Сонячні панелі

Сонячні панелі (батареї, модулі) – найбільш перспективні джерела електричної енергії для використання як у побуті, так і в промисловості

Цей прилад є електричним фотогенератором постійного струму.

Принцип роботи: світлові фотони виривають електрони з орбіт атомів напівпровідника і створюють, таким чином, велику масу вільних електронів (готових утворити електричний струм). Коли ланцюг (пристрою) замикається – утворюється електрострум.

Окремий электрофотогенератор не дає достатньо потужності, тому з'єднаний з собі подібними в панель (паралельне або послідовне з'єднання).

Різні за величиною і з'єднанню сонячні панелі мають різні параметри сили струму і напруги. Площа такого приладу-модуля буває від кількох см. кв до декількох м. кв.: чим більше площа приладу, тим більша його потужність.

Переваги сонячних панелей

Фактори, що визначають потужність та ККД сонячного модуля

Географічне розташування регіону (географічна широта)

         Кут падіння світлових променів (погода, час доби, сезон)

                   Сонячна інтенсивність (освітленість)

                             Площа пристрою

Типи кремнієвих сонячних модулів

Монокристаллическая кремнієва сонячна панель (mono-Si) виготовляється з високоочищеного сировини. Така панель майже не змінює своїх робочих властивостей протягом 25-30 років (можливо лише деяке потемніння технічного полімеру, герметизуючого пластини). Ці опалювальні агрегати мають ККД до 22%.

Полікристалічна кремнієва сонячна панель (poli-Si) виготовляється з первинної сировини очищення і вторинної сировини (відходи металургійної галузі та переробки сонячних панелей). Має незначні дефекти в фотоелементах і домішки кисню/вуглецю. Така панель досить затребувана, випускається серійно і має ККД до 18%.

Недоліки сонячних панелей

Наявність токсичних речовин (кадмій, свинець, галій, миш'як тощо) в пристрої і при виготовленні фотоелементів або додаткових агрегатів для сонячних приладів. Сама видобувається електроенергія – екологічно безпечна.

Висока ціна сонячної панелі при невеликому ККД - 1 м. кв. сонячної панелі виробляє до 120 Ват електропотужності

Малий ККД у порівнянні з традиційними энергоприборами – 14-22%

Довгий термін окупності

Залежність энергопродуктивности від погоди: мала ефективність в туман або взимку

Залежність энергопродуктивности від географічної широти регіону

Необхідність додаткового обладнання (акумулятор, інвертор і т. д.) і місця для його монтажу

Необхідність періодичної очистки поверхні приладу від забруднень

Необхідність у використанні системи охолодження (так як ККД кожного фотоелемента знижується при перегріві)

Необхідність утилізації приладу після виходу з ладу у зв'язку із вмістом токсичних речовин

Чим потужніший сонячне пристрій - тим більша площа потрібна для його монтажу.

Рекомендується використовувати сонячну панель прискореним зарядним струмом, в межах 0,15-0,3 від енергоємності акумулюючого пристрою.

Для агрегатів, що споживають багато потужності, сонячні батареї не застосовуються.

У зв'язку із залежністю сонячних приладів від погоди, доцільна їх робота у сукупності з іншими энергоисточниками: так звана "гібридна" енергосистема або використання акумулюючих приладів для збереження електроенергії в негоду.

Для збільшення вироблення електроструму сонячну батарею орієнтують по Сонцю. Слід зазначити, що бажана щоденна орієнтація скрутна і дорога: тільки у великих енергосистемах використовують пристрій стеження за положенням Сонця (трекер) для підвищення энергопродуктивности. Для згладжування коливань потужності сонячного приладу через зміни погоди або у вечірній час, використовують електроакумуляторами(и) і електростанції (у великих проектах).