Технологии получения альтернативной энергии представляют особенный интерес в настоящее время. Уже сейчас некоторые из разработок успешно используются в некоторых отраслях. Среди таких изобретений, например, солнечные аккумуляторы и ветровые станции. Самые перспективные солнечные батареи. Ведь энергия солнца практически неисчерпаема, а это значит, что и возможности применения тоже.
Содержание:
Устройство солнечных батарей
В основе функционирования таких аккумуляторов находится система проводников. Именно они отвечают за превращение природной энергии солнца в электричество.
Устройство достаточно простое:
- Двухслойный полупроводниковый материал с различной степенью проводимости. В одном из слоев преобладает количество отрицательных частиц или электронов, а в другом их, наоборот, недостаточно.
- Диэлектрики – тончайший слой элемента, противостоящий переходу отрицательно заряженных частиц.
- Генератор электрического тока.
- Накапливающий и сохраняющий энергию аккумулятор.
- Контроллер заряда.
- Инверторный трансформатор, превращающий постоянный ток в переменный.
- Стабилизатор напряжения для удержания силы тока в границах нормы.
Принцип действия
При соприкосновении фотонов солнечного излучения с поверхностью аккумулятора происходит нечто наподобие «удара» по электронам. В результате этого происходит перемещение частиц в защитный слой. При этом у электронов в запасе есть дополнительная энергия.
Пока отрицательно заряженные частицы переходят из n из p-проводник, частицы с противоположным зарядом совершают обратное действие.
При наличии замкнутости солнечной батареи на установленную нагрузку с сопротивлением, появляется электрический ток.
Виды солнечных батарей
Для создания солнечных батарей применяют разный материал. В зависимости от его вида, выделяют следующие типы аккумуляторов:
- Монокристаллические. Очень производительные и дорогостоящие. Однако у них есть существенный недостаток: многоугольная форма. Из-за такой непростой формы заполнение всей площади усложняется.
- Аморфные кремниевые. Эти модели можно определить как бюджетный вариант. Недостаток в низкой производительности от 6 до 8 %.
- Из теллурида кадмия на основе пленочной технологии. Средняя производительность и доступная цена.
- На основе полупроводников CIGS. Для создания использовано несколько химических элементов, среди которых есть медь, галлий, селен, индий. Достоинство в отличной производительности (15%).
- Полимерные аккумуляторы очень тонкие, благодаря чему они выглядят декоративно. И это определенно сильная сторона данного вида батарей. В основе функционирования лежит принцип растительного фотосинтеза. Недостаточная производительность делает их не очень востребованными.
Многие предпочитают приобретать поликристаллические панели по причине оптимального соотношения их стоимости и КПД.
Особенности
Солнечные батареи постоянно находятся в активном состоянии, то есть либо заряжаются, либо разряжаются. Они удобны в эксплуатации, потому что не требуют особого внимания и дополнительной профилактики, кроме, пожалуй, протирания от пыли. Ими можно пользоваться в зимнее время. Только эффективность снижается в 1,5-2 раза из-за низкой температуры. Необходимо следить, чтобы не накапливался снег на поверхности. Для этого батареи размещают под углом в 70 градусов.
Применение
В настоящее время солнечные аккумуляторы устанавливают в электромобили, а также ПК и другую портативную электронику. Применяют в авиации, военной промышленности. Устанавливают на МКС, спутниках и других космических аппаратах. Применяют и в более простых сферах: обеспечении домов, школ, других зданий электричеством.
Очевидно, что пока большее распространение получили в тропиках и субтропиках.
Достоинства и недостатки солнечных батарей
Преимуществ у солнечных батарей больше: экологичность, долговечность, бесшумность работы, возможность менять мощность, непрерывность работы, общедоступность.
Недостатки: недостаточная производительность, сложность сборки, высокая цена. На данный момент времени эти технологии требуют больших вложений. Окупаемость же незначительна.
Перспективы
Энергосберегающие технологии развиваются, и это развитие будет идти стремительнее. В перспективе произойдет отказ от нефти в пользу экологичности и безопасности для окружающей среды.
Солнечные панели с высокой производительностью позволят оборудовать многие здания, автомобили, дороги, роботов и т.д.
