Солнечные фотоэлектрические батареи

Количество солнечной энергии, получаемой Землей в течение одного часа превышает все мировое годичное энергопотребление. В зависимости от климата и широты расположения местности поток солнечного излучения составляет от 100 до 250 Вт/м²

Принцип работы солнечных батарей заключается в прямом преобразовании солнечного света в генерируемый постоянный ток.

Принцип действия фотоэлектрического элемента (Рис 1):

1. солнечный свет;
2. фронтальный контакт (отрицательный электрод);
3. негативный слой (легированный кремний);
4. слой p-n перехода (барьерный слой);
5. позитивный слой (кремний, легированный донорской примесью);
6. задний контакт (положительный электрод).

Фотоэлементы преобразуют солнечный свет при помощи «фотоэффекта» (фотон=свет).

Электричество может использоваться как непосредственно после преобразования, так и накапливаться в АКБ.

Для получения переменного тока используются инверторы.

В настоящее время для выработки солнечной энергии разработали и успешно применяют, несколько компонентов, это:

1. передвижные фотоэлектрические станции,
2. станции, применяемые для электроснабжения небольших потребителей на дачах, загородных домах,
3. фотоэлектрические станции для электроснабжения домов и некоторых производственных помещений, с использованием, подвижных установок, с переменным и постоянным током,
4. полностью автономные станции с возможностью подключения от электросетей.

Модуль выполняется в виде панели, помещенной в каркас из алюминия, представляет собой фотоэлектрический генератор,включающий стеклянную плиту с внутренней стороны которой между слоями герметизирующей пленки находятся солнечные элементы, соединенные шинками. Изнутри корпуса модуля закреплен блок терминалов, в котором размещены электрические контакты для подключения.

Для питания потребителей применяют фотоэлектрические комплекты, состоящие из солнечной батареи, контроллера заряда АБ и аккумуляторной батареи.

Мощность солнечной батареи принимается из расчета потребления энергии, емкость АБ выбирается в зависимости от батареи, как и контроллер заряда.

Солнечные модули обладают рядом параметров, характеризующих работу это:

1. толеранс — положительный или отрицательный, показывает отклонение реальной мощности от паспортной;
2. коэффициент температуры – определяет состояние выходного тока и напряжения при понижении температуры;
3. эффективность преобразования электрического света – получение достаточной мощности с малых по площади модулей;
4. общее количество энергии затраченной при производстве модуля – окупаемость модуля;
5. срок службы и гарантии – зависит от уверенности производителя в качестве изделия;
6. габаритные размеры и мощность – большие размеры модуля вырабатывают больше мощности, в них присутствует малое количество соединений, это повышает надежность;
7. тип элементов – все они кремниевые, но делятся на три класса:
   1. монокристаллические – наиболее эффективные с хорошими температурными коэффициентами;
   2. поликристаллические –меньшая стоимость за ватт, с равными или лучшими характеристиками как у монокристаллических;
   3. аморфные – с малым КПД, небольшим количеством кремния, но с низким температурным коэффициентом и хорошей чувствительностью при слабом освещении.

В настоящее время, при появлении китайских производителей солнечных модулей, актуален вопрос выбора качественной батареи, цены на них упали, а качество понизилось. Поэтому при выборе необходимо обращать внимание на завод производитель. Существует риск получить батареи неизвестного качества, которые непонятно как будут работать.

По качеству существует четыре класса солнечных элементов:

1. GradeA – отличаются однородностью поверхности и кристаллов, отсутствием трещин, сколов, царапин, коэффициент заполнения вольт-амперной характеристики составит более 0,7.
2. Grade В – видны визуальные дефекты коэффициент ВАХ 0,4 – 0,7 , имеют более низкую цену.
3. Grade С – пригодны для зарядки АБ 12-24-48 В. имеют дефекты, влияющие на работу модуля.
4. GradeD – ломанные элементы, или собранные из обрезков, с визуальными дефектами, в основном идут на переработку.

Ряд преимуществ, которыми отличается работа солнечных батарей:

1. Отсутствие шума и выбросов;
2. Широкая сфера применения;
3. Отсутствие движущихся деталей, что увеличивает срок эксплуатации;
4. Экологическая безвредность, утилизация кремния не приносит вреда.