Мабуть, сьогодні очевидним для кожного є той факт, що сонячна енергія — це одне з найперспективніших джерел поновлюваної енергії, впроваджувати й розвивати яке потрібно в усіх напрямках. І вже сьогодні будь-яка людина цілком може скористатися цими технологіями, купивши сонячні панелі - недорогі, але дуже функціональні й універсальні системи, які прекрасно справляються з величезною кількістю покладених на них функцій. Ми розповімо про те, як вся ця система працює і від чого заряджаються сонячні батареї, щоб ви краще розуміли принципи їх використання.

Як влаштована сонячна панель

Сонячна панель - це обладнання, яке перетворює сонячну енергію на електричну. В основі пристрою сонячної батареї лежать фотоелементи, відомі як сонячні комірки. Давайте докладніше розглянемо будову цього обладнання.

  • Сонячні комірки. Основний елемент сонячної панелі. Осередки зазвичай виготовляються з кремнієвого напівпровідника, оскільки кремній має властивість генерувати електричний струм під впливом сонячного світла.
  • Електричні контакти. Служать для виведення отриманого електричного струму з сонячних осередків для живлення пристроїв або збереження його в АКБ.
  • Антирефлексне покриття. Наноситься на поверхню сонячної панелі, щоб зменшити відбиття світла і збільшити в такий спосіб його кількість, що поглинається осередками.
  • Скляний або пластиковий захист. Ці елементи призначені для захисту тендітних сонячних осередків від зовнішніх впливів, таких як дощ, пил і механічні пошкодження.

Крім того, до більшості сучасних монокристалічних систем подібного роду входять також акумулятори, інвертори, стабілізатори та різні контролери управління. Кожен із зазначених модулів виконує свою певну функцію. Акумулятор накопичує і зберігає отриману енергію, контролери відповідають за управління системою, під'єднання і від'єднання акумулятора, а також аналіз рівня його заряду. Інвертор змінює постійний струм на змінний, що дає змогу використовувати електроенергію для різних побутових потреб або накопичувати її в зарядній станції, а стабілізатор захищає всі модулі системи від різких перепадів напруги.

Принцип роботи сонячної панелі

Попри таку здавалося б футуристичну технологію, принцип роботи сонячних батарей досить простий навіть для тих, хто погано пам'ятає шкільний курс фізики.

  • Поглинання світла. Сонячні комірки всередині сонячної панелі поглинають сонячне випромінювання, що містить фотони.
  • Вивільнення електронів. Коли фотони потрапляють на сонячні комірки, вони збуджують електрони в кремнієвій структурі, вириваючи їх з атомів.
  • Створення електричного потенціалу. Електрони, вирвані з атомів, створюють різницю потенціалів між верхньою і нижньою частинами сонячного осередку, що викликає появу електричного струму.
  • Вихід струму. Отриманий електричний струм виводиться через електричні контакти сонячної панелі й може бути використаний для живлення різної техніки.

Сама технологія була відкрита ще в середині ХІХ століття, проте лише в 1950-х роках вченим вдалося її технічно реалізувати. І тільки на початку 2000-х прогрес дав змогу широко використовувати сонячні панелі в побуті, чим ми з вами з великою вдячністю і користуємося.

Як працюють сонячні батареї взимку

Безумовно, взимку якість і потужність роботи сонячних батарей істотно падає через зменшення кількості сонячних днів і скорочення світлової доби загалом. Однак сучасні технології та монокристалічна структура дають їм змогу продовжувати генерацію електроенергії навіть у таких умовах.

Почнемо з того, що холодні температури можуть фактично підвищити продуктивність сонячних батарей. Це пов'язано з тим, що зниження температури може знизити опір в електричному ланцюзі і збільшити ефективність передачі струму.

Крім того, панелі в будь-якому разі генерують якусь кількість енергії навіть у похмуру погоду. Безумовно, її набагато менше, ніж у сонячні дні, але це все ж краще, ніж нічого.

Важливо пам'ятати, що сніг на поверхні цих пристроїв може ускладнити накопичення енергії. Однак багато сонячних панелей мають слизьку поверхню і нахил, що сприяє природному сходженню снігу за наявності сонячного світла або під впливом мінімального нагріву.

Де використовуються сонячні панелі

Сонячні панелі сьогодні фактично можуть бути впроваджені в електросистему будь-якої потужності та структури, відіграючи в ній більшу або меншу роль, але бувши важливою її ланкою.

Автономні станції

Автономні станції являють собою системи, які працюють незалежно від централізованих електричних мереж. Вони часто використовуються у віддалених районах, де немає доступу до централізованого джерела енергії. Сонячні панелі включаються до складу автономних електростанцій для забезпечення електроенергією житлових приміщень, насосів для водопостачання, світлових систем, спеціалізованого обладнання і не тільки. Такі системи дають змогу скоротити залежність від дизельних генераторів і зменшити витрати на паливо, а також збільшити термін служби різного устаткування, дозволяючи йому не працювати в періоди малих навантажень.

Мережеві станції

Мережеві електростанції є частиною загальної електричної мережі і використовуються для генерації електроенергії для споживачів у містах, на підприємствах і в інших населених районах. Сонячні панелі можуть бути інтегровані до складу мережевих станцій, щоб збільшити частку відновлюваної енергії в загальній системі. У цьому випадку надлишок виробленої сонячної енергії може постачатися в мережу для загального використання, а відсутня енергія може бути отримана з інших джерел.

Гібридні станції

Гібридні станції являють собою системи, які об'єднують різні джерела енергії: сонячну, вітряну, генератори на біомасі та дизельні генератори. Сонячні панелі можуть використовуватися в гібридних станціях у поєднанні з іншими джерелами енергії для забезпечення стабільного і безперервного енергопостачання навіть в умовах мінливості погоди і часу доби. Такі системи дають змогу знизити залежність від традиційних джерел енергії та зменшити негативний вплив на навколишнє середовище.

Сонячні панелі являють собою ефективне та екологічно чисте рішення для отримання електроенергії. Це надійне та вкрай довговічне рішення, яке практично не потребує обслуговування. Тож долучайтеся до використання цієї технології, якщо цього ще не зробили - ставайте на "сонячний" бік!