Идея использования энергии солнца для удовлетворения бытовых нужд появилась у человека давно. Сегодня уровень технологий дошел до того уровня, когда купить солнечные батареи для дома и дачи может практически каждый. Во многих странах с жарким климатом солнечные батареи выступают в качестве практически непременного атрибута домостроительства. В нашей стране подобные тренды пока не получили широкого распространения, хотя первые шаги в этом направлении уже делаются.

Новшеством в России солнечные батареи назвать уже нельзя. Энергетическая компания АЛЬТЭКО уже более 13 лет занимается продажей и установкой солнечных электростанций по всему миру. Тем не менее, многие потенциальные покупатели ошибочно ставят знак равенства между солнечными батареями и коллекторами. Между тем, эти устройства работают на полностью отличных принципах, а объединяет их использование солнечных лучей. В частности батареям для выработки энергии не требуется применение теплоносителя, так как они напрямую трансформируют солнечную энергию.

В последние годы технологии производства позволили существенно снизить массогабаритные параметры солнечных батарей, что позволяет со всей ответственностью называть их панелями, обладающими при этом эстетичным внешним видом.

Основные принципы работы солнечных батарей

Солнечные батареи работают на принципах фотоэффекта, позволяющих преобразовывать энергию солнца в электричество. Достигается это за счет применения полупроводников, среди которых наибольшее распространение получил кремний.

В свою очередь в солнечных панелях применяется поли- и монокристаллический кремний. Последний имеет характерный темно-серый цвет, а панели из него, выпускаемые в условиях промышленных предприятий отличаются минимальной толщиной. Поликристаллический кремний появился относительно недавно и отличается более высокой эффективностью. Технология его производства кардинально отличается, и поверхность имеет синий цвет с яркими переливами. Для него также характерно включение в структуру мышьяка и бора.

Для работы солнечных панелей требуется соблюдение условия, так называемого в науке «перехода p-n». Каждый фотоэлемент составлен из двух слоев полупроводников, один из которых перенасыщен электронами и имеет в структуре атомы бора, а второй включает в себя мышьяк и отличается дефицитом электронов. Названный выше переход представляет собой границу между двумя слоями.

При попадании на фотоэлемент солнечного света слоя начинают взаимодействовать друг с другом, повторяя принципы стандартных батарей. Поступающая солнечная энергия служит основой для активизации электронов, и вырабатывающих энергию. Остается только подсоединить проводник. С учетом того, что никаких химических реакций в процессе выработки электричества не происходит, срок службы панелей оказывается длительным.

В настоящее время работы ведутся в направлении повышения КПД, в том числе за счет включения дополнительных микроэлементов, например, галлия, селена и так далее.

Виды солнечных панелей

Для частного применения все солнечные панели подразделяются на три основных типа, отличные друг от друга технологией производства и отдельными особенностями. Вне зависимости от вида, созданы такие батареи на основе кремния.

  1. Пленочные солнечные батареи. Выпускаются на основе аморфного кремния. Выглядят в виде пленки, что делает их удобными в эксплуатации и невосприимчивыми к внешнему погодному воздействию. В тоже время в условиях плохой погоды КПД не превышает 20%. Пленочные модели наиболее доступные по стоимости и в среднем на 1Вт электроэнергии стоимость составляет около доллара.
  2. Монокристаллические батареи. Лучшие из существующих на сегодня образцы, обладающие небольшими размерами, минимальным весом, устойчивостью к воздействию влаги, и высокой эффективностью. К числу недостатком можно отнести снижение КПД в условиях рассеянного солнечного света, а также высокую стоимость (около 1,5 долларов за 1Вт).
  3. Поликристаллические батареи. На фоне предыдущих моделей обладают меньшей зависимостью от степени концентрации света, и практически не теряют КПД при его рассеивании. В зависимости от модели стоимость такие панелей в расчете на 1Вт варьируется в пределах 1,1-1,3 доллара.

Основы выбора солнечных панеле для дома или дачи

В процессе выбора солнечных батарей необходимо предварительно произвести предварительные расчеты потребной для обеспечения домовладения электроэнергии, после чего сравнить данные с производительностью той или иной системы. При этом необходимо учитывать, что в зависимости от условий освещенности и производительность будет различной. На производство электричества влияет и наклон панели относительно горизонта.

В процессе расчета определяются показатели для трех временных интервалов: зима, лето, весна-осень. Соответственно в различных странах результаты расчетов будут различными. Практика показывает, что при оценке оборудования необходимо отталкиваться от заявленной номинальной мощности, так как максимальные показатели достигаются только в идеальных условиях, встречающихся в жизни крайне редко.

Чтобы обеспечить дом электроэнергией недостаточно просто установить батареи, требуется еще аккумулятор для накопления энергии, а также инвертор и контролер уровня напряжения. Если все предусмотреть правильно, то солнечные батареи способны полностью заменить традиционные электросети. Можно не сомневаться, пройдет еще немного времени, и энергия солнца станет основой для выработки электроэнергии на Земле.

Солнечные панели в виде черепицы от Илона Маска

Компания Tesla объявила о начале предварительных продаж оригинальных солнечных батарей Solar Roof, выполненных в виде стандартной кровельной черепицы. Каждая плитка выпускается из стекла, стилизованного под

Read More

Поезд на солнечных батареях в Индии

В Индии уже через несколько лет начнет работу первый поезд, использующий в качестве топлива солнечную энергию. Подобное заявление сделал глава национального министерства науки и технологий

Read More

Самолеты на солнечных батареях уже далеко не миф

Для беспилотной авиации вопросы автономности полета имеет первостепенное значение, поэтому ученые все чаще стремятся использовать солнечную энергию. Китайские ученые, представляющие Академию космической аэродинамики, провели испытания

Read More

Tesla запитала солнечной энергией целый остров

Представители компании Tesla через собственные аккаунты в социальных сетях объявили о том, что полностью завершили работы по переводу энергообеспечения острова Тау, расположенного на просторах Тихого

Read More