Сонячні батареї набувають все більшої популярності як безпечне і практично повністю автономне джерело електроенергії. Принцип їх роботи досить простий, проте комплекс обладнання з виробництва електроенергії з сонячного світла має високий рівень організації.
Систематичне забруднення навколишнього середовища викидами теплових електростанцій поступово посилює дію парникового ефекту, що викликається підвищення концентрації вуглекислого газу в атмосфері. При збереженні поточного приросту населення, вже через кілька десятків років Світ може опинитися на межі екологічної катастрофи, тому громадськість всіляко прагне розвивати альтернативну енергетику. Зокрема, велике поширення отримали сонячні електростанції, що є екологічно безпечним і ефективним інструментом вирішення енергетичної кризи.
Як працюють сонячні панелі
Сонячна батарея являє собою ланцюг послідовно замкнутих фотоелементів - напівпровідників, здатних до перерозподілу заряду на полюсах під дією сонячного світла. Найбільш поширеним напівпровідниковим матеріалом для створення фотоелементів на даний момент є кремній, однак він має низький коефіцієнт перетворення. Все більшу популярність набирають композитні матеріали, що включають до складу німеччин з арсенідом галію і дозволяють перетворювати до 40% сонячної енергії в електрику. Такі фотоелементи є багатошаровими і застосовуються поки тільки в процесі лабораторних випробувань.
Пристрій систем сонячної генерації електроенергії
Зв 'язка фотоелементів сонячної панелі дає на виході напругу близько 12 вольт і потужність близько 100 Ватт. Кожна панель має кілька зв 'язок, тому сумарна потужність установки відповідно зростає. Вироблена електрика транспортується по мідних проводах до блоку акумуляторів, який розміщується якомога ближче до панелей для уникнення сильних втрат електрики на подолання опору провідника. Сонячні панелі підключені до контролера через концентратор. Така схема підключення дозволяє змінювати потужність споживання залежно від інтенсивності сонячного світла - це одна з основних особливостей сонячної енергетики. Контролер подає напругу на батарею з декількох літій-іонних акумуляторів високої ємності і заряджає їх. Напруги в 12 вольт недостатньо для роботи більшої частини техніки: його можна використовувати лише для освітлення. Харчування побутових приладів відбувається через силовий трансформатор напруги, що перетворює постійний струм на струм промислової частоти з номінальною напругою.
Особливості використання сонячних електростанцій
Хоча навіть у районах Європи з високою хмарністю середньодобова інтенсивність сонячної радіації становить близько 100 Вт/кв. м, панелі не можуть зібрати і перетворити повну кількість енергії. Крім низького ККД, факторами, що впливають на зниження ефективності геліоустановки, є також втрати на перетворення і транспортування електроенергії, зміна потужності поглинання контролером і кут падіння сонячного світла, від якого залежить ступінь його відображення. Також однією з головних особливостей фотоелементів є суттєве падіння їх продуктивності зі зростанням температури напівпровідника. Якщо частина фотоелементів панелі знаходиться в тіні, вона не виробляє електроенергію, а поглинає її, граючи роль паразитного опору.