Сонячні батареї: різновиди та особливості роботи пристрою
Багато українців нині замислюються про альтернативні джерела енергії для свого будинку. Найпопулярнішим варіантом є сонячні батареї, вони вигідні за багатьма критеріями, однак є й нюанси. Про роботу пристрою, рентабельність та зручність для побутових приладів розповімо в цій статті.
Принцип роботи сонячної батареї
Сонячна батарея для дому https://solar-tech.com.ua/ua/solar-electricity/solar-panels/ складається з великої кількості з'єднаних між собою елементів. Вони зазвичай виготовляються з кремнію, який є напівпровідником і може виконувати функції ізолятора та провідника одночасно. Кремнієвий елемент складається з двох різних шарів: P-типу, який приймає електрони, і N-типу, котрий їх віддає. Перший містить домішки бору або галію, які мають на один електрон менше на зовнішньому енергетичному рівні, ніж кремній. Це створює «вакансії» для прийняття електронів. Другий елемент містить фосфор, у якому цих елементарних частинок на один більше, ніж у кремнію, що спричиняє їхнє виштовхування. Шар N-типу розташовується зверху для експонування сонячного світла, тоді як P-тип розміщується під ним. За шаром N зазвичай знаходиться алюміній, що допомагає забезпечити переміщення електронів у двох напрямках, генеруючи електричний струм.
Ефективність обладнання
Ефективність сонячних панелей визначається їхньою здатністю генерувати енергію зі світла, що падає на них. Зазвичай розрахунки базуються на таких умовах: температура 25 градусів Цельсія та випромінювання 1000 Вт на 1 квадратний метр, що відповідає яскравому сонячному дню.
Наприклад, сонячна панель з ефективністю 20% з площею 1 м² може згенерувати 200 Вт електроенергії. Проте це в ідеалі, але в реальних умовах на ефективність пристрою впливає багато факторів: вітер, вологість, УФ-випромінювання, хімічний вплив тощо. Крім того, матеріал, з якого виготовлені елементи, також підвищує їхню ефективність перетворення енергії. Зокрема, монокристалічні сонячні панелі дають найкращий результат серед доступних варіантів.
Різновиди сонячних панелей
Монокристалічні
Такі кремнієві пластини виділяються рівномірним темно-синім кольором поверхні. Вони виготовляються з найчистішого кремнію, що робить їх найефективнішими серед усіх типів кремнієвих пластин, але також підвищує їхню вартість. Монокристалічні сонячні панелі демонструють найвищий коефіцієнт корисної дії (ККД) тільки під час прямого падіння сонячних променів.
Полікристалічні
Полікристалічні панелі виготовляються з менш чистих кристалів, ніж монокристалічні. Попри різноспрямовані кристали, пристрої забезпечують високий коефіцієнт корисного використання (ККД) навіть при розсіяному світлі. Вони менш ефективні, ніж монокристалічні, але здатні генерувати більше енергії в умовах похмурої погоди.
Тонкоплівкові сонячні панелі
Це досить доступні пристрої, створені за допомогою тонкоплівкових технологій. Їхні модулі мають попит на великих фермах, для вироблення «сонячної електрики», особливо якщо бюджет на покупку панелей обмежений і немає значних земельних площ, призначених для батарей.
Кремнієві моделі
Панелі виготовляються з аморфного кремнію. Для створення пристрою використовують гідрид кремнію, а не чистий матеріал. Це допомагає прибрати формування традиційних кристалічних структур і знижує витрати на виробництво.
Завдяки аморфній структурі кремнієві панелі ефективно поглинають фотони розсіяного світла та якісно перетворюють його в струм.
