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 орбіттом напівпровідника та створюють, у такий спосіб, велику масу вільних електронів (готових утворити електричний струм). Коли ланцюг (пристрою) замикається — утворюється електротік.

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

Різні за величиною и з'єднанню сонячні панелі мають різні параметри сили струму та напруги. Площа такого приладу-модуля буває від декількох см.кв до кількох м2.: Що більша площа приладу, то більша його потужність.

Переваги сонячних панелей

Чинники, що визначають потужність і ККД сонячного модуля

Географічне розташування регіону (географічна широта)

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

                   Сонячна інтенсивність (освітлення)

                             Площа пристрою

Типи кремнієвих сонячних модулів

Монокристалічна кремнієва сонячна панель (mono-Siвиготовляється з високоочищеної сировини. Така панель майже не змінює своїх робочих властивостей упродовж 25-30 років (можливо, лише трохи потемніння технічного полімеру, герметизувального пластини). Ці опалювальні агрегати мають ККД до 22%.

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

Брак сонячних панелей

Наявність токсичних речовин (кадмій, свинець, галлій, мишань і ін.) у пристрої та під час виготовлення фотоелементів або додаткових агрегатів для сонячних приладів. Сама електроенергія, що видобувається, — екологічно безпечна.

Висока ціна сонячної панелі за невеликого ККД — 1 м кв. сонячної панелі виробляє до 120 ватів електропотужності

Малий ККД проти традиційних енергоприладів — 14-22%

Довгий термін окупності

Залежність енергопродуктивності від погоди: мала ефективність у туман або взимку

Залежність енергопродуктивності від географічної широти регіону

Потреба додаткового обладнання (акумулятор, інвертор тощо) і місця для його монтажу

Потреба періодичного очищення поверхні приладу від забруднень

Потреба у використанні системи охолодження (так як ККД кожного фотоелементу знижується під час перегрівання)

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

Чим потужніший сонячний пристрій — тим велика площа потрібна для його монтажу.

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

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

У зв'язку з залежністьм сонячних приладів від погоди, доцільна їхня робота в сукупності з іншими енергоджерелами: так звана "гібридна" енергосистема або використання акумулювальних приладів для збереження електроенергії в негоду.

Для збільшення вироблення електрострумів сонячну батарею орієнтують сонячною батареєю за Сонцем. Треба зазначити, що бажана щоденна орієнтація трудівницька та дорога: тільки у великих енергосистемах використовують пристрій стеження за положенням Сонця (трекер) для підвищення енергопродуктивності. Для згладжування коливань потужності сонячного приладу через зміну погоди або у вечірню пору використовують електроакумулятор(и) та електростанції (у великих проєктах).