Солнечные батареи – это устройства, принцип работы которых постоянно совершенствуется. Они являются перспективным направлением альтернативного получения электрической энергии. Их применение обеспечивает не только освещение загородного дома, но и поможет решить проблему с автономным отоплением. Работа солнечных батарей дает возможность снабжать любое помещение электрической энергией вдали от проложенных коммуникаций или организовать аварийную работу освещения и отопления при возникновении перебоев в подаче от централизованных систем.
Правила работы
Принцип работы солнечной батареи представляет собой процесс получения электрической энергии от солнечного света в двух кремниевых пластинах, одна из которых покрыта бором, а другая — фосфором. Один материал имеет переизбыток электронов, в другой недостаток.
Устройство и работа солнечных батарей зависит от следующего:
- полупроводниковый материал (поликристаллический или монокристаллический кремний с различной проводимостью, один слой покрыт бором, а другой – фосфором);
- диэлектрический слой, препятствующий прямому переходу электронов;
- вспомогательный источник электропитания, позволяющий электронам преодолевать запорную зону, создавая отрицательным частицам упорядоченное движение;
- аккумуляторная батарея, накапливает и сохраняет электроэнергию;
- контроллер заряда;
- инверторный преобразователь, переводит полученный постоянный ток в переменный;
- стабилизатор, поддерживает уровень напряжения в панели в требуемом диапазоне.
Одна пластина солнечной батареи может обеспечивать энергией небольшую лампочку. Для снабжения электроэнергией нужной мощности загородного дома понадобится довольно большая площадь солнечных панелей. Большое значение на работу панелей оказывает интенсивность солнечного света, которая меняется в зависимости от погоды и времени суток. Материалы изготовления, вид оборудования и принцип работы солнечной батареи влияют на КПД в пасмурную или солнечную погоду:
- монокристаллические (ячейки направлены в одну сторону, цвет черный, КПД 25%, эффективны в солнечную погоду);
- поликристаллические (КПД 18%, синего цвета, могут эффективно работать в пасмурную погоду);
- аморфные (КПД 6% — 12%, малый срок использования, могут вырабатывать электроэнергию в пасмурную погоду, дешевле остальных моделей);
- гибридные (эффективны в пасмурную погоду, на рассвете или закате, работают не только от солнечного света, но и в инфракрасном диапазоне);
- полимерные (в конструкции применяется сетка из алюминиевых проводников, дешевле, легче и компактнее моделей с кремнием, КПД 7%, производство сводится к печатанию нескольких слоев фотоэлементов на пленку).
Достоинства и недостатки солнечных батарей
Использование солнечных батарей для получения электроэнергии имеет свои преимущества и недостатки. К преимуществам можно отнести:
- долговечность (срок работы до нескольких десятков лет);
- экологичность (отсутствие вредных выбросов и отходов);
- простота конструкции и надежность в работе;
- отсутствие шума при работе;
- постоянное функционирование;
- отсутствие необходимости в топливе;
- широкая доступность и возможность выбора нужного варианта;
- полная автономность;
- возможность регулирования уровня мощности.
К недостаткам можно отнести низкий КПД, большую площадь размещения для снабжения загородного дома, сложность сборки и наладки, высокую стоимость и низкую окупаемость.
Области применения
Солнечные батареи, используются во многих сферах:
- электрические автомобили;
- обеспечение энергией загородных домов, зданий и сооружений различного назначения;
- портативные электронные устройства;
- авиация;
- космические аппараты.
Стремление человеческой цивилизации к использованию альтернативных видов энергии ведет к внедрению инновационных технологий. Это обеспечивает дальнейшее развитие процесса получения электроэнергии с помощью солнечного света. Создание панелей с высоким КПД даст возможность повсеместного применения такой технологии.
Источник: Компания GWS-energy