בעיקרון, פאנל סולארי פועל על ידי שימוש באנרגיית השמש לייצור חשמל. זה נעשה על ידי המרת הפוטונים של האור לאלקטרונים באמצעות שימוש בתאים.
ממירים ממירים זרם DC לזרם AC
שימוש במהפך להמרת זרם DC למתח AC הוא דרך מצוינת להפעיל את הגאדג'טים האלקטרוניים שלך. אתה יכול לעשות זאת באמצעות פאנל סולארי.
המעגל הבסיסי שבו משתמש מהפך כדי להמיר DC ל–AC מורכב משני סלילים של חוטי נחושת. המתח של שני הסלילים יקבע את הפלט.
מהפך משתמש גם במתנד כדי להפוך את ה–DC ל–AC. זהו אותו סוג של מעגל שבו משתמש פאנל פוטו–וולטאי ליצירת מתח DC.
המהפך משתמש גם במסננים כדי לנקות את ה–AC. זה גם משתמש בקבל כדי לייצר צורת גל חלקה.
מהפך טוב יוכל לייצר גל מרובע. זוהי צורת גל טובה לשימוש עבור יישומים בעלי רגישות נמוכה. עם זאת, שימוש בגל ריבוע עלול לגרום ל"זמזום" בשימוש עם ציוד שמע.
גם מהפך ברמה גבוהה יוכל לייצר גל סינוס. צורת גל זו דומה לזו המופקת על ידי גנרטור, אך היא חלקה יותר מהספק ה–AC המסופק לביתך.
הדבר החשוב ביותר שיש לזכור לגבי המהפך הוא שהתפוקה צריכה להיות גבוהה משיא ההספק של המכשיר. הסיבה לכך היא שהיעילות של המכשיר תפחת ככל שיועבר יותר כוח דרך המעגל. מכשיר בעל הספק גבוה יותר ידרוש יותר הספק כולל כדי להפיק את אותה כמות הספק "אמיתי".
ישנם סוגים רבים של ממירים לבחירה. המהפך הטוב ביותר עבור הפנל הסולארי שלך יהיה תלוי בצרכים ובתקציב שלך.
הממירים היוקרתיים החדשים ביותר יכולים לפעול במאות אלפי וולט. ניתן להשתמש במכשירים אלה גם להפעלת מכשירי חשמל ביתיים קטנים.
רוב הממירים משתמשים בהתקני מצב מוצק כמו טרנזיסטורים כדי להפעיל את המעגלים שלהם. הם גם משתמשים נגדים וקבלים. בנוסף, הם משמשים במגוון יישומים תעשייתיים כגון עיבוד מזון ומכונות דפוס.
תאים ממירים פוטונים לאלקטרונים
תאים פוטו–וולטאיים אופייניים עשויים משתי שכבות של חומר מוליך למחצה סיליקון מסומם. לכל שכבה יש פער פס, שהוא הבדל פוטנציאלי בין שתי השכבות. באופן אידיאלי, פער הלהקה הוא 1.4 אלקטרונים–וולט. פער הפס מאפשר לחומר התא לספוג ספקטרום אנרגיה מסוימים.
כאשר האור פוגע בחומר המוליך למחצה דו–שכבתי, הוא יוצר אקציטון, או מטען חיובי, וזוג אלקטרונים–חור. האלקטרונים המשוחררים נוטים לנוע לצד ה–n של התא. הם מנסים למלא את החורים. עם זאת, לא ניתן לעשות זאת מכיוון שהאלקטרונים אינם יכולים לנוע במצב לא נרגש.
כאשר האלקטרונים נרגשים, הם נעים דרך החומר ברצועת הולכה. לאחר מכן הם נאספים על ידי מתכות מוליכות חשמלית. מגעי מתכת אלה הם קווים דמויי רשת על התאים הסולאריים. סידור זה יוצר משפך הולכה לייצור חשמל. זה מאפשר לחומר התא ללכוד את האלקטרונים החופשיים ולהמיר אותם לחשמל.
ישנם שני סוגים של תאים פוטו–וולטאיים, תאים עם צומת יחיד ותאים מרובי צומת. לתאים מרובי צומת יש יותר מפער פס אחד, מה שמאפשר המרה של ספקטרום אנרגיה רב יותר לחשמל.
חומרים אופייניים לתאים סולאריים סופגים ספקטרום אנרגיה מסוימים ולא אחרים. לדוגמה, סיליקון עובד בצורה הטובה ביותר עם פוטונים בחלק האדום של הספקטרום. עם זאת, ככל שאורך הגל של הפוטון ארוך יותר, כך הוא אורז פחות אנרגיה.
חוקרים מצאו דרך להגביר את היעילות של תאים סולאריים. הם מציעים שהמפתח הוא פנטאצן, פולימר אורגני הסופג פוטונים כחולים וירוקים ומייצר שני אקציטונים מפוטון בודד. לטכניקת עירור כפולה זו יש פוטנציאל להגביר את היעילות של תאים סולאריים ל-35%.
