Як працюють сонячні панелі

Сонячні батареї набувають все більшої популярності як безпечний і практично повністю автономне джерело електроенергії. Принцип їх роботи досить простий, однак комплекс обладнання з виробництва електроенергії з сонячного світла має високий рівень організації.

Систематичне забруднення навколишнього середовища викидами теплових електростанцій поступово підсилює дію парникового ефекту, що викликається підвищення концентрації вуглекислого газу в атмосфері. При збереженні поточного приросту населення, вже через кілька десятків років Світ може опинитися на межі екологічної катастрофи, тому громадськість всіляко прагне розвивати альтернативну енергетику. Зокрема, великого поширення набули сонячні електростанції, які є екологічно безпечним і ефективним інструментом вирішення енергетичної кризи.

Зараз дуже легко купити сонячні панелі. Сонячна батарея являє собою ланцюг послідовно замкнутих фотоелементів – напівпровідників, здатних до перерозподілу заряду на полюсах під дією сонячного світла. Найбільш поширеним напівпровідникових матеріалом для створення фотоелементів на даний момент є кремній, однак він має низький коефіцієнт перетворення. Все більшої популярності набирають композитні матеріали, що включають до складу германій з арсенідом галію і дозволяють перетворювати до 40% сонячної енергії в електрику. Такі фотоелементи є багатошаровими і застосовуються поки тільки в процесі лабораторних випробувань.

Зв’язка фотоелементів сонячної панелі дає на виході напруга близько 12 вольт і потужність близько 100 Ватт. Кожна панель має кілька в’язок, тому сумарна потужність установки відповідно зростає. Вироблену електрику транспортується по мідних проводах до блоку акумуляторів, який розміщується якомога ближче до панелей для уникнення сильних втрат електрики на подолання опору провідника. Сонячні панелі підключені до контролера через концентратор. Така схема підключення дозволяє змінювати потужність споживання в залежності від інтенсивності сонячного світла – це одна з основних особливостей сонячної енергетики. Контролер подає напругу на батарею з декількох літій-іонних акумуляторів високої ємності і заряджає їх. Напруження в 12 вольт недостатньо для роботи здебільшого техніки: воно може використовуватися тільки для освітлення. Харчування побутових приладів відбувається через силовий трансформатор напруги, що перетворює постійний струм в струм промислової частоти з номінальною напругою.