Панели солнечной энергии

Панели солнечной энергии – это устройства, которые служат для преобразования энергии солнца в постоянный ток. Работа этих панелей основана на работе фотоэлементов – преобразователей, которые соединены между собой в один модуль.  Совокупность модулей называется батареей, или панелью солнечной энергии.

Виды солнечных батарей

Существует несколько типов панелей, которые отличаются своей работой, материалами изготовления, технологиями производства и другими деталями, существенно влияющими на эффективность и цену систем.

Солнечные панели разделяют на две основных категории: кремниевые и пленочные. В кремниевых панелях основным материалом, выступающим в качестве приемника света, выступает кремний в различных своих состояниях. Пленочные панели отличаются большей дешевизной материалов и изготовления, и часто – эластичностью панелей.

Среди кремниевых батарей выделяют:

• Монокристаллические. Их производят по сложной технологии, которая требует полной очистки кремния, из которого потом отливают монокристалл. Из монокристалла затем делают пластины толщиной до 300 мкм, которые потом соединяют электродами на одном модуле. За счет структуры кристалла, которая образует параллельные соединения, монокристаллические панели обладают высоким коэффициентом полезного действия – до 22%.
• Поликристаллические. Они более просты в производстве, что обеспечивает менее высокие цены, но и меньший КПД. Чтобы изготовить поликристаллический кремний, его медленно охлаждают. За счет образования поликристаллов, отличающихся непараллельными соединениями, КПД такого фотоэлемента падает до 18% и ниже.
• Аморфные. В технологии производства аморфных кремниевых панелей используют кремневодородный материал. Он отличается своей эластичностью, лучшей поглощаемостью солнечного света (почти в 20 раз больше, чем у кристаллических панелей). Такие солнечные батареи способны преобразовывать даже солнечный свет в облачную и пасмурную погоду, во время сумерек. Но то, сколько энергии вырабатывает аморфная солнечная панель, немного расстраивает: ее КПД колеблется в пределах 5%.

Кроме основных видов солнечных батарей на кремниевой основе, существуют так же смешанные. Их принцип работы основан на смешивании технологий, скажем, монокристаллических панелей с аморфными. Такая конструкция помогает компенсировать недостатки одной технологии преимуществами другой, что значительно повышает производительность системы.

Солнечные панели пленочного типа:

• На основе Irtran-6 (кадмия теллурид). Материал хорошо поглощает свет, благодаря чему широко используется в изготовлении солнечных батарей для бытового, промышленного использования, а так же для солнечных энергостанций в космосе. Вопросом, который повсеместно ставят противники использования солнечной энергии, является влияние яда, выделяемого в атмосферу при использовании батарей с этим веществом. Но специалисты, изучающие эту проблему, утверждают, что количество яда не может оказать серьезного влияния на организм человека или окружающую среду.
• На основе полупроводникового твердого раствора селена, индия, меди и галлия. При изготовлении солнечных панелей этого типа индий является основным веществом. Иногда, его могут заменять галлием, схожим по свойствам с индием. Благодаря такому соединению веществ, КПД этих панелей повышается до 20%.
• На основе полимеров. Это один из самых дешевых и легких в производстве типов солнечных батарей. Они не выделяют никаких токсинов в атмосферу и отличаются крайней эластичностью, достигаемой благодаря толщине светоприемников: 100 мкм. Но, за счет дешевых материалов и простоты производства, у таких батарей довольно низкая производительность – их КПД не выходит за пределы 5%.

То, сколько выдает энергии солнечная панель, зависит так же и от угла падения солнечных лучей на поверхность батареи. Самые высокие показатели производительности достигаются, когда лучи падают на панели под углом 90̊ . И для того, чтобы сохранять эти показатели существует технология «слежения» за движением Солнца в течение дня, которая помогает повернуть солнечную батарею в нужную сторону для достижения наилучшего эффекта.

В последнее время появилось так же понятие «улучшенная солнечная панель» и многие задаются вопросом, чем же она лучше остальных и сколько дает энергии улучшенная солнечная панель. Немецкие специалисты и ученые других стран смогли усовершенствовать процесс производства панелей так, что их производительность приближается к граничным показателям даже при условиях неидеальных для работы системы. Эти показатели колеблются в пределах 18-23% коэффициента полезного действия.

Если выяснять, сколько выдает энергии солнечная батарея на 150 ватт, можно найти подробные расчеты по регионам, где используются такие батареи.

Преимущества и недостатки использования солнечных батарей

У любой технологии есть свои преимущества и недостатки, и солнечные панели – не исключение.

Преимущества:

• Батареи безвредны для окружающей среды.
• Экономят Ваши средства сравнительно с затратами на оплату услуг электросетей.
• Обеспечивают финансовую независимость от экономических условий.
• При должном обслуживании, работают до 30 лет.

Недостатки:

• Дорогие, как сами панели, так и сервисные услуги.
• Требуют постоянного ухода.
• Производительность слишком зависит от погоды.
• Для полного обеспечения автономности, нужно большое количество модулей.

Таким образом, тщательно разобравшись в вопросе выбора панелей солнечной энергии, расчета рентабельности их установки и других моментах, Вы можете сделать вывод, насколько хорошим решением будет именно для Вас приобрести такую батарею.