Принцип работы и область применения солнечных модулей
Для рационального использования энергии Солнца созданы специальные устройства, солнечные модули, называемые также солнечными панелями или батареями. Они преобразовывают излучение нашего светила в электроэнергию. Достаточно установить несколько блоков гелиопанелей с сопутствующим оборудованием, чтобы обеспечить вырабатываемой ими электроэнергией жилые и промышленные объекты независимо от централизованной электросети. На сегодня солнечные модули для домов и других объектов остаются самыми эффективными из всех альтернативных источников энергии. Этим обусловлена их популярность среди покупателей и большой выбор предлагаемых моделей.
Устройство солнечных панелей
Каждая гелиопанель состоит из ячеек – фотоэлементов, созданных из полупроводникового материала (чаще всего – из кремния). Они поглощают из солнечного света фотоны, которые затем преобразовываются в ток. Есть 2 основных типа таких материалов: моно- и поликристаллы. Модели 1 типа отличаются упорядоченной кристаллической структурой атомов и большей эффективностью. Поликристаллические модели включают массу кристаллических зерен разной ориентации. Их цена ниже, чем у монокристаллических аналогов, но и по эффективности поликристаллы немного уступают монокристаллам.
Кроме фотоэлектрических элементов, в состав таких установок входят:
- Герметичная рамка или защитная оболочка – она используется для поддержания структурной целостности ячеек и недопущения их механических повреждений.
- Защитные покрытия – специальная пленка или стекло – они оберегают ячейки от атмосферных воздействий, коррозии и механических повреждений.
- Проводящие соединения – они объединяют гелиоячейки в панели и обеспечивают сбор тока.
- Токопроводящие контакты – они собирают выработанный ток и направляют его к внешним накопителям и потребителям.
- Инвертор – он отвечает за преобразование выработанного ячейками постоянного тока в переменный ток для его последующей подачи в сеть и питания разнообразных приборов.
- Дополнительное оборудование – аккумуляторные батареи для накапливания и дальнейшего использования выработанной электроэнергии, контроллеры заряда, системы управления и мониторинга рабочих параметров.
Обычно гелиопанели имеют прямоугольную форму и состоят из 36 фотоэлементов. Чтобы хотя бы частично обеспечить электроэнергией дом или другой объект, нужно установить несколько таких панелей.
Как они работают?
Поверхность гелиомодулей поглощает фотоны солнечного света. Затем они взаимодействуют с атомами кремния (или другого полупроводникового материала), в результате чего электроны отрываются от поверхности, и возникает напряжение. Под его действием свободные электроны приходят в движение, и вырабатывается электрический ток. Согласно свойствам полупроводника, гелиопанель упорядочивает движение тока. Аккумуляторные батареи используются для накопления и хранения выработанной энергии, чтобы затем предоставить ее потребителю, а инвертор преобразует постоянный ток в переменный, с напряжением 220 В.
За счет своей универсальности, простоты использования и понятного принципа работы, область применения солнечных модулей и гелиосистем достаточно широка. Их используют не только для энергообеспечения зданий и населенных пунктов, но и в качестве уникальных дорожных покрытий, и для получения электроэнергии на самолетах и космических аппаратах.
Характеристики солнечных модулей
Гелиопанели бывают:
- кремниевые – монокристаллические (КПД ≈ 15%), поликристаллические (КПД ≈ 13%), аморфные (КПД ≈ 7%);
- жесткие – из кристаллического или аморфного кремния;
- гибкие, тонкопленочные – аморфные или кристаллические, на основе теллурида кадмия, с КПД до 15%;
- с 1 или 2 светопоглощающими сторонами;
- разных размеров, массы и мощности – от этих параметров зависят объемы генерируемой энергии.
В интернет-магазине Shura-Master.ru вы можете купить и отличные солнечные модули Sunways серии FSM, и готовые частные электростанции в комплекте – автономные гелиосистемы мощностью до 5000 Вт.
В предыдущей статье нашего блога мы рассказали о видах и классификации платформенных тележек.
