Солнечные панели

В настоящее время на рынке электроэнергетики преобладают такие виды энергоносителей, как ядерное топливо, уголь, природный газ, мазут, гидроресурсы, ветер, геотермальные источники, биомассы, приливная и солнечная энергии.

Если сопоставить энергетические отрасли, работающие на озвученных выше топливных носителях, по экономическому, экологическому, ресурсному критерию, а также по критерию безопасности, то можно сделать вывод о том, что в долгосрочной перспективе наиболее эффективным источником энергии будут солнечные электростанции.

Вредные общественные издержки, которые дают традиционные электростанции, в виде ухудшения экологии, качества и продолжительности жизни, затрат на медобслуживание, ухудшения состояния почвенных ресурсов и воды составляют 75% добавочных затрат к мировым ценам на энергетические ресурсы. Эти затраты напрямую ложатся на плечи всего общества в форме этакого «экологического налога», который граждане платят своим здоровьем и финансовыми тратами, расплачиваясь за несовершенство энергетических установок. Солнце за три дня своего воздействия на территорию России даёт такое же количество энергии, которое наша страна вырабатывает больше чем за год. По объёму ресурсов, которые можно использовать на протяжении неопределённо длительного времени, и по экологической безопасности солнечная энергетика находится вне конкуренции.

Элементы солнечных батарей также производятся из экологически чистого материала — песка. Главная трудность при этом возникает при попытке получения из песка сверхчистого и светочувствительного кремния, поскольку для этого требуются весьма дорогостоящие технические процедуры. Очистка песка и извлечение из него моно- или поликристаллического кремния являются наиболее трудозатратными и дорогостоящими этапами всего технологического процесса изготовления солнечных батарей.

Солнечные батареи изготавливают из трёх видов кремния: монокристаллического, поликристаллического и аморфного. Батареи на основе аморфного кремния наименее эффективные и долговечные, но имеют сравнительно низкую цену. Но, к примеру, их используют для маломощных потребителей, будь то подзарядка аккумуляторов мини-насоса и небольшого вентилятора.

Для более мощных и долговечных солнечных панелей используют уже кристаллический кремний. Таких батарей насчитывают две разновидности:

• солнечные батареи на основе монокристаллического кремния. Это наиболее старый тип батарей, который изготавливается из кварцевых пластин. Активная поверхность у таких батарей имеет равномерный чёрно-серый цвет;
  
• самое современные солнечные батареи на основе поликристаллического кремния. Этот тип батарей дешевле в производстве, чем на монокристаллическом кремнии. Производятся такие батареи методом литья и в их составе присутствуют множество связанных между собой кристаллов. Активная поверхность поликристаллических батарей имеет неравномерно переливающийся синий цвет.
  

Элементы поликристаллических солнечных батарей изготавливают небольших размеров, наиболее крупный элемент достигает в размерах 10х10 см и имеет толщину 0,4 мм.

Электрическая мощность солнечных батарей постоянно растёт. Наиболее эффективными и мощными солнечными батареями являются поликристаллические преобразователи, имеющие эффективность 15-16%. Казалось бы, даже такое древнее устройство, как двигатель внутреннего сгорания в современном автомобиле, имеет эффективность порядка 23%, а лишённые движущихся частей и механики солнечные батареи менее эффективны. Да, батареи менее эффективны. Но это только на первый взгляд. 77% не преобразованного в полезную работу КПД автомобильного двигателя выбрасывается в атмосферу в виде тепла и вредных выхлопных газов. Кроме того, автомобиль периодически требует техобслуживания и ремонта, а значит, дополнительных издержек к небольшому КПД. С экономической точки зрения применение солнечных батарей обосновано тем фактом, что после установки системы на протяжении всего срока её службы не требуется никаких затрат, поскольку система солнечной энергетики является по сути своей автономным источником электроснабжения. И главный довод в пользу солнечной энергетики — безвредность для окружающей среды.

Кремниевые элементы собираются в модули, из которых изготавливается солнечная батарея, а те в свою очередь собираются в гелиостанцию, которая служит готовой для применения установкой. Все элементы солнечной батареи монтируют в прочный стеклянный или пластмассовый дисковый корпус, который может быть различных размеров в зависимости от требуемой мощности будущей энергоустановки. Полученные электрические солнечные элементы надёжно защищены от влажности и механических воздействий, поэтому их можно не боясь применять в жёстких климатических условиях без какого-либо ухода годами. Чем большей потребностью в электроэнергии обладает потребитель, тем большей площади должны быть солнечные батареи.

Конструктивно солнечная батарея выполнена довольно просто. Солнечные модули устанавливают на прочные стойки или же монтируют прямо на крышу дома, автоприцеп и т.п. В российских условиях эффективность стационарных солнечных батарей оказывается максимальной при их ориентации на юг под углом 45 градусов к горизонту.

Использовать солнечные батареи можно для разных целей:

• для питания потребителя в период только светового дня. Например, подключить к солнечным батареям электрический насос или вентилятор, работающий лишь в солнечную погоду. Это самый простой и доступный способ эксплуатации батарей;
  
  
• для зарядки аккумуляторов с помощью специального солнечного контроллера заряда, энергия которого будет использована осветительными лампами, радиоприёмником, телевизором и иными бытовыми электроприборами. Иногда в целях увеличения срока службы аккумулятора в гелиостанцию включается регулятор напряжения, препятствующий глубокой разрядке аккумулятора;
  
• для использования совместно с инвертором для преобразования постоянного электрического тока в 220 В переменного, который будет обеспечивать питанием электроинструменты и хозяйственно-бытовые приборы.
  

Итак, применение солнечной энергии оказывается весьма перспективными направлением в электроэнергетике. Солнечные батареи экологичны, ресурсы возобновляемы, полностью отсутствуют затраты на ремонт солнечных модулей на протяжении не менее 30 лет использования, а в будущем возможно значительное снижение себестоимости электроэнергии по сравнению с традиционными нынешними источниками её получения — вот наиболее значимые преимущества солнечной электроэнергетики по сравнению с традиционными электростанциями, работающими на ископаемом топливе.

Источник: https://victronenergy.store/