Що таке сонячні батареї

  1. Що являють собою сучасні сонячні батареї
  2. Принцип роботи
  3. Переваги перед іншими джерелами енергії

Про те, щоб використовувати сонячну енергію, люди замислювалися досить давно. Однак ні технологічні можливості, ні, тим більше, уявлення про сонячну систему взагалі, не дозволяли це зробити. Можна сказати, що до XIX століття сама думка про перетворення сонячної енергії в електричну була навіть не мрією, а чимось фантастичним і незрозумілим. Відправною точкою в цьому напрямку вважається відкриття фотогальванічного ефекту, яке здійснив в 1839 році вчений А.Е. Беккерель. Але і це на той момент було лише початковим кроком.

Всерйоз ж про застосування сонячної енергії заговорили тільки через багато років, в 1883 році, коли Чарльз Фріттс винайшов перший в світі модуль, що працює на даному джерелі енергії. Вчений використовував селен, на який найтоншим шаром було нанесено золото. Поєднання саме цих матеріалів, і в такій пропорції, на думку Фріттс, повинно було забезпечити перетворення енергію Сонця в електрику. Перші прототипи сонячних батарей були побудовані у Франції, зокрема, на всесвітній виставці, що проходить в Парижі, учений О. Мушо продемонстрував відвідувачам прилад, що фокусує за допомогою дзеркал сонячні промені на паровому котлі. Прилад отримав назву інсолятор.

Однак і це ще не та сонячна батарея, відома нам сьогодні. Кілька десятиліть знадобилося вченим, щоб створити апарати, здатні перетворювати сонячну енергію в електричну. Початкові прилади були громіздкими і дорогими, а їх ККД на протязі багатьох років ледь-ледь збільшувалася з 1% до 6%. Тільки в 70-і роки минулого століття вдалося домогтися прийнятного ККД, дорівнювала 10%. Це вже дозволило серйозно розглядати сонячні батареї як джерело енергії. Але й то, не на Землі, так як отримане таким чином електрику обходилося надто дорого. Тому батареї даного типу знайшли застосування тільки в космічній галузі. І тільки до 90-х років вдалося винайти такі прилади, які, відрізняючись відносно недорогий вартістю, могли видавати ККД більше 20%. Це вже дозволило задуматися про те, щоб застосовувати батареї в виробничих і побутових сферах.

Це вже дозволило задуматися про те, щоб застосовувати батареї в виробничих і побутових сферах

Що являють собою сучасні сонячні батареї

Про те, що таке сонячні батареї, напевно, чули багато, але мало хто знає, з чого влаштовані ці прилади. Насправді, конструкція пристроїв, з одного боку, складна, з іншого - досить проста, тому що складається всього з декількох елементів. Якщо розглядати класичний варіант обладнання по перетворенню сонячної енергії в електрику, то в його пристрій входять:


  • Власне, сонячна батарея;

  • Інвертор, необхідний для перетворення постійного струму в змінний;

  • Акумулятор, оснащений приладом для контролю заряду.


Сама сонячна батарея також складається з декількох елементів, вони називаються фотоелектричними перетворювачами. Переважна більшість цих елементів виготовляють з кремнію. Фотоелектричні перетворювачі (вони ж сонячні елементи, як їх ще називають) з'єднуються між собою як послідовно, так і паралельно, що дозволяє збільшити необхідні параметри, такі як потужність, напруга і струм. Крім того, такий спосіб з'єднання є страховкою - якщо один з елементів вийде з ладу, то пристрій продовжить працювати, хоч і з меншою продуктивністю.

Для чого ж можна використовувати дане джерело енергії? Та практично для всього, що вимагає електроживлення. Зокрема - це освітлення, робота побутових електроприладів, а також опалення будівель. У багатьох країнах рядові користувачі вже встановлюють на дах приватних будинків сонячні панелі, щоб отримати повну автономію і незалежність від постачальників електроенергії. Але найбільшими на даний момент споживачами, звичайно ж, є комерційні компанії. Гарне поширення сонячних батарей спостерігається в агропромислових комплексах, так як величезна територія таких комплексів дає можливість розмістити велику кількість панелей, щоб отримувати необхідний обсяг електричної енергії.

