문제의 위도 및 경도 깊이
당신이 과학자라고 상상해보십시오. 흥미로운 논문을 발견했지만 결과/실험을 실험실에서 복제할 수 없습니다. 원본 기사의 저자에게 이에 대해 쓰고 조언을 구하고 명확한 질문을 하는 것이 논리적입니다. 설문 조사에 따르면 20% 미만이 과학 경력에서 그렇게 했습니다!
이 연구의 저자는 특정 문제에서 자신의 무능함과 불일치를 드러내거나 현재 프로젝트의 너무 많은 세부 사항을 드러내기 때문에 그러한 접촉과 대화가 과학자 자신에게 너무 어려울 수 있다고 지적합니다.
더욱이 절대적인 소수의 과학자들은 재현 불가능한 결과에 대한 반박을 출판하려고 시도했지만, 원본 연구와의 비교를 경시해야 한다는 편집자와 평론가의 반대에 직면했습니다. 재현할 수 없는 과학적 결과를 보고할 확률이 약 50%라는 것은 놀라운 일이 아닙니다.
첫 번째 질문: 실험 결과를 재현해 보셨습니까?
두 번째 질문: 결과를 재현하려는 시도를 게시하려고 시도한 적이 있습니까?
그렇다면 최소한 실험실에서 재현성 테스트를 수행할 가치가 있습니까? 가장 슬픈 것은 응답자의 3분의 1이 데이터의 재현성을 확인하는 방법을 만드는 것에 대해 생각해 본 적이 없다는 것입니다. 40%만이 그러한 기술을 정기적으로 사용한다고 밝혔습니다.
질문: 결과의 재현성을 향상시키기 위해 특별한 방법/기술적 프로세스를 개발한 적이 있습니까?
또 다른 예로, 신원을 밝히고 싶지 않은 영국의 한 생화학자는 자신의 연구실 프로젝트를 위해 작업을 복제하려고 하면 작업에 새로운 것을 추가하거나 추가하지 않고 시간과 돈을 두 배로 늘릴 수 있다고 말합니다. 추가 점검은 혁신적인 프로젝트 및 비정상적인 결과에 대해서만 수행됩니다.
그리고 물론 외국 동료를 고문하기 시작한 오래된 러시아 질문 : 누구를 비난하고 무엇을해야합니까?
1세대 태양전지는 무엇으로 만들어졌습니까?
구조적으로 이러한 모듈은 다음 요소로 구성됩니다.
- 베이스 금속 시트 - 베이스 접점;
- n-형 전자가 우세한 실리콘 반도체의 하부 첨가제 층 - 인의 첨가로 인한 것;
- p-형 전자로 포화된 상부 결정질 층 - 일반적으로 붕소 도핑에 의해;
- 반사 방지 코팅 - 방사선 흡수를 최대화합니다.
- 네트워크를 닫기 위한 와이어가 있는 얇은 금속화된 그리드 유형 접점;
- 두꺼운 보호 유리 - 일반적으로 견고한 강화;
- 프레임 프레임.
셀의 단결정 Mono-Si 또는 다결정 Poli-Si 실리콘 웨이퍼의 두께는 약 200-300 µm입니다. 서비스 수명은 연간 평균 0.5%의 생산성 저하와 함께 20-25년으로 추정됩니다. 이상적인 조명 조건에서 효율은 22-24%에 이르며 고온이나 부분적으로 조명이 떨어지면 급격히 감소합니다.
태양 에너지를 사용하는 원리
종종 태양 전지판을 설치해야 하는 상황에 직면하여 기업의 타당성에 대해 궁금해합니다. 대부분의 경우 맑은 날의 비율이 흐린 날의 동일한 값으로 크게 손실되기 때문입니다.
비슷한 비율이 중부 지역에 일반적이며 북부 지역의 기후는 흐린 날이 훨씬 더 많습니다.
화창한 날이 부족한 것은 지구 신체의 에너지를 처리하는 장치의 효율성과 직접적인 관련이 있습니다. 이것은 배터리 표면에 도달하는 햇빛의 양을 줄입니다. 이 과정을 일사량이라고 합니다.
