Tenaga suria adalah sumber tenaga boleh diperbaharui yang paling bersih dan tersedia. Teknologi moden dapat memanfaatkan tenaga ini untuk pelbagai kegunaan, termasuk menghasilkan elektrik, menyediakan cahaya dan pemanasan air untuk aplikasi domestik, komersial atau perindustrian.
Tenaga suria juga dapat digunakan untuk memenuhi keperluan elektrik kita. Melalui sel suria fotovoltaik (SPV), sinaran suria akan ditukarkan menjadi elektrik DC secara langsung. Tenaga elektrik ini boleh digunakan sama ada atau boleh disimpan di dalam bateri. Dalam artikel ini kita akan melihat semua tentang tenaga suria. Mari lihat langkah demi langkah:
Sel Photovoltaic Solar (SPV):
Sel suria fotovoltaik atau solar adalah alat yang menukar cahaya menjadi arus elektrik menggunakan kesan fotolistrik. SPV digunakan dalam banyak aplikasi seperti isyarat kereta api, lampu jalan, lampu domestik dan pengaktifan sistem telekomunikasi jarak jauh.
Ia mempunyai lapisan silikon jenis-p yang bersentuhan dengan lapisan silikon jenis-n dan penyebaran elektron berlaku dari bahan jenis-n ke bahan-jenis-p. Dalam bahan jenis-p, terdapat lubang untuk menerima elektron. Bahan jenis-n kaya dengan elektron, oleh itu oleh pengaruh tenaga suria, elektron bergerak dari bahan jenis-n dan di persimpangan p-n, gabungan dengan lubang. Ini mewujudkan cas di kedua-dua sisi persimpangan p-n untuk membuat medan elektrik . Hasilnya, sistem seperti diod berkembang yang mendorong aliran cas. Ini adalah arus drift yang mengimbangkan penyebaran elektron dan lubang. Kawasan di mana arus hanyut berlaku adalah zon penipisan atau kawasan cas ruang yang tidak mempunyai pembawa cas bergerak.
Jadi dalam gelap, sel suria berkelakuan seperti diod bias terbalik. Apabila cahaya jatuh di atasnya, seperti diod sel suria ke depan bias dan arus mengalir dalam satu arah dari anod ke katod seperti diod. Biasanya voltan litar terbuka (tanpa menyambungkan bateri) panel solar lebih tinggi daripada voltan undiannya. Contohnya panel 12 volt memberi cahaya sekitar 20 volt dalam cahaya matahari yang terang. Tetapi apabila bateri disambungkan kepadanya, voltan turun menjadi 14-15 volt. Sel suria fotovoltaik (SPV) terbuat dari bahan luar biasa yang disebut semikonduktor misalnya silikon, yang pada masa ini paling banyak digunakan. Pada asasnya, apabila cahaya menyerang sel, sebahagiannya diserap dalam bahan semikonduktor. Ini bermaksud bahawa tenaga cahaya yang diserap dipindahkan ke semikonduktor.
Sel PV solar juga mempunyai satu atau lebih medan elektrik yang bertindak untuk memaksa elektron yang dibebaskan oleh penyerapan cahaya mengalir ke arah tertentu. Aliran elektron ini adalah arus dan dengan meletakkan kenalan logam di bahagian atas dan bawah sel SPV, kita dapat menarik arus itu untuk digunakan dari jarak jauh. Voltan sel menentukan kuasa yang dapat dihasilkan oleh sel suria. Proses menukar cahaya menjadi elektrik disebut kesan solar photovoltaic (SPV). Pelbagai panel solar menukar tenaga suria menjadi elektrik DC. Tenaga DC kemudian memasuki penyongsang. Penyongsang menjadikan elektrik DC menjadi elektrik AC 120 volt yang diperlukan oleh perkakas rumah.
Panel solar:
Panel solar adalah kumpulan sel suria. Panel solar menukar tenaga suria menjadi tenaga elektrik. Panel suria menggunakan bahan Ohmic untuk sambungan serta terminal luaran. Jadi elektron yang dibuat dalam bahan jenis-n melewati elektrod ke wayar yang disambungkan ke bateri. Melalui bateri, elektron mencapai bahan jenis p. Di sini elektron bergabung dengan lubang. Oleh itu, apabila panel solar disambungkan ke bateri, ia berfungsi seperti bateri lain, dan kedua-dua sistem ini bersiri seperti dua bateri yang disambung secara bersiri.
