Энергия солнца доступна абсолютно любому жителю нашей планеты и, к тому же, является бесконечным источником. Этот колоссальный по объему и чистый с экологической точки зрения энергетический ресурс представляет собой целиком реальную альтернативу ископаемым видам топлива, которые в настоящее время загрязняют атмосферу нашей планеты и воду, угрожают нашему здоровью. Если мы не воспользуемся таким общедоступным ресурсом, то это станет серьезной несправедливостью по отношению к нашим детям и всем будущим поколениям.
В настоящее время появилось множество различной техники, от смартфонов до электромобилей и многокиловаттных домашних солнечных электростанций получающих электроэнергию за счёт солнечных батарей, которые Вы можете заказать у на https://solarenergo.ua с монтажом под ключ. Если ещё пару десятков лет назад считалось чудом работа микрокалькулятора со встроенным фотоэлементом, то сегодня уже появились и беспилотные самолёты, и электромобили, питающиеся исключительно солнечной энергией, не говоря уже о смартфонах, в заднюю панель которых вшита солнечная панель.
Принцип работы солнечной батареи
Солнечная батарея представляет собой цепочку, каждый элемент которой есть полупроводниковое устройство – фотоэлемент, преобразующий солнечный свет в электрический ток. Сам процесс такого преобразования называется фотоэлектрическим эффектом.
Основой фотоэлемента является полупроводник, состоящий из атомов двух типов, которые по сути своей отличаются только либо избытком, либо нехваткой электронов. Солнечные лучи “выдергивают” лишние электроны из одного слоя (n-типа), а те в свою очередь находят себе пустые ячейки и заполняют их в p-слое. И этот процесс протекает по кругу таким образом.
Сначала в качестве материала для полупроводниковых фотоэлементов использовался селен (Se). Однако сейчас массовое распространение получил кремний (Si) как самый лучший материал для фотоэлементов. У кремниевых полупроводников самый высокий коэффициент фотоэлектрического преобразования в сравнении с фотохимическими и органическими фотоэлементами. Он составляет приблизительно 25%, а в результате мощность метрового кремниевого фотомодуля может достигать 125 Вт. Единственно, по мощности опережают только солнечные панели, изготовленные из арсенида галлия (GaAs), способные генерировать электричество до 150 Вт с квадратного метра, но они гораздо дороже потому не выгодны в применении.
Отдельно взятый фотоэлемент производит лишь малую долю энергии, поэтому их объединяют в электрические цепи. Именно таким образом формируются солнечные батареи. Все солнечные батареи отличаются по мощности производимого электричества. Мощность же зависит от конструкции батареи и от её площади.
Типы солнечных панелей
Существуют два основных типа солнечных батарей. Они изготовлены из одного материала, кремния, но отличаются процессом их изготовления:
- Монокристаллические
- Поликристаллические
Отличие их в том, что в первом варианте ячейки фотомодуля изготавливаются из цельных кусков кремния, которые специально выращиваются по определённым правилам. Это более энергозатратный процесс, но зато монокристаллические панели более износостойкие и устойчивые к перегревам, соответственно будут дольше служить вам.
В поликристаллических же панелях ячейки сплавляются из мелких кусочков кремния в определенных формах. Конечно, этот процесс более лёгкий, менее затратный, но производительность поликристаллических панелей соответственно ниже, допускается больше брака.
Монокристаллические панели стоят немного больше (на 15-20%), но мощнее и долговечнее, чем поликристаллические солнечные панели. Для производства того же количества электричества, которое дают монокристаллы, поликристаллическим панелям потребуется примерно в 1,2-1,3 раза больше площади панелей. А это дополнительная стоимость креплений и самого монтажа.
Несколько слов про размеры солнечных батарей
Солнечные панели, применяемые как в частных домохозяйствах, так и в промышленных фотоэлектрических станциях, бывают двух форматов: (1,6 м х 1 м) и (2 м х 1 м). Размеры в принципе могут немного варьироваться в допустимых пределах в зависимости от их производителя. Размер фотомодуля зависит от параметров составляющих ее ячеек (длины и ширины), а также от их общего количества, но главное, от их мощности. Некоторые производители намеренно увеличивают площадь фотомодели для того, чтобы солнечная панель стала мощнее панелей их конкурентов.
Обычно солнечные батареи меньшего формата устанавливают на крышу дома, а панели двухметрового формата используют для наземных конструкций.