Принцип роботи сонячної батареї
Елементом, що перетворює енергію сонця в електричну, є напівпровідник. Для фотоелементів використовують напівпровідники на основі кремнію і германію. В основному зараз використовують кремнієві напівпровідники.
При вивченні властивостей напівпровідника виявили, що висвітлюючи p-n перехід можна отримати на кінцях різницю потенціалів, величина якого залежить від використовуваного матеріалу.
При висвітленні одиничного напівпровідникового елемента виходить невелика напруга і струм. Складаючи з окремих елементів послідовно-паралельні ланцюги сумарно на виході можна отримати досить велику напругу і струм. Цей принцип використовується сьогодні для побудови систем електроживлення на сонячних батареях.
Для освітлення і електроживлення побутових приладів приватного заміського будинку використовують сонячні батареї.
Комплект сонячних батарей
Фотоелементи перетворюють енергію сонця в електричну. Можна використовувати цю енергію відразу – включити лампочку, праска, вентилятор і це буде пряме використання електроенергії. Але, в залежності від освітленості, потужності може не вистачити на праска, сонце зайде за хмари, та й вночі телевізор не подивишся. Електрика потрібно застосовувати в міру необхідності. На цей випадок існує система зберігання електрики. Для цієї мети використовують акумулятор. Вироблену електроенергію пускають на зарядку акумулятора. Енергія може зберігатися довгий час.
Залежно від освітленості сонячних елементів напруга на сонячному колекторі може коливатися у великих межах. Є сонце – електрики виробляється багато, ні його – мало. На випадок надлишкової вироблення енергії передбачений контролер заряду, він дозволить заряджати акумулятор за потрібне напругою і не зруйнувати його при перевищенні необхідної напруги.
Акумулятор: пристрій зберігання електричної енергії. Цю енергію можна використовувати для потреб споживача або, якщо зарядити його для зберігання і подальшого використання.
Типи акумуляторів:
кислотні; лужні; Гелієві.
У кислотних акумуляторах використовують активна хімічна речовина – кислоту. У лужних – луг, в гелієвих – хімічний склад, за структурою схожий на звичний гель.
Наступним елементом даної ланцюга виступає інвертор – пристрій, який перетворює енергію, збережену акумулятором, в напругу потрібне для харчування наших електроприладів – змінне 220 В. В функцію інвертора додатково включають можливість перемикання живлення споживачів з зовнішньої електромережі на внутрішню. Сумарна потужність електроприладів в будинку не повинна перевищувати потужність інвертора, інакше він вийде з ладу. Різноманітність моделей інверторів дає споживачеві широкий вибір за ціною та характеристиками. Стабільно працює інвертор – гарантія працездатності домашніх електроприладів.
ВИДИ СОНЯЧНИХ БАТАРЕЙ
Розрізняють три основних види батарей:
монокристалічні; тонкоплівкові; полікристалічні.
Монокристалічні: найефективніші щодо вироблення електрики батареї. Дають максимально можливий ККД з існуючих видів батарей. При установці вони не вимагають додаткового захисту від атмосферних впливів, довговічні, захищені від атмосферних та інших впливів. Для використання в якості перетворення енергії сонця в енергію електричну дуже вигідні, однак мають істотний недолік – вони дорогі. Чи не кожен власник вирішиться на їх придбання. Собівартість виробленої енергії може бути в кілька разів вище звичайної мережевої.
Тонкоплівкові: найпростіші, не вимогливі до установки елементи. Робочим шаром служить спеціальна плівка, яку легко встановлювати на будь-яку поверхню. Чи не вимогливі до напрямку променів сонця. Працюють надійно навіть при хмарності, не бояться забруднення, найдешевші з представлених зразків. Недоліком є велика використовувана для них площа установки.
Полікристалічні сонячні батареї: найпопулярніші у використанні панелі. Їх перевагою можна відзначити високий ККД, працюють як при яскравому сонці, так і в похмуру погоду, втрачаючи приблизно до 20% ефективності в цьому випадку, немає залежності від напрямку сонячних променів. Недолік – відносно швидке старіння – через 2,5-3 роки якість роботи таких батарей знижується. Необхідно або додавати кількість елементів, або миритися з нестачею енергії
ЯК ЖЕ РОЗРАХУВАТИ ПОТУЖНІСТЬ СОНЯЧНИХ БАТАРЕЙ, НЕОБХІДНИХ ДЛЯ ЕЛЕКТРОЖИВЛЕННЯ ВДОМА?
Починається розрахунок з потужності, яка буде використовуватися на об’єкті. Необхідно порахувати потужність всіх споживачів електроенергії, які планується включати протягом дня і ночі, час їх роботи в добу. Для розрахунків потрібно брати технічні характеристики на вироби, паспорта, рекомендації виробників.
