Конструкция солнечных батарей

В качестве источника электрической энергии могут служить солнечные батареи, использующие солнечный свет, как постоянно возобновляемый источник энергии.

В солнечных батареях используются полупроводниковые устройства, преобразующие солнечную энергию в электрическую - фотоэлектрические преобразователи. Благодаря тому, что в них не применяются подвижные составляющие, солнечные батареи достаточно надёжны, стабильны, с почти не ограниченным сроком службы.

Солнечные батареи независимы от топлива, не выделяют никаких вредных веществ, не загрязняют окружающую среду и не производят никакого шума при работе и поэтому являются самыми экологически чистыми источниками электроэнергии. Существенный недостаток их в том, что они довольно дороги и требуют достаточно больших площадей для размещения солнечных панелей.

Элементы солнечных батарей, преобразующие солнечный свет в электроэнергию, изготавливают из монокристаллического, поликристаллического и аморфного кремния. Элементы на основе аморфного кремния наиболее дешевые, но имеют небольшую мощность и меньший срок службы.

Если же нужна большая энергетическая мощность, то используют батареи с элементами из кристаллического кремния. Сегодня батареи с элементами из кристаллического кремния представлены двумя типами:

• более старое поколение из монокристаллического кремния. Их вырезают из кварцевых пластин. Внешний признак: равномерно черно-серая поверхность
• современное поколение элементов из поликристаллического кремния, которые дешевле, изготавливаются методом литья и состоят из множества связанных кристаллов. Внешний признак: неравномерно переливающаяся синим цветом поверхность

Мощность солнечных батарей постоянно повышается. В настоящее время наиболее мощными являются батареи на элементах из поликристаллического кремния, имеющие степень эффективности 15-16%. Для сравнения, современный двигатель автомобиля имеет степень эффективности порядка 23%. Все остальное (77%) уходит в окружающую среду в виде тепла и выхлопных газов. При оценке экономической эффективности солнечных батарей следует также принимать во внимание то, что они на протяжении всего срока службы не требуют эксплуатационных затрат и никаких капитальных линий электропередач и по сути своей являются источником автономного электроснабжения. И все это без загрязнения окружающей среды.

Конструкция солнечной батареи и ее схема просты. Из кремниевых элементов набирают модули, а из модулей уже собирают солнечную батарею, которая, в свою очередь, входит в гелиостанцию (готовую для эксплуатации установку). Каждый элемент запрессовывают в прочный пластмассовый или стеклянный дисковый корпус, из которых набирают разные по мощности и размерам модули, внешне напоминающие соты. Такая надежная упаковка защищает элементы от влажности и механических повреждений со всех сторон и позволяет эксплуатировать их в жестких климатических условиях годами без какого-либо ухода. В зависимости от потребности в электроэнергии, из модулей набирают различные по рабочей площади солнечные батареи. Затем модули монтируют на специальных устойчивых стойках или крепят прямо на крыше дома, автомобильного прицепа и т. д.

Панели солнечной батареи должны устанавливаться в южном направлении и так, чтобы лучи падали перпендикулярно на плоскость, в этом случае производительность наибольшая. В зависимости от времени года установку солнечных батарей необходимо корректировать. Это осуществляется с помощью трекера – поворотной конструкции, ориентирующей и поворачивающей панели относительно положения Солнца.

В солнечной батарее используется контроллер – устройство, позволяющее следить за уровнем напряжения на клеммах аккумуляторной батареи, в которую поступает энергия от солнечных установок.

Расходы по обслуживанию солнечных батарей сводятся к плановой очистке поверхностей панелей, замене инверторов и аккумуляторов (примерно раз в 10 лет) и контактов, подвергшихся коррозии. Поэтому, можно сказать, солнечные батареи практически идеальный автономный источник электроэнергии.

На нашем сайте в разделе Статьи Вы сможете найти больше информации об альтернативных источниках энергии.