그 본질은 목적에 관계없이 모든 비행기가 일정량의 태양 에너지를 소비한다는 사실에 있습니다. 남부 지역에서는 이 수치가 더 높기 때문에 태양 전지판 설치가 더 적절합니다.
그러나 실습에서 알 수 있듯이 태양 에너지 합성 분야의 기술 장비 시장은 제품을 지속적으로 개선하고 있으므로 태양 전지판의 최신 광전지는 일사량이 낮은 지역에서도 완벽하게 작동합니다.
실리콘 태양전지의 종류
다결정
이러한 패널의 주요 요소는 다결정 구조의 반도체 요소입니다. 그들은 본질적으로 단결정 요소에서 남은 스크랩으로 만들어지기 때문에 단결정보다 훨씬 저렴합니다. 제조 과정에서 실리콘 합금은 추가 처리 없이 단순히 냉각됩니다.
다결정 태양전지의 효율은 평균 12~18%인 반면 단결정 태양전지의 효율은 22%에 이릅니다. 그러나 가격이 저렴하면 패널을 조금 더 구입하고 단결정과 같은 돈으로 동일한 "배기"를 얻을 수 있습니다. 이것은 지붕에 많은 공간이 있는 경우에만 가능합니다. 또한 다결정은 색 영역의 이질성에서 단결정과 다릅니다.
다결정 태양 전지 패널의 가격은 얼마입니까? 평균 3500 100W당 루블 (제조업체에 따라 많이 다름). 가장 저렴한 다결정 배터리 중 하나는 150와트의 전력을 제공하는 Vostok Pro FSM 150 P입니다.
단결정
단결정 태양 전지판의 경우 Czochralski 방법을 사용하여 단결정을 특별히 성장시킵니다. 그런 다음 몇 개의 실리콘 셀에서 특정 전력의 전체 패널이 조립됩니다. 대부분의 경우 패널은 36개 또는 72개의 모듈로 구성됩니다. 단결정 패널의 효율은 다결정 패널보다 훨씬 높으며 약 18~22%입니다.
이 기능으로 인해 동일한 크기로 단결정이 다결정보다 더 많은 태양 에너지를 변환합니다. 다결정 또는 단결정 중 어느 태양 전지 패널이 더 낫습니까? 모든 것은 예산에 달려 있습니다. 조금 더 쓸 수 있다면 더 빠른 투자 회수가 가능한 단결정을 구입할 가치가 있습니다. 또한 지붕 면적이 상대적으로 작은 경우 단결정 배터리가 선호됩니다. 평균 수명은 25년입니다.
돈을 절약하고 국가의 냉장고나 펌핑 스테이션에 전력을 공급하는 데 태양열 배터리만 필요한 경우 다결정 모델을 사용할 수 있습니다.
무정형
비정질 배터리는 실리콘에 전류를 인가하여 생성되는 실리콘 수소(SiH4)로 구성됩니다. 그 결과 실리콘이 증발한 다음 기판에 얇은 층이 증착됩니다.
비정질 패널의 효율은 다결정 패널의 효율과 거의 같습니다. 그러나 비정질 모델에는 몇 가지 장점이 있습니다. 예를 들어 흐린 날씨, 비, 공기 중 먼지 농도가 높은 경우 또는 일몰/새벽에도 전기를 생산할 수 있습니다.
능률
태양 에너지를 사용하여 개인 주택을 데우려면 수집기에서 회로를 조립하는 것이 훨씬 쉬울 것입니다. 그러나 이것이 항상 가능한 것은 아니므로 다른 옵션을 고려해야 합니다. 예를 들어, 해당 사이트에는 이미 집에 전기와 온수를 공급하는 데만 사용되는 작동 중인 태양열 패널 시스템이 있을 수 있습니다.
