Солнечные батареи: виды и устройство и применение

Виды солнечных батарей

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.

Устройство солнечных батарей

В основе функционирования таких аккумуляторов находится система проводников. Именно они отвечают за превращение природной энергии солнца в электричество.

Устройство достаточно простое:

  1. Двухслойный полупроводниковый материал с различной степенью проводимости. В одном из слоев преобладает количество отрицательных частиц или электронов, а в другом их, наоборот, недостаточно.
  2. Диэлектрики – тончайший слой элемента, противостоящий переходу отрицательно заряженных частиц.
  3. Генератор электрического тока.
  4. Накапливающий и сохраняющий энергию аккумулятор.
  5. Контроллер заряда.
  6. Инверторный трансформатор, превращающий постоянный ток в переменный.
  7. 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:

  1. Монокристаллические. Очень производительные и дорогостоящие. Однако у них есть существенный недостаток: многоугольная форма. Из-за такой непростой формы заполнение всей площади усложняется.
  2. Аморфные кремниевые. Эти модели можно определить как бюджетный вариант. Недостаток в низкой производительности от 6 до 8 %.
  3. Из теллурида кадмия на основе пленочной технологии. Средняя производительность и доступная цена.
  4. На основе полупроводников CIGS. Для создания использовано несколько химических элементов, среди которых есть медь, галлий, селен, индий. Достоинство в отличной производительности (15%).
  5. 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.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!:

Adblock
detector