et le champ électrique existant est amené dans la région n.

De même, les trous en excès créés dans la couche n sont partiellement transférés à la couche p. En conséquence, la couche n acquiert une charge négative supplémentaire et la couche p – positive. La différence de potentiel de contact initiale entre les couches p et n du semi-conducteur diminue et une tension apparaît dans le circuit externe. Le pôle négatif de la source de courant correspond à la couche n et la couche p au positif.

La plupart des cellules solaires modernes ont une seule jonction pn. Dans un tel élément, les porteurs de charge libres ne sont créés que par les photons dont l’énergie est supérieure ou égale à la bande interdite. En d’autres termes, la réponse photoélectrique d’une seule cellule à jonction est limitée à la partie du spectre solaire dont l’énergie est supérieure à la bande interdite, et les photons de plus faible énergie ne sont pas utilisés. Cette limitation peut être surmontée par des structures multicouches de deux SC ou plus avec des bandes interdites différentes.

De tels éléments sont appelés multi-jonctions, cascade ou tandem. Parce qu’ils fonctionnent avec une plus grande partie du spectre solaire, ils ont un rendement de conversion photovoltaïque plus élevé. Dans une cellule solaire multijonction typiqueles photocellules individuelles sont disposées les unes derrière les autres de telle sorte que la lumière du soleil frappe en premier l’élément avec la plus grande largeur de bande, tandis que les photons les plus énergétiques sont absorbés.

Les batteries ne fonctionnent pas à la lumière du soleil, elles fonctionnent à la lumière du soleil en principe. Le rayonnement électromagnétique atteint la terre à tout moment de l’année. C’est juste que moins d’énergie est produite par temps nuageux. Par exemple, nous avons installé des luminaires autonomes à énergie solaire. Bien sûr, il y a de courtes périodes pendant lesquelles les batteries n’ont pas le temps de se recharger complètement. Mais en général, cela n’arrive pas si souvent en hiver.

Fait intéressant, même si la neige tombe sur le panneau solaire, il continue de convertir l’énergie solaire. Et du fait que les photocellules chauffent, la neige elle-même dégèle. Le principe est le même que pour chauffer la vitre d’une voiture.

Temps d’hiver parfait pour une journée sans nuages ​​et glaciale de la batterie solaire. Parfois, même des enregistrements générationnels peuvent être organisés ces jours-là.

En hiver, l’efficacité du panneau solaire diminue. À Moscou et dans la région de Moscou, une batterie de stockage énergie solaire

produit en moyenne 8 fois moins d’électricité par mois. Disons qu’en été pour le fonctionnement du réfrigérateur, de l’ordinateur et de l’éclairage au plafond à la maison, 1 kW d’énergie est nécessaire, puis en hiver, il vaut mieux stocker 2 kW pour la fiabilité.

Dans le même temps, en Extrême-Orient, la durée d’ensoleillement est plus importante, l’efficacité n’est réduite que d’une fois et demie à deux fois. Et, bien sûr, plus vous allez vers le sud, plus la différence entre l’hiver et l’été est faible.

L’angle d’inclinaison des modules est également important. Vous pouvez définir l’angle universel pour toute l’année. Et vous pouvez changer à chaque fois, selon la saison. Cela n’est pas fait par les propriétaires de la maison, mais par des spécialistes qui se rendent sur place.

Le principe de fonctionnement de la batterie solaire et leurs types

L’énergie solaire est utilisée dans l’industrie et dans la vie quotidienne dans de nombreuses régions du monde. Le principe de fonctionnement de la batterie solaire est simple, et c’est une des qualités de cette technologie qui séduit un grand nombre de personnes. Une cellule photovoltaïque au silicium aide à convertir la lumière du soleil en électricité. Les électrons libres deviennent une source de courant électrique.

Une fois que vous avez compris le fonctionnement d’une batterie solaire, vous pouvez facilement la concevoir vous-même et l’utiliser pour vos besoins personnels. Ces batteries sont fiables, faciles à utiliser et durables.

L’avantage d’une batterie de secours énergie solaire

L’avantage d’un tel dispositif est qu’il peut être de taille différente selon la quantité d’énergie nécessaire.

Il convient de souligner les différents types de panneaux solaires . panneaux à couches minces, monocristallins et polycristallins. Le type de batterie le plus populaire est le monocristallin. Grâce à l’effet photoélectrique dans les cellules en silicium, l’énergie solaire est convertie en électricité. Ces batteries sont généralement assez compactes, car le nombre optimal de cellules qu’elles contiennent est de trente-six. Ces batteries sont idéales pour une installation sur des surfaces inégales.

Le principe de fonctionnement d’une batterie solaire pour un type de maison n’est pas très différent. Grâce au boîtier en fibre de verre solide, ces batteries peuvent être utilisées pour générer de l’énergie sur les navires. Avec leur aide, vous pouvez assurer le fonctionnement de l’équipement et recharger la batterie. Une telle installation ne fonctionnera pas efficacement par temps nuageux. Il existe également certaines limites de température auxquelles il est possible d’obtenir la plus grande quantité d’ énergie.

Les batteries à couches minces sont très demandées .

Le principe de fonctionnement de ce type de batterie solaire permet de l’installer n’importe où. Ces batteries ne nécessitent pas la lumière directe du soleil . De plus, ces batteries fonctionneront avec de grandes quantités de poussière. L’inconvénient de telles batteries solaires est leur grande taille qui nécessite l’allocation d’une surface importante pour de telles installations