Солнечные батареи — перспективное направление получения альтернативной электроэнергии
Опубликовано: 02.09.2018
28-07-2015
Энергия будущего. Энергия Планеты
Для того, чтобы понять принцип работы солнечной батарей, следует уяснить, что дождь не особо препятствует их работе. От снегового покрова проблем гораздо больше! Но основная неприятность заключена в плотных облаках, которыми сопровождается любое ненастье. В такой ситуации производительность батареи снижается в десятки раз!
Можно в таком случае установить большее количество солнечных панелей, однако в условиях современных крупных городов — задача зачастую невыполнимая. Более приемлемым считается присоединение накопительных мощных аккумуляторов, что для некоторых устройств с невысокими мощностями вполне подходит.
Такие накопители применяют в крупных городах и мегаполисах, расположенных на широте Санкт-Петербурга и выше, сохраненная энергия может поддерживать работу в требуемом режиме в течение от 2 суток до 2 недель. Подобные не особо мощные устройства целесообразно использовать на саморегулируемых перекрестках, остановках транспорта, световых табло и прочее.
Для получения большей мощности батареи соединяют между собой
Солнечная батарея состоит из специальных фотоэлектрических преобразователей, которые покрывают светопоглощающим покрытием. Один такой элемент не может производить электроэнергию в требуемом объеме. Поэтому солнечные элементы комплектуют в панели либо модули, которые выпускают различных размеров и типов.
Типичным представителем батареи может считаться кремниевый фотоэлектрический модуль, при наиболее ярком освещении создает мощность 40-260 Вт. Размеры в свету — от 0,4 до 2,5 кв.м. Для получения большей мощности батареи соединяют между собой. По всему миру разбросаны исследовательские лаборатории, которые постоянно создают новые материалы для солнечных элементов, обладающие повышенным КПД в пределах 45%.
Модуль солнечной батареи состоит из нескольких слоев: стекла, материала для герметизации панели, солнечных элементов. Герметизация необходимо в целях сохранности рабочего модуля при работе на воздухе в течение всего года. Попадание влаги внутрь приводит к окислению разрушению элементов, и, как результат, выходу элемента из строя.
В качестве пленки для герметизации солнечной батареи применяется этиленвиниллацетат. Для каркаса солнечной панели используют алюминиевый профиль. На внутренней стороне корпуса крепятся терминалы с электрическими контактами, необходимыми при подключении солнечной панели в систему.
В космическом пространстве солнечная панель — единственный источник энергии
С каждым годом область применения панелей солнечных батарей расширяется. Этими устройствами охватываются различные сферы промышленности, военной и космической индустрии, сельскохозяйственной отрасли.
Возведение в труднопроходимых местах планеты автономных электростанций на твердом или жидком топливе намного дороже, чем создать там же систему солнечных панелей, способных преобразовывать энергию Солнца в обычный электрический ток. Оборудовав такими панелями крыши зданий, можно в солнечную погоду получать достаточно электричества для работы необходимых бытовых приборов: холодильников, телевизоров, обогрева и горячего водоснабжения, — и аккумулировать ее на будущее.
В космическом пространстве солнечная панель — единственный источник энергии. Солнечные батареи расположены на крыльях космических аппаратов, при освещении Солнцем происходит накопление энергии в бортовых аккумуляторах. Использование этой энергии происходит в те моменты, когда космический корабль не освещается солнечным светом. Вдобавок такие установки не выбрасывают в космическое пространство вредные отходы.
Недавно автомобильный концерн «Тойота» презентовала и запустила в производство новую модель «Prius», на крыше которой установлены солнечные панели, позволяющие экономить топливо на пробег до 5 км.
В быту солнечные батареи встраивают в бытовые и электронные приборы: калькуляторы, фонари. Компания «Самсунг» выпустила мобильный телефон, на задней панели которого размещена солнечная батарея.
Основное достоинство панелей солнечных батарей — общедоступность
На сегодняшний день использование панелей солнечных батарей в качестве источника энергии — наиболее перспективное направление для электроснабжения. Основное достоинство панелей солнечных батарей — общедоступность и неисчерпаемость источника энергии. Признанная во всем мире безопасность солнечных батарей с точки зрения экологии продолжает увеличивать количество их владельцев.
Солнечные панели не изнашиваются, а продолжительность срока эксплуатации — порядка 25 лет. Эти данные неоднократно подтверждены многолетним пользованием солнечными батареями во всех уголках земного шара. Солнечные батареи работают абсолютно бесшумно, что выгодно отличает их от установок, работающих от силы ветра.
Система солнечных батарей является модульной конструкцией. При увеличении объемов потребления энергии можно нарастить мощность системы путем монтажа новых солнечных панелей.
Эффективность данной установки зависит от активности светила и мощности батарей
Солнечная энергетика — одно из перспективных направлений, которое основывается на использовании панелей солнечных батарей.
Современная установка имеет довольно простую конструкцию: преобразователь постоянного тока в переменный, устройство концентрации мощностей, аккумулятор, механизм для регулировки уровня зарядки и разрядки. Эффективность данной установки зависит от активности светила и мощности батарей. Оптимальная мощность для жилых домов — 13,5 кВт и более гарантирует постоянную работу всех бытовых приборов и оборудования.
Для северных районов страны применение панелей солнечных батарей более удобно в качестве вспомогательного источника энергии.
Наиболее выгодно совмещать солнечные батареи и ветровые установки
Некоторые европейские страны после катастрофы на Фукусиме в 2011 году принимают решение поменять производство энергии от АЭС на безопасные солнечные батареи. Только в Германии на сегодняшний день выведено из строя 8 станций, до конца 2022 года запланировано прекратить использование всех существующих АЭС.
В немецких городах возвели такое количество электростанций, работающих от энергии Солнца, сколько во всех остальных странах мира, вместе взятых. Например, Соединенные Штаты используют 0,2%. Большая часть солнечных батарей располагается на крышах жилых зданий (порядка 90%). Современные дома при проектировании располагают так, чтобы крыша была расположена на юг.
Выгодно совмещать солнечные батареи и ветровые установки. Солнечная активность носит сезонный характер, используя эти две энергии живой природы, гарантировано стабильное получение электроэнергии в требуемом количестве.