Сонячні батареї: як працюють, наскільки ефективні, переваги та недоліки

сонячна панель, сонячна батарея, сонячна енергія
Фото: unsplash.com

Як сонячні батареї перетворять світло на струм, наскільки вони рентабельні, і чи можна ними користуватися взимку.

Related video

Багато українців сьогодні купують сонячні батареї, щоб мати джерело енергії для домашньої техніки та гаджетів. Багато хто тільки обмірковує покупку. Фокус зібрав корисні відомості про те, як працюють сонячні панелі, у чому їх плюси та мінуси.

Як сонячна панель накопичує енергію і перетворює її на електрику

Сонячна панель складається з великого масиву елементів, з'єднаних між собою. Ці елементи зазвичай виготовляються із кремнію. Оскільки кремній є напівпровідником, він може діяти як ізолятор, і провідник. Кремнієвий елемент складається з двох різних шарів: P-типу (приймає електрони) та N-типу (віддає електрони). Елемент P-типу має домішки з бору або галію, у яких на зовнішньому енергетичному рівні на один електрон менше, ніж у кремнію, що створює "вакансії" для прийому електронів. Елемент N-типу у складі має фосфор, що містить на один електрон більше, ніж кремній, завдяки цьому електрони виштовхуються. Шар N-типу розташовується лицем до сонячного світла, а шар P-типу розміщується під шаром N-типу. Варто зазначити, що під N-шаром знаходиться шар алюмінію, завдяки чому потоки електронів, що приймаються і віддаються, рухаються туди-назад, завдяки чому генерується електричний струм, пише видання interestingengineering.com.

сонячні панелі на даху, сонячні батареї Fullscreen
Вчені намагаються підвищити ефективність сонячних панелей до 30%

Як зрозуміти, наскільки сонячні батареї ефективні

Ефективність сонячної панелі визначає кількість електрики, яку вона може згенерувати зі світла, що падає на її поверхню. За середніх розрахунків беруться такі показники: температура 25 градусів за Цельсієм, випромінювання 1000 Вт на 1 кв. м — це еквівалент світла, отриманого панеллю у яскравий сонячний день. Ефективність 20% означає, що сонячна панель площею 1 кв. м вироблятиме 200 Вт електроенергії. Але це в ідеалі, а в реальності на ефективність пристроїв впливає безліч факторів, таких як вітер, вологість, УФ-випромінювання, хімічний вплив тощо. Матеріал, який використовується для виготовлення сонячного елемента, також може підвищити ефективність перетворення енергії, а монокристалічні сонячні панелі забезпечують найвищу ефективність серед доступних комерційно панелей, зауважує ЗМІ.

Плюси та мінуси сонячних батарей

Найзначнішою перевагою використання сонячних панелей є можливість використовувати необмежене, екологічно чисте, відновлюване джерело енергії.

На відміну від звичайного джерела енергії, яке потребує підключення до мережі для отримання безперебійного живлення, за допомогою батарей сонячні панелі можуть дати нам свободу залишатися у віддалених місцях і разом з тим завжди мати доступ до енергії.

Сонячні панелі мають тривалий термін служби і вимагають мінімального догляду, оскільки вони не мають рухомих частин.

Однак збір сонячної енергії не такий простий. Хоча вартість виробництва сонячної енергії значно знизилася за останні кілька років, початкові витрати на встановлення сонячної панелі, особливо в невеликих масштабах, як і раніше, досить високі. Крім покупки панелей також необхідно придбати інвертор і акумулятор для зберігання енергії. Все це може коштувати досить дорого.

Збір сонячної енергії також залежить від погодних умов. Попри те, що панелі працюють у похмуру погоду, затяжні дощі чи снігопади можуть зменшити запаси енергії.

Інновації в секторі сонячної енергетики набувають нового обігу: нові матеріали використовуються для того, щоб зробити сонячні панелі кращими і дешевшими. Сонячні панелі мають значний вплив на те, як ми отримуємо доступ до енергії в майбутньому.