0
0

20.11.2017 14:32

Солнечные батареи - перспективность внедрения

Солнечные батареи - перспективность внедрения

Возможность получения электричества из солнечного излучения была продемонстрирована в середине прошлого века. С того времени первые солнечные батареи начали активно внедряться в космическую отрасль. Тогда их производство было очень затратным и требовало много усилий. Вследствие постоянного развития научно-технического прогресса, были внедрены новейшие технологии в производстве данных приспособлений, что повлияло на снижение их стоимости. Широкую заинтересованность общественности, фотоэлектрические преобразователи вызвали в середине 90-х годов. Тогда о них заговорили как о полноценной замене традиционных источников энергии, таких как газ, уголь и нефть.

Современные тенденции

В наше время солнечные элементы широко внедряются как в промышленную, так и в бытовую сферу жизнедеятельности человека. Передовые страны мира, такие как США, Китай и Германия, активно развивают данную отрасль. Ежегодно запускаются в эксплуатацию все новые и новые солнечные электростанции, постепенно наращивается доля выработанной солнечной энергии. 

Использование солнечных батарей для получения электроэнергии в частных хозяйствах является очень выгодным. Данные приспособления обладают рядом серьезных достоинств: 
- получение бесплатной энергии;
- отсутствие подвижных частей;
- экологическая чистота;
- долгий срок службы (до 25 лет).

Принцип работы солнечной батареи

Работа любого солнечного элемента (СЭ) основана на свойстве полупроводниковых материалов генерировать постоянный электрический ток под действием солнечного излучения. Подключая несколько солнечных батарей в единую цепь, удается генерировать больший ток, который накапливается в аккумуляторных батареях (АКБ). Далее через специальный преобразователь (инвертор) ток поступает потребителю.

Что такое фотоэлектрическая система?

Система для генерации электричества, в которую входят солнечные элементы, аккумуляторные батареи, контроллеры заряда, инвертор и другое дополнительно оборудование называется фотоэлектрической. Такая система способна обеспечивать электричеством как отдельные электроприборы так целый объект, например, загородный дом или дачу. 

По способу реализации выделяют два вида фотоэлектрических систем - автономная и резервная. 

Первый тип выгодно применять для электроснабжения удаленных от линий электропередач объектов. В этом случае автономная система выступает в качестве основного источника электроэнергии. Может быть дополнительно укомплектована резервных источником, например дизельным или бензиновым генератором. Когда происходит превышение уровня электропотребления, на которое рассчитана фотоэлектрическая система, автоматика запускает генератор, который покрывает недостачу. 
Главной отличительной особенностью резервной системы электроснабжения на основе солнечных элементов является наличие подключения в центральную электросеть. В этом случае существует возможность продавать избыток сгенерированного электричества государству, а в случае недостачи - покупать из сети. Такая практика распространена в развитых западных странах. 

Типы солнечных батарей

Основным материалом для создания СЭ является кремний. Уже в зависимости от типов кристаллов кремния выделяют монокристаллические и поликристаллические солнечные батареи. Отличие между данными видами существенные. 

Как показали исследования, лучшими свойствами обладают монокристаллические СЭ. Они обладают высокими показателями КПД (до 17%) и долговечностью (способны служить до 30 лет). Наряду с достоинствами, имеют недостаток - дороговизну. Все благодаря тому, что они состоят из цельного куска кремния.

Поликристаллические СЭ имеют худшие характеристики (КПД до 12%, срок службы до 20 лет), но являются более дешевыми. Именно благодаря своей цене, поликристаллические батареи являются самыми распространенными. 

Отдельно стоит выделить солнечные батареи на основе аморфного кремния. Они являются новейшей разработкой в данной сфере. Главные их достоинства - гибкость и универсальность. Они могут быть нанесены на любую поверхность. Главным их недостатком является низкий КПД и высокая стоимость. Хотя, стоит отметить, что наблюдаются тенденции по увеличению их эффективности. Еще несколько лет назад КПД солнечных элементов на основе аморфного кремния составлял не более 4%, то сейчас этот показатель вырос до 7-8%.

Солнечные батареи для бытового применения

Идея создания собственной солнечной электростанции с каждым годом является все популярней. В свете постоянного роста цен на энергоносители возможность получения бесплатной электроэнергиии выглядит весьма привлекательно. Солнечные батареи не нуждаются в особом обслуживании и снабжении дополнительными материалами. Кроме того, современные системы снабжены автоматикой, которая минимизирует роль человека в управлении солнечной станцией.

Единственным недостатком солнечной электроэнергии является непостоянность солнечного излучения. В зимние месяцы будет поступать наименьшее количество солнечной радиации, поэтому и вырабатывать станция будет существенно меньше электричества, чем летом. Это нужно учитывать, если предусматривается круглогодичное использование электростанции на основе солнечных элементов. В таком случае необходимо предусмотреть наличие резервного источника питания.