Устройство солнечных батарей.

Современные солнечные батареи делаются в основном на основе кремния. Существуют две технологии изготовления — монокристаллическая и поликристаллическая. Последняя более современна и используется для получения более дешевых солнечных батарей. Также существуют солнечные батареи созданные на основе теллурида кадмия, селенидов меди индия и галия, а также аморфного кремния.

Солнечная батарея (называемые также фотоэлектрические элементы) — это твердотельные электрические устройства, предназначенные для преобразования солнечной энергии в электрическую, посредством фотоэлектрического эффекта. Каждая солнечная батарея состоит из солнечных ячеек.

Фотогальванические модули обычно заключены в своеобразный корпус. Сверху их покрывают стеклом, которое позволяет солнечному свету проникать до самих ячеек, в тоже время защищая их от внешних механических и химический воздействий. Сзади модули защищены пластиковой крышкой с креплениями. Солнечные ячейки обычно соединены в модулях в серии, чтобы создавать достаточное напряжение, в этом случае они соединяются по последовательной схеме. Параллельное соединение ячеек дает больший ток, но оно проблематично из-за условий внешней среды и электрических эффектов, протекающих в панелях.

Собранная с солнечной панели энергия поступает к потребителям через инвенторы напряжения. В автономных системах, энергия запасается в батареях и используется по надобности.

Солнечная батарея работает следующим образом:

1. Фотоны ударяются о поверхность солнечной батареи и поглощаются её рабочим материалом, например кремнием. 2. Фотоны, сталкиваясь с атомами вещества выбивают из него его родные электроны. В результате чего возникает разность потенциалов. Свободные электроны начинают двигаться внутри вещества, чтобы погасить разность потенциалов. Возникает электрический ток. Так как солнечная батарея это полупроводник, электроны движутся только в одном направлении. 3. Получаемый ток солнечная батарея преобразует в постоянный и отдает его потребителю или аккумулятору.

Стоимость солнечных панелей (солнечных батарей) неуклонно снижается год от года. Это происходит благодаря разработке новых методов изготовления ячеек, изучению материалов и методов их обработки. Начиная с середины 2010 года цена производимого солнечной батареей ватта электрической энергии упала до 1,2–1,5 долларов для кристаллических модулей.

Солнечные батареи бывают: монокристаллические, тонкопленочные и поликристаллические.

1. Монокристаллические солнечные батареи.

Это самый популярный вид солнечных батарей среди потребителей. Они представляют собой батарею, которая состоит из большого количества (36) силиконовых ячеек. Свет, попадая на эти ячейки, за счет фотоэлектрического эффекта превращается в электроэнергию.

Данный вид солнечных батарей устанавливают на кораблях (так как конструкция таких батарей предотвращает попадание влаги), для электропитания насосов, а также в местах, где много солнечных дней. Их могут помещать, как на крышах, так и на боковой стороне здания.

Такие солнечные батареи легки, компактны, долговечны, надежны, просты в установке, гибки. Недостаток: даже небольшая облачность блокирует работу монокристаллической батареи, то есть для работы такого вида батареи нужны прямые солнечные лучи.

2. Тонкопленочные солнечные батареи.

Это самый дешевый вид солнечных батарей. Представляют собой натянутую пленку, которую можно установить в любое место. Такой вид батарей не «боится» пыли. При облачности или неблагоприятных погодных условиях эффективность тонкопленочных солнечных батарей понижается лишь на 15-20%.

Недостаток: для роботы такой батареи необходимы большие площади.

3. Поликристаллические солнечные батареи.

Они являются альтернативой монокристаллических батарей, но поликристаллические обходятся дешевле. Кристаллы в них имеют разную форму и ориентацию, также такие кристаллы имеют ярко синий цвет. Такие батареи используют для освещения жилых домов, дач, школ, парков, больниц, улиц. Также они могут снабжать энергией нефте-, и газопроводы. Их часто используют для зарядки телефонов и ноутбуков.