Солнечные батареи – это ключевой узел системы фотоэлементов, посредством которых солнечная энергия преобразовывается в электрический ток. Хотя фотогальванический эффект, лежащий в основе технологии производства солнечных батарей был открыт еще в 1839 году А.Э. Беккерелем, первые солнечные батареи появились лишь в 30-х годах в СССР, и имели практически нулевой КПД. В 50-х годах в США были получены солнечные батареи с КПД 6%, и лишь в середине 80-х КПД солнечных батарей превысил 10%. КПД современных батарей составляет от 6% до 30 %, в зависимости от технологии изготовления.
Сегодня на рынке существуют следующие солнечные батареи для дома:
- тонкопленочные солнечные модули, которые просты в монтаже и позволяют сохранять высокую мощность даже при низком освещении;
- кристаллические солнечные модули со сроком службы более 20 лет и с более высокой, чем у тонкопленочных солнечных батарей эффективностью.
Солнечные модули из аморфного кремния (тонкопленочные модули) представляют собой фотоэлектрический модуль с твердотельным монолитным устройством из двойного
перехода (p-i-n/p-i-n) аморфного кремния. Таким образом достигается высококачественная герметизация по типу "стекло-стекло", обеспечивающая солнечным батареям прочность и устойчивость. Хотя солнечные тонкопленочные модули и имеют стильный дизайн и легко монтируются при помощи алюминиевых профилей, они значительно менее долговечны, чем солнечные батареи на основе кристаллического модуля. Срок их "жизни" – не более 15 лет, а эффект SWE деградации ("выгорание", Staebler–Wronski effect) по мощности может составить до 40% уже в первые месяцы эксплуатации. После отметки 40% эффект SWE идет на спад.
Вместе с тем, тонкопленочные солнечные модули более дешевые, чем остальные виды солнечных батарей.
Кристаллические солнечные модули в свою очередь делятся на поликристаллические и монокристаллические. По сути, разница между этими двумя типами солнечных батарей состоит лишь в КПД. Для монокристаллических солнечных модулей показатель КПД выше на 1%, чем для поликристаллических. Поликристаллические солнечные батареи показывают хорошие результаты по мощности при прямом солнечном излучении, но при рассеянном излучении их эффективность значительно ниже, чем у монокристаллических.
Кристаллические модули составляют 85% от всех производимых в мире солнечных батарей по состоянию на 2011 год.
Для накопления электроэнергии, получаемой из солнечных модулей используют буферные аккумуляторы. Наибольшее распространение получили никель-кадмиевые (NiCd) и свинцово-кислотные (Sealed Lead Acid, SLA) аккумуляторы. Также возможно применение литий-ионных аккумуляторов, но они требуют установки дополнительного оборудования.
Солнечная батарея для дома – высокотехнологичный продукт, который сложно произвести в домашних условиях. На какие же критерии следует опираться при покупке этого оборудования?
Основной показатель для солнечных батарей – их мощность.Именно от мощности будет зависеть скорость зарядки батареей буферных аккумуляторов и поддержка нагрузки заданной мощности в период использования накопляемой электроэнергии.
Специалисты рекомендуют выбирать солнечные батареи мощностью намного большей, чем требуется. Чтобы возможный избыток мощности не пропал попусту, следует использовать преобразователь напряжения.
Также следует учесть, что паспортные характеристики солнечных батарей указываются для стандартных условий освещения, которое, как правило, принимается вдвое ярче среднего показателя. Таким образом, запас солнечной батареи по току (мощности) должен на 50% превышать расчетный.
Мир постепенно переходит на энергоэффективные и экологичные технологии, популярность и востребованность которых растет с каждым днем. Энергия Солнца намного безопаснее ядерной, экологически чистая и практически неисчерпаема. Солнечная энергия бесплатна, и, используя солнечные батареи, можно наладить экономичное и автономное электроснабжение жилища.
Александр Гнатенко
Санкт-Петербург станет одним из первых российских городов, реализующих пилотный проект по использованию и установке солнечных батарей отечественного производства,...
Человеку для нормальной жизнедеятельности просто необходима вода. Среди основных видов бурения выделяют два основных: на песок и на известь. Второй способ получения...
Чугунные батареи могут отдавать больше тепла, еще приложить к этому некоторые усилия. Готовиться к этому нужно до начала отопительного сезона. Удаляем с батарей старый...
В последние годы строительство наисовременнейших стадионов стало чем-то вроде "Холодной Войны". Как крупнейшие, так и небольшие державы мира соревнуются между собой...