이러한 조건에서 새 장비를 구입하는 것은 높은 비용으로 인해 너무 수익성이 없습니다.태양 전지판으로 집을 난방하려면 가장 좋은 솔루션은 모듈 시스템의 전력을 높이는 것입니다. 가장 쉬운 옵션은 몇 개의 추가 실리콘 패널을 구입하여 전기 난방 보일러 시스템에 연결하는 것입니다.
전기 에너지의 적절한 분배는 온수 공급 시스템과 난방 회로를 모두 제공합니다. 모든 것에 충분한 전력을 공급하려면 많은 태양광 패널이 필요합니다. 태양 에너지만 사용하는 독립형 건물은 일반적으로 태양광 패널로 완전히 덮여 있습니다. 태양 전지판의 전력은 미리 계산해야 합니다. 종종 패널이 설치될 추가 구조를 완성해야 합니다.
사용하기 전에 태양계의 효율성을 결정하는 것은 불가능하므로 모든 계산은 대략적인 것입니다. 예비 계산의 복잡성은 에너지 수집 효율에 미치는 영향을 계산할 수 없는 많은 요인이 있다는 사실 때문입니다. 물론 약간의 경험이 있으면 어느 정도 정확한 계산을 할 수 있지만 태양계 설계 및 설치를 전문으로 하는 전문가만이 그러한 경험을 가지고 있습니다.
다음 요소는 시스템의 효율성에 가장 큰 영향을 미칩니다.
- 날씨 불안정성 - 북부 지역은 물론이고 맑은 지역에서도 맑은 날의 수를 미리 결정하는 것은 불가능합니다.
- 태양광으로부터 열과 전기를 받는 건물의 지리적 위치에 따라 달라지는 불안정한 에너지 소비;
- 시스템 오류 가능성 - 설계의 복잡성은 종종 고장날 것임을 나타내며 경우에 따라 오작동을 판별하기 어렵습니다.
가정용 태양광 발전소는 누구에게 적합합니까?
- 지역에 전기가 없는 사람들을 위해. 태양광 패널은 시설에 자동으로 전기를 공급할 수 있습니다. 또는 풍차(적절한 바람 장미가 있어야 함) 또는 디젤 발전기(작동이 매우 편리하지 않고 비경제적)를 고려할 수도 있습니다.
- 또한 태양광 발전소는 계속 증가하는 요금을 배경으로 향후 전기 요금을 덜 지불하기 위한 투자로 볼 수 있습니다. 또한 배터리 수명이 매우 길고 태양이 항상 빛납니다.
- 그리고 마지막 옵션은 돈을 벌고 싶은 모든 사람을 위한 것입니다. 우크라이나에는 대체 에너지원을 사용하여 생산된 전기를 국가에서 특별 가격으로 구매하는 병입 요금제에 관한 법률이 있습니다.
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태양광 발전소의 전력을 계산하는 방법
건물의 정상적인 기능에 필요한 전기의 양부터 시작해야 합니다. 가장 쉬운 방법은 모든 이메일을 작성하는 것입니다. 사용하려는 가전 제품, 작동 시간 및 전력 소비.
예시:
- 냉장고: 100W - 24시간 - 2400W
- 조명: 100W - 5h - 500W
- 주전자: 15분 - 1.5kW - 0.03kW
- 세탁기:
- 공책:
- …
- 총계: 3kW
3kW는 건물이 정상적으로 기능하기 위해 태양광 발전소가 생산해야 하는 전력입니다. 저것들. 각각 260W의 전력을 가진 12개의 패널이 필요합니다. 실제로 생산성은 더 높지만(태양 활동 계수가 4.5인 경우 스테이션의 일일 출력은 14kW가 됨) 매일 흐리는 가장 비관적인 시나리오에서 시작합니다. 또한 명심하십시오. 병입 요금제에 연결되어 있지 않거나 배터리에 에너지를 저장하지 않으면 초과분은 소진됩니다.
병입 요금으로 돈을 벌기 위해 태양광 발전소를 설치하는 경우 용량에 관계없이 시작하여 점차적으로 늘릴 수 있습니다.
