Portrait de Богдан Лакомський
Богдан Лакомський

Як працюють сонячні батареї

Моя оцінка корисності цієї статті: 
4 - Дуже важливо

Сонячна альтернативна енергетика розвивається активно вже останні 20 років. Детальніше про те як працюють сонячні батареї, чим відрізняються і з яких матеріалів виробляються ми розповімо в даній статті

Енергія сонця доступна абсолютно будь-якому жителю нашої планети і, до того ж, є нескінченним джерелом. Цей колосальний за обсягом і чистий з екологічної точки зору енергетичний ресурс являє собою цілком реальну альтернативу викопним видам палива, які в даний час забруднюють атмосферу нашої планети і воду, загрожують нашому здоров'ю. Якщо ми не скористаємося таким загальнодоступним ресурсом, то це стане серйозною несправедливістю по відношенню до наших дітей і всім майбутнім поколінням.

В наш час з'явилося безліч різної техніки, від смартфонів до електромобілів і многокіловаттних домашніх сонячних електростанцій, які отримують електроенергію за рахунок сонячних батарей. Доречі, Ви можете замовити сонячну електростанцію з монтажем на сайті компанії https://solarenergo.ua/uk/, яка працює у сфері сонячної енергетики вже понад 6 років. Якщо ще пару десятків років тому вважалося дивом робота мікрокалькулятора з вбудованим фотоелементом, то сьогодні вже з'явилися і безпілотні літаки, і електромобілі, що живляться виключно сонячною енергією, не кажучи вже про смартфони, в задню панель яких вшита сонячна панель.

сонячні панелі для дому

Принцип роботи сонячної батареї

Сонячна батарея являє собою ланцюг, кожен елемент якої є напівпровідниковий пристрій - фотоелемент, що перетворює сонячне світло в електричний струм. Сам процес такого перетворення називається фотоелектричним ефектом.

Основою фотоелемента є напівпровідник, що складається з атомів двох типів, які по суті своїй відрізняються тільки або надлишком, або нестачею електронів. Сонячні промені "висмикують" зайві електрони з одного шару (n-типу), а ті в свою чергу знаходять собі порожні клітинки і заповнюють їх в p-шарі. І цей процес протікає по колу таким чином.

Спочатку в якості матеріалу для напівпровідникових фотоелементів використовувався селен (Se). Однак зараз масове поширення набув кремній (Si) як найкращий матеріал для фотоелементів. У кремнієвих напівпровідників найвищий коефіцієнт фотоелектричного перетворення в порівнянні з фотохімічними і органічними фотоелементами. Він становить приблизно 25%, а в результаті потужність метрового кремнієвого фотомодуля може досягати 125 Вт. Однак їх по потужності випереджають тільки сонячні панелі виготовлені з арсеніду галію (GaAs), здатні генерувати електрику до 150 Вт з квадратного метра. Проте такий матеріал набагато дорожчий тому не вигідний в застосуванні.

Окремо взятий фотоелемент виробляє лише малу частку енергії, тому їх об'єднують в електричні ланцюги. Саме таким чином формуються сонячні батареї. Всі сонячні батареї відрізняються по потужності виробленої електроенергії. Потужність залежить від конструкції батареї та від її площі.

Типи сонячних панелей

Існують два основних типи сонячних батарей. Вони виготовлені з одного матеріалу, кремнію, але відрізняються процесом їх виготовлення:

  • монокристалічні
  • полікристалічні

Відмінність їх в тому, що в першому варіанті осередки фотомодуля виготовляються з цілісних шматків кремнію, які спеціально вирощуються за певними правилами. Це більш енерговитратний процес, проте монокристалічні панелі більш зносостійкі та краще витримують перегрів, а відповідно будуть довше служити вам.

сонячні батареї на даху будинку

У полікристалічних ж панелях осередки сплавляються з дрібних шматочків кремнію в певних формах. Звичайно, цей процес більш легкий, менш витратний, але продуктивність полікристалічних панелей відповідно нижче, допускається більше браку.

Монокристалічні панелі коштують трохи більше (на 15-20%), але більш потужні ті довговічні, ніж полікристалічні сонячні панелі. Для виробництва такої ж кількості електрики, яку дають монокристали, полікристалічним панелям буде потрібно приблизно в 1,2-1,3 рази більша площа панелей. А це додаткова вартість кріплень і самого монтажу.

Кілька слів про розміри сонячних батарей

Сонячні панелі, що застосовуються як в приватних домогосподарствах, так і в промислових фотоелектричних станціях, бувають двох форматів: (1,6 м х 1 м) і (2 м х 1 м). Розміри в принципі можуть трохи змінюватись в допустимих межах залежно від їх виробника. Розмір фотомодуля залежить від параметрів складових її осередків (довжини і ширини), а також від їх загальної кількості, але головне, від їх потужності. Деякі виробники навмисно збільшують площу фотомоделі для того, щоб сонячна панель стала потужнішою за панель їх конкурентів.

Зазвичай сонячні батареї меншого формату встановлюють на дах будинку, а панелі двометрового формату використовують для наземних конструкцій.

Наші інтереси: 

.

Підписуюсь на новини

Зверніть увагу

Творимо!

Наш розвиток у жовтні 2021: теологічна конференція спільноти НО, люди і тварини, оновлення сайту

У жовтні маємо остаточно завершити тему Homo intelis, опублікувати виступи учасників 41 конференції, оновити сайт і продовжити роботу над новою редакцією книги «Пшениця без куколю» (2022).