Пожалуй, сегодня очевидным для каждого является тот факт, что солнечная энергия — это один из наиболее перспективных источников возобновляемой энергии, внедрять и развивать который нужно во всех направлениях. И уже сегодня любой человек вполне может воспользоваться данными технологиями, купив солнечные панели — недорогие, но очень функциональные и универсальные системы, которые прекрасно справляются с огромным количеством возлагаемых на них функций. Мы расскажем о том, как вся эта система работает и от чего заряжаются солнечные батареи, чтобы вы лучше понимали принципы их использования.

Как устроена солнечная панель

Солнечная панель — это оборудование, которое преобразует солнечную энергию в электрическую. В основе устройства солнечной батареи лежат фотоэлементы, известные как солнечные ячейки. Давайте подробнее рассмотрим устройство данного оборудования.

  • Солнечные ячейки. Основной элемент солнечной панели. Ячейки обычно изготавливаются из кремниевого полупроводника, так как кремний обладает свойством генерировать электрический ток под воздействием солнечного света.
  • Электрические контакты. Служат для вывода полученного электрического тока из солнечных ячеек для питания устройств или сохранения его в АКБ.
  • Антирефлексное покрытие. Наносится на поверхность солнечной панели, чтобы уменьшить отражение света и увеличить таким образом его количество, поглощаемое ячейками.
  • Стеклянная или пластиковая защита. Данные элементы предназначены для защиты хрупких солнечных ячеек от внешних воздействий, таких как дождь, пыль и механические повреждения.

Кроме того, в большинство современных монокристаллических систем подобного рода входят также аккумуляторы, инверторы, стабилизаторы и различные контроллеры управления. Каждый из указанных модулей выполняет свою определенную функцию. Аккумулятор накапливает и хранит полученную энергию, контроллеры отвечают за управление системой, подключение и отключение аккумулятора, а также анализ уровня его заряда. Инвертор изменяет постоянный ток на переменный, что позволяет использовать электроэнергию для различных бытовых нужд или накапливать ее в зарядной станции, а стабилизатор защищает все модули системы от резких перепадов напряжения.

Принцип работы солнечной панели

Несмотря на столь казалось бы футуристичную технологию, принцип работы солнечных батарей достаточно прост даже для тех, кто плохо помнит школьный курс физики.

  • Поглощение света. Солнечные ячейки внутри солнечной панели поглощают солнечное излучение, содержащее фотоны.
  • Высвобождение электронов. Когда фотоны попадают на солнечные ячейки, они возбуждают электроны в кремниевой структуре, вырывая их из атомов.
  • Создание электрического потенциала. Электроны, вырванные из атомов, создают разность потенциалов между верхней и нижней частями солнечной ячейки, что вызывает появление электрического тока.
  • Выход тока. Полученный электрический ток выводится через электрические контакты солнечной панели и может быть использован для питания разной техники.

Сама технология была открыта еще в середине ХІХ века, однако лишь в 1950-х годах ученым удалось ее технически реализовать. И только в начале 2000-х прогресс позволил широко использовать солнечные панели в быту, чем мы с вами с большой благодарностью и пользуемся.

Как работают солнечные батареи зимой

Безусловно, зимой качество и мощность работы солнечных батарей существенно падает из-за уменьшения количества солнечных дней и сокращения световых суток в целом. Однако современные технологии и монокристаллическая структура позволяют им продолжать генерацию электроэнергии даже в таких условиях. 

Начнем с того, что холодные температуры могут фактически повысить производительность солнечных батарей. Это связано с тем, что снижение температуры может снизить сопротивление в электрической цепи и увеличить эффективность передачи тока.

Кроме того, панели в любом случае генерируют какое-то количество энергии даже в пасмурную погоду. Безусловно, ее гораздо меньше, чем в солнечные дни, но это все же лучше, чем ничего. 

Важно помнить, что снег на поверхности данных устройств может затруднить накопление энергии. Однако многие солнечные панели обладают скользкой поверхностью и наклоном, что способствует естественному сходу снега при наличии солнечного света или под воздействием минимального нагрева.

Где используются солнечные панели

Солнечные панели сегодня фактически могут быть внедрены в электросистему любой мощности и структуры, играя в ней большую или меньшую роль, но являясь важным ее звеном.

Автономные станции

Автономные станции представляют собой системы, которые работают независимо от централизованных электрических сетей. Они часто используются в удаленных районах, где нет доступа к централизованному источнику энергии. Солнечные панели включаются в состав автономных электростанций для обеспечения электроэнергией жилых помещений, насосов для водоснабжения, световых систем, специализированного оборудования и не только. Такие системы позволяют сократить зависимость от дизельных генераторов и уменьшить затраты на топливо, а также увеличить срок службы различного оборудования, позволяя ему не работать в периоды малых нагрузок.

Сетевые станции

Сетевые электростанции являются частью общей электрической сети и используются для генерации электроэнергии для потребителей в городах, на предприятиях и в других населенных районах. Солнечные панели могут быть интегрированы в состав сетевых станций, чтобы увеличить долю возобновляемой энергии в общей системе. В этом случае избыток произведенной солнечной энергии может поставляться в сеть для общего использования, а недостающая энергия может быть получена из других источников.

Гибридные станции

Гибридные станции представляют собой системы, которые объединяют различные источники энергии: солнечную, ветряную, генераторы на биомассе и дизельные генераторы. Солнечные панели могут использоваться в гибридных станциях в сочетании с другими источниками энергии для обеспечения стабильного и непрерывного энергоснабжения даже в условиях изменчивости погоды и времени суток. Такие системы позволяют снизить зависимость от традиционных источников энергии и уменьшить негативное воздействие на окружающую среду.

Солнечные панели представляют собой эффективное и экологически чистое решение для получения электроэнергии. Это надежное и крайне долговечное решение, которое практически не нуждается в обслуживании. Поэтому приобщайтесь к использованию данной технологии, если этого еще не сделали — становитесь на «солнечную» сторону!