내연 기관이 있는 태양 전지 또는 발전기
객관적으로 발전기에는 크기와 맑은 날씨뿐만 아니라 완전히 작동하는 능력이라는 두 가지 주요 이점이 있습니다. 그러나 항상 그런 것은 아니지만 이러한 특성은 결정적이며 다른 모든 측면에서 태양 전지판은 분명히 승리합니다.
| 발전기 | 태양 전지 패널 | |
| 연료 | 정기적으로 일하려면 디젤 연료 또는 가솔린이 필요합니다. | 햇빛은 누구에게나 무료입니다. |
| 오토메이션 | 가능하지만 연료 공급에 의해 제한됩니다. | 가득한. 배터리 용량에 따라 제한됩니다. |
| 소음 | 소음이 많이 납니다. | 인버터 변압기에서 약간의 윙윙거리는 소리가 날 수 있습니다. |
| 신뢰할 수 있음 | 움직이는 부분이 있습니다. | 움직이는 부품이 없습니다. |
| 수명 | 엔진 시간 예약에 의해 제한됩니다. | 패널은 최소 25년 동안 지속됩니다. |
| 환경친화성 | 연료, 오일, 필터 재활용의 연소 제품. | 이상치가 없습니다. |
| 개선 가능성 | 일반적으로 발전기가 일체형 구조이기 때문에 매우 어렵습니다. | 체인의 각 섹션을 개별적으로 개선할 수 있습니다. |
| 운영 비용 | 정기적인 엔진 유지 관리의 필요성이 연료에 추가됩니다. | 주기적으로 패널을 닦고 접점을 확인해야 합니다. |
| 화재 위험 | 연료 및 윤활유 창고가 필요합니다. 화재의 가능성이 있습니다. | 최저한의. |
일반적으로 가장 먼저 주목하는 것이 가장 중요한 점은 장비의 초기 비용으로, 실제로 태양광 패널의 경우 약 2배 더 높습니다. 그러나 여기에서도 알면 발전기를 마이너스로 설정해야합니다. 1kW / h를 생성하는 비용을 살펴보십시오.
우리는 장비의 초기 비용 + 유지 보수 비용 + 연료 비용을 취하고 모든 것을 선언 된 서비스 수명 동안 생성 된 전기량으로 나눕니다. 결과적으로 거의 동일한 전력의 발전기와 태양 전지판의 경우 1킬로와트를 생성하는 비용의 비율은 후자에 유리하게 약 1/2.5가 됩니다. 물론 이것은 매우 대략적인 계산이지만 요점은 태양 전지 패널이 지금은 투자지만 미래에는 실질적인 절감 효과가 있다는 것입니다.
가스 발생기가 있는 키트의 연결 다이어그램 예
태양 전지판의 수명
이점을 평가하려면 패널의 수명과 보증 기간이 끝난 후 패널을 교체해야 하는지 여부를 파악해야 합니다. 여기에서 고려해야 할 몇 가지 기능이 있습니다.
- 단결정 및 다결정 옵션이 가장 내구성이 있습니다.25년 동안 사용하는 동안 용량의 10% 이상을 잃지 않습니다. 그러나 더욱이, 전력 감소는 미미하여 향후 10-15년 동안 거의 동일한 양의 손실이 발생합니다. 즉, 우리는 그러한 옵션의 서비스 수명이 35-40년 또는 그 이상이라고 자신있게 말할 수 있습니다.
- 박막 옵션은 수명이 10-20년으로 훨씬 낮습니다. 또한 처음 2년 동안 용량 손실은 10-30%일 수 있으며 대부분의 제조업체는 이 문제를 보상하기 위해 파워 리저브를 제공합니다. 미래에는 손실이 그렇게 크지 않습니다.
- 서비스 수명을 늘리려면 시스템 부품의 손상을 방지해야 합니다. 촘촘한 나무의 가지를 자르고 계절에 따라 표면을 적어도 여러 번 씻으십시오. 과열되지 않도록 고정 및 접점의 신뢰성을 확인하십시오.
