Солнечные панели

Солнечные панели (батареи, модули) – наиболее перспективные источники электрической энергии для использования как в быту, так и в промышленности

Этот прибор является электрическим фотогенератором постоянного тока.

Принцип работы: световые фотоны вырывают электроны с орбит атомов полупроводника и создают, таким образом, большую массу свободных электронов (готовых образовать электрический ток). Когда цепь (устройства) замыкается – образуется электроток.

Отдельный электрофотогенератор не дает достаточно мощности, поэтому соединен с себе подобными в панель (параллельное или последовательное соединение).

Разные по величине и соединению солнечные панели имеют разные параметры силы тока и напряжения. Площадь такого прибора-модуля бывает от нескольких см.кв до нескольких м.кв.: чем больше площадь прибора, тем больше его мощность.

Преимущества солнечных панелей

Факторы, определяющие мощность и КПД солнечного модуля

Географическое расположение региона (географическая широта)

         Угол падения световых лучей (погода, время суток, сезон)

                   Солнечная интенсивность (освещенность)

                             Площадь устройства

Типы кремниевых солнечных модулей

Монокристаллическая кремниевая солнечная панель (mono-Si) изготавливается из высокоочищенного сырья. Такая панель почти не меняет своих рабочих свойств в течение 25-30 лет (возможно лишь некоторое потемнение технического полимера, герметизирующего пластины). Эти отопительные агрегаты имеют КПД до 22%.

Поликристаллическая кремниевая солнечная панель (poli-Si) изготавливается из сырья первичной очистки и вторичного сырья (отходы металлургической отрасли и переработки солнечных панелей). Имеет незначительные дефекты в фотоэлементах и примеси кислорода/углерода. Такая панель достаточно востребована, выпускается серийно и имеет КПД до 18%.

Недостатки солнечных панелей

Наличие токсичных веществ (кадмий, свинец, галлий, мышьяк и пр.) в устройстве и при изготовлении фотоэлементов или дополнительных агрегатов для солнечных приборов. Сама добываемая электроэнергия – экологически безопасна.

Высокая цена солнечной панели при небольшом КПД - 1 м.кв. солнечной панели вырабатывает до 120 Ватт электромощности

Малый КПД по сравнению с традиционными энергоприборами – 14-22%

Долгий срок окупаемости

Зависимость энергопродуктивности от погоды: малая эффективность в туман или зимой

Зависимость энергопродуктивности от географической широты региона

Необходимость дополнительного оборудования (аккумулятор, инвертор и т. д.) и места для его монтажа

Необходимость периодической очистки поверхности прибора от загрязнений

Необходимость в использовании системы охлаждения (так как КПД каждого фотоэлемента снижается при перегреве)

Необходимость утилизации прибора после выхода из строя в связи с содержанием токсичных веществ

Чем мощнее солнечное устройство - тем большая площадь требуется для его монтажа.

Рекомендуется использовать солнечную панель с ускоренным зарядным током, в пределах 0,15-0,3 от энергоемкости аккумулирующего устройства.

Для агрегатов, что потребляют много мощности, солнечные батареи не применяются.

В связи с зависимостью солнечных приборов от погоды, целесообразна их работа в совокупности с прочими энергоисточниками: так называемая "гибридная" энергосистема или использование аккумулирующих приборов для сохранения электроэнергии в непогоду.

Для увеличения выработки электротока солнечную батарею ориентируют по Солнцу. Следует отметить, что желаемая ежедневная ориентация затруднительная и дорогостоящая: только в больших энергосистемах используют устройство слежения за положением Солнца (трекер) для повышения энергопродуктивности. Для сглаживания колебаний мощности солнечного прибора из-за смены погоды или в вечернее время, используют электроаккумулятор(ы) и электростанции (в крупных проектах).