Output panel suria adalah kuasanya yang diukur dari segi Watt atau Kilo watt. Panel solar dengan penarafan output yang berbeza tersedia seperti 5 watt, 10 watt, 20 watt, 100 watt dll. Oleh itu, sebelum memilih panel solar, perlu mengetahui kuasa yang memerlukan beban. Jam watt atau jam Kilowatt digunakan untuk mengira keperluan daya. Sebagai peraturan umum, kuasa purata sama dengan 20% daya puncak. Oleh itu, setiap kilo watt puncak suria memberikan daya output yang sepadan dengan pengeluaran tenaga 4.8kWh / hari. Iaitu 24 jam x 1 kW x 20%.
Prestasi panel suria bergantung pada beberapa faktor seperti iklim, keadaan langit, orientasi panel, intensiti dan tempoh cahaya matahari dan sambungan pendawaiannya. Sekiranya cahaya matahari normal, panel 12 volt 15 volt memberikan arus 1 ampere. Sekiranya dijaga dengan betul, panel solar akan bertahan sekitar 25 tahun. Adalah perlu untuk merancang susunan panel suria di bahagian atas bumbung. Biasanya ia disusun menghadap ke timur pada sudut 45 darjah. Susunan penjejakan suria juga digunakan yang memutar panel ketika matahari bergerak dari timur ke barat. Sambungan pendawaian juga penting. Kawat berkualiti dengan pengukur yang mencukupi untuk menangani arus akan memastikan pengisian bateri yang betul. Sekiranya wayar terlalu panjang, arus pengecasan mungkin berkurang. Jadi sebagai peraturan, panel suria diatur ketinggian 10-20 kaki dari permukaan tanah. Sebaiknya membersihkan panel solar sekali dalam sebulan. Ini termasuk pembersihan permukaan untuk menghilangkan habuk dan kelembapan serta pembersihan dan penyambungan semula terminal.
Panel solar mempunyai empat langkah proses yang berlebihan, di bawah pengisian, bateri rendah dan keadaan pelepasan dalam, mari kita semua.
Dari litar di bawah, kami menggunakan panel suria yang menjadi sumber arus digunakan untuk mengecas bateri B1 melalui D10. Sementara bateri terisi penuh Q1 melakukan dari output pembanding. Ini menyebabkan Q2 melakukan dan mengalihkan tenaga suria melalui D11 dan Q2 sehingga bateri tidak terlalu terisi. Semasa bateri diisi penuh voltan pada titik katod D10 naik. Arus dari panel suria dipintas melalui D11 dan saliran dan sumber MOSFET. Semasa beban digunakan oleh operasi suis Q2 biasanya memberikan jalan ke negatif sementara positif dihubungkan ke dc melalui suis sekiranya berlaku beban. Operasi beban yang betul dalam keadaan normal ditunjukkan oleh semasa MOSFET Q2 melakukan.
Penggunaan Tenaga Suria:
Dari bawah Litar, untuk mengawal intensiti lampu LED dapat diumpankan dengan putaran tugas yang berbeza dari sumber dc. Konsep kawalan intensiti membantu penjimatan tenaga elektrik. LED digunakan dalam kombinasi dengan transistor pemanduan yang sesuai dari mikrokontroler yang sepatutnya diprogramkan untuk aplikasi praktikal.
Untuk menunjukkan perkara yang sama dari sumber 12v dc 4 LED dalam siri membuat rentetan dengan 8 * 3 = 24 rentetan disambungkan secara bersiri dengan MOSFET bertindak sebagai suis. MOSFET boleh menjadi IRF520 atau Z44. Setiap LED adalah LED putih dan beroperasi pada 2.5v. Oleh itu, 4 LED dalam siri memerlukan 10v. Oleh itu perintang dihubungkan dengan 10ohms, 10watt secara bersiri dengan LED di mana voltan keseimbangan dijatuhkan dari 12v dengan mengehadkan arus untuk pengoperasian LED yang selamat.
Contohnya lampu LED yang digunakan untuk tujuan lampu jalan dihidupkan pada waktu senja dengan intensiti penuh hingga 11 malam dengan kitaran 99% sewajarnya untuk kitaran LED iaitu 1% kitaran tugas dari pengawal. Dengan setiap jam kemajuan dari pukul 11 malam kitaran tugas untuk LED turun dari 99% secara progresif sehingga pada waktu pagi kitaran tugas ON mencapai 10% dari 99% dan akhirnya menjadi sifar yang bermaksud lampu mati dari pagi iaitu dari fajar hingga senja. Operasi diulang lagi dari waktu senja dengan intensiti penuh hingga pukul 11 malam dari jam 6 petang dan pada 12 tengah malam ia adalah kitaran tugas 80%, jam 1'o 70%, jam 2'o 60%, jam 3'o 50%, 4'o jam 40% dan seterusnya sehingga 10% dan akhirnya MATI pada waktu subuh.
Intensiti LED berubah mengikut modulasi lebar nadi seperti yang ditunjukkan dalam rajah di bawah.
