Принцип работы солнечной батареи: как устроена панель?
Принцип работы солнечной батареи: как устроена панель?
Использование солнечной энергии в быту набирает все большую популярность с каждым годом. При этом далеко не каждому известно, как можно использовать солнечные электростанции для питания своего дома или квартиры. В данной статье мы рассмотрим основные принципы работы такого оборудования, его устройство и виды.
Основная информация о солнечных батареях
Купить солнечные батареи, инверторы и контроллеры сегодня не проблема. При этом важно понимать, что при правильном выборе данного оборудования оно способно полностью закрыть потребности дома или даже небольшого промышленного предприятия. Солнечная энергия считается максимально экологичной и эффективной.
Основной сутью и принципом работы солнечных батарей является использование специальных модулей-фотоэлементов. Они нужны для захвата энергии солнца и дальнейшего её преобразования в ток при помощи полупроводниковых устройств.
Из чего состоит солнечная панель? В одной стандартной батарее есть около 36 элементов. Конструкция солнечной панели, как правило, прямоугольная. Размеры сопоставимы с листом шифера. Естественно, есть другие вариации, но это самый распространенный.
Модули покрыты стеклом либо специальной пленкой и соединены друг с другом. Через такие дорожки ток подается в инвертор. Последний выдает электричество в привычном нам виде. Его уже можно использовать для электропитания вашего дома или дачи.
Особенности работы
Что касается работы солнечной батареи, она состоит из двух пластин из кремния. С одной стороны покрытие фосфором, с другой бором. Сторона с бором не имеет частиц. В пластине с фосфором под действием света солнца начинают появляться свободные электроны. Они перемещаются, тем самым создавая энергию. Количество энергии напрямую зависит от величины солнечной радиации. Эффективность работы солнечной электростанции максимальная в случае перпендикулярного попадания лучей.
Не менее важно и то, как выполняется отведение заряженных частиц по назначению. Этим занимаются тонкие медные жилы. Они играют роль соединительного элемента. Через них ток попадает в аккумулятор. В АКБ электричество накапливается и подается в инвертор. В инверторе постоянный ток становится переменным с требуемым потребителю напряжением (220В).
Многих беспокоит вопрос: как работает солнечная батарея, когда пасмурная погода? Ответ прост ¬— она работает, но её эффективность существенно падает. Все сильно зависит от типа панели и условий эксплуатации.
Виды солнечных панелей
Разделяют 3 основных вида солнечных панелей:
- Монокристаллические.
- Поликристаллические.
- Тонкопленочные.
Первые 2 используют чистый кремний и напыление легирующих материалов. 3 вид изготавливают из аморфного кремния либо других полупроводников. Также есть дополнительное напыление.
При выборе подходящего для дома варианта панелей нужно учитывать КПД, вес, цену, срок службы. Кроме этого, следует учитывать температурный коэффициент, гарантию выработки и размер.
Монокристаллический вид является самым тяжелым и дорогим. Но КПД у него достигает 25%. Срок службы значительный — 20-25 лет. Потери мощности от времени и температуры самые низкие.
Тонкопленочные легкие и доступные. Гарантийный срок у них не более 3 лет и есть высокая зависимость от погоды.
Поликристаллический тип для производства 1 кВт требуют значительно большую площадь в сравнении с предыдущими вариантами. Но по другим показателям они почти аналогичны монокристаллическим и существенно лучше пленочных.
Схема электрического питания дома от солнца
Если вы желаете использовать солнечные батареи для электропитания дома, важно не только знать принцип их работы. Для этого требуется узнать, как в целом работает бытовая солнечная электростанция.
Схема электрического питания от солнца включает в себя несколько ключевых элементов:
- Солнечная батарея.
- Аккумуляторная батарея.
- Контроллер.
- Инвертор.
- Крепежные элементы.
Базовый принцип работы солнечной батареи мы уже узнали. А вот зачем же нужно все остальное оборудование?
Аккумулятор позволит собрать нужный объем энергии и сохранить её до момента подачи потребителю. Например, в темное время суток либо пасмурную погоду, когда получаемой солнечной энергии недостаточно для ваших потребностей.
Контроллер не обязательно устанавливать. С его помощью можно гарантировать защиту батареи и АКБ от скачков напряжения либо полного разряжения. В итоге этого положительно сказывается на сроке службы вашей солнечной электростанции для дома.
Инвертор — то, без чего нельзя использовать по прямому назначению получаемую из солнечной панели энергию. С помощью инвертора постоянный ток в переменным с повышением напряжения. Чаще всего батареи выбирают на 12, 24 и 48В. Инвертор трансформирует его в стандартные 220В. Разновидностей инверторов несколько. Советуем остановить выбор на трехфазных синусоидных инверторах. Они достаточно надежные и способны работать при низких температурах.
Как видите, сегодня практически каждый может выбрать и купить подходящий для себя вариант солнечных панелей. Для этого достаточно знать особенности их устройства, разновидности и принцип работы. Если возникли вопросы, всегда можно обратиться за помощью к профессионалам.
