Солнечные батареи: как работают, насколько эффективны, преимущества и недостатки

солнечная панель, солнечная батарея, солнечная энергия
Фото: unsplash.com

Как солнечные батареи преобразуют свет в ток, насколько они рентабельны, и можно ли ими пользоваться зимой.

Related video

Многие украинцы сегодня приобретают солнечные батареи, чтобы иметь источник энергии для домашней техники и гаджетов. Многие только обдумывают покупку. Фокус собрал полезные сведения о том, как работают солнечные панели, в чем их плюсы и минусы.

Как солнечная панель накапливает энергию и превращает ее в электричество

Солнечная панель состоит из большого массива элементов, соединенных между собой. Эти элементы обычно изготавливаются из кремния. Поскольку кремний является полупроводником, он может действовать и как изолятор, и проводник. Кремниевый элемент состоит из двух разных слоев: P-типа (принимает электроны) и N-типа (отдает электроны). Элемент P-типа имеет примеси из бора или галлия, у которых на внешнем энергетическом уровне на один электрон меньше, чем у кремния, что создает "вакансии" для приема электронов. Элемент N-типа в составе имеет фосфор, содержащий на один электрон больше, чем кремний, за счет этого электроны "выталкиваются". Слой N-типа размещается лицом к солнечному свету, а слой P-типа размещается под слоем N-типа. Стоит отметить что под N-слоем находится слой алюминия, благодаря чему потоки принимаемых и отдаваемых электронов движутся туда-обратно, за счет чего генерируется электрический ток, пишет издание interestingengineering.com.

солнечные панели на крыше, солнечные батареи Fullscreen
Ученые пытаются повысить эффективность солнечных панелей до 30%

Как понять, насколько солнечные батареи эффективны

Эффективность солнечной панели определяет количество электричества, которое она может сгенерировать из света, падающего на ее поверхность. При средних расчетах берутся такие показатели: температура 25 градусов по Цельсию, излучение 1000 Вт на 1 кв. м — это эквивалент света, полученного панелью в яркий солнечный день. Эффективность в 20% означает, что солнечная панель площадью 1 кв. м будет производить 200 Вт электроэнергии. Но это в идеале, а в реальности на эффективность устройств влияет множество факторов, таких как ветер, влажность, УФ-излучение, химическое воздействие и т. д. Поэтому фактическая эффективность панели ниже, чем полученная при идеальных условиях, которые мы описали выше. Материал, используемый для изготовления солнечного элемента, также может повысить эффективность преобразования энергии, а монокристаллические солнечные панели обеспечивают самую высокую эффективность среди коммерчески доступных панелей, замечает СМИ.

Плюсы и минусы солнечных батарей

Наиболее значительным преимуществом использования солнечных панелей является возможность использовать неограниченный, экологически чистый, возобновляемый источник энергии.

В отличие от обычного источника энергии, который требует подключения к сети для получения бесперебойного питания, с помощью батарей солнечные панели могут дать нам свободу оставаться в отдаленных местах и ​​при этом всегда иметь доступ к энергии.

Солнечные панели имеют длительный срок службы и требуют минимального ухода, так как у них нет подвижных частей.

Однако сбор солнечной энергии не так прост. Хотя стоимость производства солнечной энергии значительно снизилась за последние несколько лет, первоначальные затраты на установку солнечной панели, особенно в небольших масштабах, по-прежнему достаточно высоки. Помимо покупки панелей, также необходимо приобрести инвертор и аккумулятор для хранения энергии. Все это может стоить довольно дорого.

Сбор солнечной энергии также сильно зависит от погодных условий. Несмотря на то, что панели работают в пасмурную погоду, затяжные дожди или снегопады могут снизить запасы энергии.

Инновации в секторе солнечной энергетики принимают новый оборот: новые материалы используются для того, чтобы сделать солнечные панели лучше и дешевле. Солнечные панели призваны оказать значительное влияние на то, как мы получаем доступ к энергии в будущем.