Принцип роботи

Не вдаючись в складні технологічні подробиці, можна описати принцип роботи сонячних батарей в такий спосіб. Є дві кремнієві пластини, одна з них покрита фосфором, що дає надлишок електронів, заряджених негативно, друга пластина покрита лісом, що утворює якісь «дірки» через брак негативних зарядів. При попаданні сонячного світла на панель з негативним зарядом утворюються додаткові «діри» і негативні заряди. Під дією сонячних променів електрони починають рухатися, що і викликає появу електричного струму в батареї. Струм, в свою чергу, за допомогою мідних жил, що покривають батарею, відводиться від панелі і направляється безпосередньо в місце призначення. Це може бути або електронний прилад, до якого безпосередньо подається електрика, або ж акумулятор, в якому воно накопичується. Однак варто знати, що безпосередньо електрику від сонячної панелі може подаватися тільки до споживача постійного струму, наприклад, лампочки. Але для використання даного виду енергії в електроприладах, які є споживачами змінного струму, необхідний інвертор.


Переваги перед іншими джерелами енергії

Першим, і одним з головних достоїнств сонячних батарей, можна назвати той факт, що користувач, який встановив їх, отримує повну незалежність від постачальників електроенергії. Більше не доведеться турбуватися про те, що раптово можуть відключити світло на увазі профілактики або аварії. А з таким явищем, як відключення, добре знайомі жителі приватного сектора, особливо - віддалених від міста населених пунктів. Та й у самому місті, якщо це не великий мегаполіс, нерідко виникають перебої з електрикою. Сама банальна причина - викликана бурею аварія, в результаті якої споживачам доводиться чекати, поки ремонтники усувають несправність. Це може зайняти кілька годин, а часом - і цілий день. І для кого-то це може створити певні проблеми, якщо, наприклад, від електроенергії залежить робота людини. Та й в побутовому плані така подія викликає дискомфорт. Наявність же сонячних панелей назавжди позбавляє від таких неприємних ситуацій. Якщо порівняти їх з таким автономним джерелом живлення, як дизельний генератор, то, по-перше, витрата палива у нього досить великий, а воно теж постійно зростає в ціні. А по-друге, сонячні батареї працюють безшумно, на відміну від генератора. Та й в експлуатації більш безпечні.

Другою перевагою є ціна одержуваного електрики. По суті, вона дорівнює нулю, адже Сонце світить абсолютно безкоштовно. Витрати будуть тільки при купівлі та встановлення обладнання, що, звичайно, може здатися досить дорогим капіталовкладенням. Однак якщо розглянути питання детальніше, то стає зрозумілим, що в майбутньому це окупиться, і досить добре. Адже вартість електроенергії постійно підвищується, багато в чому залежить знову ж від запитів постачальників, які можуть невиправдано і різко підвищити ціну. Обслуговувати панелі зовсім не потрібно, за ними необхідний тільки невеликий догляд, який полягає в протиранні поверхонь від пилу та бруду. Єдине, що потрібно - крім самих панелей треба придбати додаткове обладнання. Це контролер, а також інвертор для сонячних батарей , Який можна купити на нашому сайті.

Третє перевага полягає в тому, що панелі можна нарощувати. Це дуже корисна якість, так як не всі споживачі готові відразу придбати велику установку і повністю перейти на дане джерело енергії. При бажанні, можна встановити батареї як додаткове джерело, не відмовляючись поки від головного. А переконавшись, що система працює, можна протягом кількох наступних років поступово додавати все нові панелі. Це буде не так затратно для сімейного бюджету, а користувач не буде турбуватися про те, що система ненадійна або не вселяє довіри. В майбутньому ж можна остаточно віддати перевагу використанню сонячної батареї. І, що ще важливо, підключення нових панелей можна виконувати самостійно, не викликаючи кожного разу фахівців.

Ну і остання перевага, це - екологічність. Ті, хто турбується за навколишнє середовище, можуть бути спокійні, використовуючи безпечний і чисте джерело електроенергії, не завдаючи шкоди природі.



Для чого ж можна використовувати дане джерело енергії?