- 시스템의 다른 요소를 교체하는 비용을 고려하십시오. 따라서 충전식 배터리는 일반적으로 6년에서 10년(가장 안정적인 - 15년) 동안 지속되며 전력 전자 제품은 약 10-12년의 자원을 갖습니다. 이러한 노드를 교체하는 비용도 상당히 크므로 투자 회수를 계산할 때 이를 고려해야 합니다.
태양 전지판은 나뭇가지로 인해 손상되는 것을 방지하기 위해 주기적으로 세척해야 합니다.
가정용 태양 전지판을 선택할 때 신뢰할 수 있고 입증된 단결정 및 다결정 옵션을 선호하는 것이 좋습니다. 고품질 모듈은 약 40년 동안 지속되는 반면 이 기간 동안의 전력 손실은 약 20%입니다.
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태양 전지의 작동 원리
이 장치는 태양 광선을 전기로 직접 변환하도록 설계되었습니다.이 작용을 광전 효과라고 합니다. 소자를 만드는 데 사용되는 반도체(실리콘 웨이퍼)는 양전하와 음전하를 띤 전자를 가지며 n층(-)과 p층(+)의 두 층으로 구성됩니다. 햇빛의 영향을받는 과잉 전자는 층에서 떨어져 나와 다른 층의 빈 자리를 차지합니다. 이로 인해 자유 전자가 한 판에서 다른 판으로 끊임없이 이동하여 배터리에 저장된 전기를 생성합니다.
태양 전지가 작동하는 방식은 주로 설계에 따라 다릅니다. 태양 전지는 원래 실리콘으로 만들어졌습니다. 그들은 여전히 매우 인기가 있지만 실리콘 정제 과정이 다소 힘들고 비용이 많이 들기 때문에 카드뮴, 구리, 갈륨 및 인듐 화합물의 대체 광전지 모델이 개발되고 있지만 생산성이 떨어집니다.
기술의 발달로 태양광 패널의 효율이 높아졌습니다. 오늘날 이 수치는 세기 초에 기록된 1%에서 20% 이상으로 증가했습니다. 이를 통해 오늘날 우리는 국내 수요뿐만 아니라 생산에도 패널을 사용할 수 있습니다.
명세서
태양 전지 장치는 매우 간단하며 몇 가지 구성 요소로 구성됩니다.
직접 태양 전지/태양 전지 패널;
직류를 교류로 변환하는 인버터;
배터리 잔량 컨트롤러.
태양 전지판용 배터리 구매는 필요한 기능을 기반으로 해야 합니다. 그들은 전기를 저장하고 분배합니다. 저장과 소비는 주간에 이루어지며, 밤에는 축적된 요금만 소모됩니다.따라서 지속적이고 지속적인 에너지 공급이 있습니다.
배터리의 과도한 충전 및 방전은 수명을 단축시킵니다. 태양 전지 충전 컨트롤러는 최대 매개 변수에 도달하면 배터리에 에너지 축적을 자동으로 중단하고 심하게 방전되면 장치의 부하를 끕니다.
(Tesla Powerwall - 7kW 태양 전지 패널 배터리 - 및 전기 자동차용 가정용 충전)
태양광 패널용 그리드 인버터는 가장 중요한 설계 요소입니다. 태양 광선에서 받은 에너지를 다양한 용량의 교류로 변환합니다. 동기 변환기이기 때문에 주파수 및 위상의 전류 출력 전압을 고정 네트워크와 결합합니다.
광전지는 직렬 및 병렬로 연결할 수 있습니다. 후자의 옵션은 전력, 전압 및 전류 매개변수를 증가시키고 한 요소가 기능을 상실하더라도 장치가 작동하도록 합니다. 결합 모델은 두 구성표를 모두 사용하여 만들어집니다. 플레이트의 수명은 약 25년입니다.
일반적인 특성 및 구매 가능 여부
장비는 환경에 해를 끼치지 않으며 전원 서지 없이 안정적인 전원을 제공합니다. 그리고 가장 중요한 것은 공과금이 발생하지 않는 무료 에너지를 공급한다는 것입니다.
