Устройство, элементы, схемы солнечных батарей

Схемы солнечных батарей – наверное, самый популярный запрос увлеченных этой проблематикойСхемы солнечных батарей – наверное, самый популярный запрос увлеченных этой проблематикойНаверняка каждый слышал об альтернативных источниках энергии, среди которых ветровые станции и, конечно, солнечные батареи. В каком-то смысле – это неисчерпаемые источники энергии, хотя физики поспорят, и даже скажут, через какое количество миллиардов лет иссякнет то же Солнце. Но пока вопрос использования энергии Солнца, условно бесплатной, рассматривается, обсуждается, совершенствуется.

Какова история создания солнечных батарей

Если вы ранее слышали имя немецкого физика Генриха Герца, то явно не спали на уроках физики в школе. Он первым, если верить истории, сумел обнаружить взаимосвязь света и электрической энергии. В той же проблематике работал и исследователь Беккерель, в 1839 году он наблюдал аналогичное фотоэффекту явление.

Герц выявил, что ультрафиолет способствует тому, чтобы между двумя проводниками возникала и проходила электроэнергия. Но как-то более глубоко эту тему ученый развивать не стал.

Главным периодом запуска солнечных батарей стали 70-е годы минувшего векаГлавным периодом запуска солнечных батарей стали 70-е годы минувшего века

История преобразования солнечной энергии невозможна без имени русского ученого Александра Столетова. Именно он автор первой работоспособной схемы выработки и передачи электроэнергии с применением световых лучей. Именно Столетов изобрел прообраз первого фотоэлемента. А француз Мошо в самом конце позапрошлого века создал систему, при которой преобразованные солнечные лучи заставляли работать печатную машину.

Наконец, уже в 20-ом веке знаменитый Эйнштейн открыл фотоэффект, и это открытие запустило историю развития солнечных батарей. Главным периодом запуска индустрии стали 70-е годы минувшего века, когда ученые поняли, что полупроводники лучше целого ряда металлов образуют электроток из света.

Строение системы: устройство солнечной батареи

Как же работает это чудо техники или…чудо природы? Солнечной батареей называется система элементов с такой структурой, при которой действует принцип фотоэффекта. Попадающий под определенным углом на эти элементы солнечный свет может преобразовываться в электрический ток. Казалось бы, определение простое, значит, и особенности конструкции н так сложны. Стоит разобраться подробнее, как же она устроена.

Устройство солнечной батареиУстройство солнечной батареи

Из чего состоят солнечные батареи:

  • Материал-полупроводник. Это два слоя материалов плотного совмещения с разной проводимостью. Чаще всего это поликристаллический или монокристаллический кремний и какие-то другие важные химические соединения, которые дают возможность получить новые свойства для фотоэффекта.
  • Тонкий слой элемента, который противостоит переходу электронов.
  • Источник электропитания для возникновения упорядоченного движения заряженных частиц, то есть электрического тока.
  • Контроллер заряда и аккумулятор.
  • Инвертор-преобразователь. Нужен для преобразования постоянного электротока в переменный ток.
  • Стабилизатор напряжения. Требуется для создания напряжения необходимого диапазона в самой системе солнечной батареи.

Солнечный свет или, скажем правильно, фотоны света, которые попадают на полупроводниковую поверхность, столкнувшись с его поверхностью свою энергию передают электронам полупроводника. И выбитые вследствие удара электроны, проходя защитный слой, имеют дополнительную энергию. Перед покупкой солнечной батареи следует тщательно просчитать определенные параметры.

Особенности конструкции солнечной батареи

Сначала вам нужно высчитать ориентировочную стоимость солнечной батареи и сопутствующего оборудования. Затем нужно посчитать, сколько электрической энергии вам будет достаточно. Из этого высчитывается и количество необходимых солнечных батарей. Немаловажным фактором будут климатические условия вашего региона – сколько солнечных дней в году в вашем регионе. Ну и завершает расчеты необходимая площадь установки солнечной батареи. Объем работы, как видите, немалый, но она необходима.

Принцип работы солнечной батареиПринцип работы солнечной батареи

Плюсы конструкции налицо: она экологична, не наносит вреда окружающей среде. Конструкция долговечна – если вы бережно к ней относитесь, фотоэлементы прослужат несколько десятилетий. Ну и к преимуществам можно отнести простой и понятный принцип работы батареи, а также тот факт, что тема эта модная, производят все больше подобных устройств и элементов, которые совершенствуют их работу.

Специальные элементы солнечных батарей, улучшающие их работу

Сейчас сложно сказать, кто первый придумал различные оптимизаторы для солнечных батарей, но уж точно нельзя не вспомнить о диоде Шоттки. Это диод полупроводникового типа, если сравнивать его с прочими конструкциями, тогда падение напряжения при включении напрямую у этого диода будет меньшим.

Специальные элементы солнечных батарей улучшают их работуСпециальные элементы солнечных батарей улучшают их работу

Также улучшают работу солнечной панели:

  • Солнечный трекер – это устройство необходимо для слежки за движением Солнца, а также для такого поворота солнечной батареи, чтобы на поверхность ее попадало больше солнечных лучей;
  • Сертифицированные коннекторы – нужны для более рационального соединения нескольких панелей солнечных батарей, и, помимо этого, получения необходимого сопротивления.

Отрасль производства таких экологичных источников энергии только развивается. Если говорить о мировых лидерах, то даже заглянув в вики-источник, можно сказать, что это США, Германия и Япония. Но и Россия стала уделять большей интерес данной отрасли. Понятное дело, что важен регион, климатические условия которого поспособствуют распространению таких батарей. Однозначно лидирует в списке таких регионов Краснодарский край.

Устройство солнечных батарей (видео)

В завершении хочется сказать об условных минусах таких солнечных конструкций. Первая причина недостаточной популярности – это сложность сборки системы. Вторая – низкий КПД, чтобы обеспечить нужды даже маленькой семьи, необходимо примерно 15 квадратов батарей. Но отрасль развивается, создаются новые возможности, потому вскоре батареи могут стать такими же привычными для нас, как работа тех же спутников.

Правильных решений!

1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 Рейтинг 5.00 (1 Голос)

Комментарии   

0 #1 Даниил 13.12.2017 06:51
Неужели подобное уже есть в продаже? Не представляю сколько это стоит но это определённо того стоит. Наверное это мечта каждого быть независимым и меть свой собственный источник энергии.
Цитировать

Добавить комментарий

ЗАКРЫТЬ РЕКЛАМУ