חוקרים מאוניברסיטת קיימברידג' פיתחו טכניקה חדשה להשגת זאת. הטכניקה משתמשת באור נראה, ולא באור אולטרה סגול, ששימש במחקרים קודמים. זה יכול לעזור לחוקרים לפתח יישומים מעשיים לפאנלים PV סולאריים.
ממירים מגנים מפני אי אם הפנל הסולארי שלך מחובר לרשת החשמל
בין אם אתה בעל בית או בעל עסק, הממיר שלך מגן מפני אי כאשר הפנל הסולארי שלך מחובר לרשת החשמל. זוהי תכונת בטיחות חשובה המובנית בכל הממירים המחוברים לרשת על פי חוק.
ממירים מגנים מפני אי על ידי ניטור צורת הגל של הרשת. אם הוא מזהה כי הרשת פגומה, המהפך יכבה אוטומטית ויכבה את החיבור של הבית לרשת. זה עוזר להבטיח את בטיחותם של עובדי חשמל וציוד.
העיצוב הטיפוסי של מהפך נגד אי–אי מבוסס על שימוש במיקרו–בקר (MCU) ליצירת אות הפעלה/השבתה של ממסר. אות זה מוחזק לאחר מכן על ידי מנהל ההתקן של הממסר.
גם ממירים נגד אי–אי נדרשים לעמוד במפרטים מחמירים. מפרטים אלה כוללים מרווח מגע מינימלי של 1.5 מ"מ בכל מוט. זה מבטיח שהחשמל לא יוזן בחזרה לרשת, מה שעלול להיות מסוכן לעובדי קו החשמל.
העיצוב של ממירים נגד איים הוא מורכב. הוא מבוסס על זיהוי מתח, זיהוי תדר וגורמים נוספים. המטרה היא לזהות ולחסל NDZs (אזורים שאינם זיהוי), שהם אזורים שבהם הממירים עשויים שלא להיות מסוגלים לזהות שינוי בהספק הרשת.
מספר עיצובים של מהפך משתמשים במאפנן רוחב דופק (PWM) כדי לייצר את צורת הגל AC הנדרשת. הם גם משתמשים בזיהוי תדרים כדי לנטר את צורת הגל של הרשת.
ללא קשר לאופן שבו המהפך מזהה בעיה, חשוב לנתק את הבית מהרשת בזמן. זה יכול לעזור למנוע הפסדים יקרים.
ישנם מצבים שבהם מהפך עשוי עדיין לספק חשמל לרשת. לדוגמה, אם עובד שירות עובד על תיקון קו חשמל שאינו תקין, הוא או היא עלולים לבוא במגע עם חוט פעיל, מה שעלול להוביל לכוויות קשות או למוות.
הקלות מס והטבות מס עבור פאנלים סולאריים
בין אם אתה בעל בית או עסק מסחרי, אתה יכול ליהנות מהקלות מס ונקודות זיכוי מס עבור פאנלים סולאריים. פאנלים סולאריים הם מוצר חוסך אנרגיה המייצר חשמל לביתכם, והם יכולים לעזור לכם לסלק חובות מס של אלפי דולרים. עם זאת, תמריצים סולאריים משתנים מאוד ממדינה למדינה. אם אתם מתעניינים במוצרים סולאריים, עדיף להתייעץ עם איש מקצוע לפני ביצוע רכישה.
בין התמריצים הסולאריים הנפוצים ביותר הם זיכוי מס ותעודות אנרגיה מתחדשת. עם זאת, קיימים גם תמריצים אחרים. לחלקם יש מועדים, ועליכם לפעול במהירות כדי להבטיח שלא תפספסו את ההזדמנות לחסוך.
זיכוי מס פדרלי יכול לחסוך לך אלפי דולרים במסים. עם זאת, עליך לעמוד בכישורים מסוימים כדי לקבל זיכוי. על מנת להיות זכאי, עליך להיות הבעלים של מערכת פאנלים סולאריים, להיות בעל הכנסה חייבת במס ובעל בית מגורים ראשוני או משני.
האשראי הפדרלי שווה 30 אחוז מעלות התקנת מערכת פאנלים סולאריים. זה חל על שנת ההתקנה. המשמעות היא שאם תתקין מערכת של $10,000, תקבל זיכוי של $3,000 בשנת 2022. אם תתקין מערכת $20,000, תקבל זיכוי של $6,000. זיכוי המס מוחל על המחאת החזר המס שלך.
בנוסף לזיכוי המס הפדרלי, חלק מהמדינות מציעות הלוואות מסובסדות למערכות אנרגיה סולארית. הלוואות אלו זמינות דרך ממשלת המדינה או ארגון לא ממשלתי. עליך לבדוק עם חברת החשמל המקומית שלך או סוכנות אנרגיה מקומית כדי ללמוד עוד על הלוואות מסובסדות.
אמנם ייתכן שאינך זכאי לזיכוי המס הפדרלי המלא, אך תמיד תוכל לתבוע את הזיכוי שלך בהחזר המס הבא שלך ל–IRS. אתה יכול גם להעביר את האשראי שלך לשנה הבאה.