내부 "채움"에 대해 말할 수없는 태양 전지 패널의 모양은 발명 이후 거의 변경되지 않았습니다.
태양광 모듈은 직류를 생성하여 빛을 전기 에너지로 변환합니다. 패널의 면적은 몇 미터에 이릅니다. 시스템의 전력을 증가시킬 필요가 있는 경우 모듈의 수를 늘리십시오.그 효과는 위치, 계절, 기후 조건 및 시간과 같이 햇빛의 강도와 광선의 입사각에 따라 다릅니다. 이러한 모든 뉘앙스를 올바르게 고려하려면 전문가가 설치를 수행해야 합니다.
모듈 유형:
단결정.
태양 에너지를 변환하는 실리콘 셀로 구성됩니다. 컴팩트 사이즈가 다릅니다. 성능 면에서 이것은 최근까지 가정용으로 가장 효율적인(최대 22% 효율) 태양광 배터리입니다. 세트 (가격은 가장 비싼 것 중 하나)는 10 만 루블입니다.
다결정.
그들은 다결정 실리콘을 사용합니다. 단결정 태양 전지만큼 효율적이지 않습니다(최대 18% 효율). 그러나 비용이 훨씬 저렴하여 일반 대중이 사용할 수 있습니다.
무정형.
그들은 박막 실리콘 기반 태양 전지를 가지고 있습니다. 그들은 에너지 생성 측면에서 단결정 및 다결정보다 열등하지만 저렴합니다. 그들의 장점은 확산 및 저조도에서도 기능할 수 있다는 것입니다.
이종 구조.
22-25%의 효율을 지닌 오늘날 가장 효율적인 현대식 태양광 모듈입니다(전체 서비스 수명 동안!). 흐린 날씨와 고온 모두에서 효과적으로 작동합니다.)
러시아에서 이 기술을 위한 모듈의 유일한 제조업체는 Hevel 회사이며 이 회사는 헤테로구조 태양광 모듈을 생산하는 세계 5개 제조업체 중 하나입니다.
2016년 회사의 R&D 센터는 이종구조 모듈을 생성하는 자체 기술에 대한 특허를 취득하여 현재 적극적으로 개발하고 있습니다.
헤벨 태양광 패널
시스템에는 다음 구성 요소도 포함됩니다.
- 직류를 교류로 바꾸는 인버터.
- 축전지. 에너지를 축적할 뿐만 아니라 조도가 변할 때 전압 강하를 균일하게 합니다.
- 배터리 충전 전압, 충전 모드, 온도 및 기타 매개변수용 컨트롤러.
매장에서는 개별 구성 요소와 전체 시스템을 모두 구입할 수 있습니다. 이 경우 장치의 전력은 특정 요구 사항에 따라 결정됩니다.
태양 전지를 사용할 수있는 용량은 무엇입니까?
또한 사용자의 요구 사항에 따라 다릅니다. 집 전체의 자율 전원 공급 장치의 경우 1000와트 미만을 사용하는 것은 의미가 없습니다. 그리고 국가의 난방 시스템에 전원을 공급해야 하는 경우 이론적으로 최대 10kW 용량의 키트가 필요합니다. 그러나 그러한 태양 전지 패널에는 많은 비용이 든다는 것을 기억할 가치가 있습니다. 10kW 용량의 단 하나의 태양광 모듈(컨트롤러, 인버터 및 기타 구성 요소가 없는 가장 저렴한 모듈 포함)의 비용은 최소 300,000루블입니다. 따라서 이러한 배터리는 추가 에너지 원으로 간주 될 수 있지만 주요 에너지 원은 아닙니다.
냉장고와 TV에 전력을 공급하기 위해 태양광 패널이 필요한 경우 500W 패널이면 충분합니다. 예를 들어 2개의 One-Sun 250P 다결정 태양광 모듈을 사용할 수 있으며 비용은 16,500루블에 불과합니다.
태양광 패널을 사용한 적이 없다면 휴대전화나 태블릿을 위한 저전력 소형 접이식 패널을 구입하는 것이 좋습니다.
