Принцип роботи сонячної панелі

 Принцип роботи сонячної панелі базується на використанні декількох фотоелементів. Це електронні пристрої, здатні перетворювати сонячну енергію (потік фотонів) в електрику. Давайте більше дізнаємося про те, як діють сонячні панелі як обладнана типова батарея і в чому її особливості.

Схема сонячної панелі

Сонячна панель складається з таких деталей:

• Дві кремнієві пластини, тісно прикріплені одна до одної. Чистий кремінь практично не використовується, оскільки він не дуже ефективний. Найчастіше одну пластину роблять з додатковим шаром, а другий-з шаром фосфору або миш'яку. Насправді, кристал кремнію представляє собою просто штучно вирощену величезну зернину, тільки заданої форми.
• Тонка металева підкладка на задній стороні.
• Металеві ребра жорсткості, розташовані вище кремнієвих пластин.
• Скло або інший прозорий матеріал, що покриває ребра жорсткості і кремнієві пластини. Цей матеріал повинен обов'язково пропускати ультрафіолетові промені, тому що невидима частина спектру також використовується для перетворення на електроенергію.
• Алюмінієвий каркас. На нього кріпляться всі фотоелементи.

Це стандартна структура сонячної панелі. Чим більша її площа, тим більше енергії вона виробляє.

Принцип роботи сонячної панелі

Перша пластина (з бором) під впливом сонячних променів починає виробляти позитивний заряд. Друга пластина (з миш'яку або фосфору) виробляє негативний заряд. Електрони починають інтенсивно виділятися саме в тих місцях, де кремній контактує з шаром додаткового матеріалу.

В результаті взаємодії позитивно і негативно заряджених частинок виробляється електричний струм. Щоб зібрати його з кремнію, пластини пропаюють тонким мідним шаром. По мідним провідникам заряд рухається до акумулятору або споживачу (ліхтарик, електродвигун і так далі).

Одна клітина фотоелектричного перетворювачу не може виробляти струм вище певного рівня. Ось чому для отримання великої кількості енергії - об'єднують велику кількість клітин в одну систему. Теоретично це дозволяє виготовляти батарею з необмеженою потужністю. Потрібно тільки мати достатню кількість пластин і місце для їх розташування.

На відміну від сонячних колекторів, фотоелектричні перетворювачі використовують світло, а не тепло. Тому їх можна використовувати навіть в Антарктиці. Головне, щоб світло було яскравим.

Ефективність фотоелектричних перетворювачів

Як побудована сонячна панель, ми вже розібрались. Як бачите, тут нічого особливо складного не має. Тепер кілька слів про її ефективність. В ідеалі, ККД батареї досягає 20-25%. На практиці цей коефіцієнт не може перевищувати 10-15%. Справа в тому, що панель завжди закріплена в одному напрямку. Сонячні промені падають під різними кутами протягом дня. Через це значна частина енергії втрачається.

Сучасні системи з автоматичною обертанням (для постійної орієнтації на максимальний світловий потік) можуть працювати з ефективністю до 45%. Це дуже хороший показник, тому ці системи можна вважати найбільш перспективними.

Популярні: Сонячні панелі