Как работают солнечные батареи?

Солнечные батареи или фотоэлектрические панели относятся к экологически чистым источникам энергии. В последнее время значительно  снизилась и продолжает снижаться стоимость  фотоэлектрических панелей, и поэтому в будущем только будет возрастать перспектива их использования. Такой источник  энергии в классическом виде будет включать следующие части: солнечную батарею (генератор постоянного тока), аккумулятор  с устройством контроля заряда и инвертор, преобразующий постоянный ток в переменный. Фотоэлектрические  панели состоят из набора солнечных элементов или фотоэлектрических  преобразователей, которые напрямую солнечную энергию преобразуют в электрическую.

Многие солнечные элементы изготавливают из кремния, который стоит довольно дорого. Поэтому электрическая энергия, получаемая при использовании солнечных батарей,  стоит так дорого. Наиболее распространены фотоэлектрические преобразователи двух видов, один изготовлен из монокристаллического  кремния, а другой – из поликристаллического кремния.  Эти преобразователи отличаются технологией производства. КПД  из монокристаллического кремния   составляет 17,5%, и КПД  из поликристаллического кремния – 15%.

Очень важной технической характеристикой фотоэлектрической панели является полезная мощность, которая определяется напряжением и выходным током. Данные характеристики зависят от интенсивности солнечного  света, который попадает на батарею.

Электродвижущая сила отдельных фотоэлектрических преобразователей не зависит от их площади, и при нагревании панели солнцем на 1 градус снижается на 0,4%.  Интенсивность солнечного излучения и размер фотоэлектрических преобразователей влияет на выходной ток.  При ярком солнечном свете фотоэлектрическими  преобразователями генерируется больший ток. Довольно резко снижается  зарядный ток и отдаваемая мощность при пасмурной погоде. Это связано со снижением тока, отдаваемого панелью.

Фотоэлектрическая панель состоит из отдельных фотоэлектрических преобразователей, которые последовательно и параллельно соединяются для увеличения выходных параметров, таких как  напряжение, ток и мощность.  Если преобразователи соединены последовательно, то увеличивается выходное напряжение, а, если соединены параллельно, то повышается выходной ток.  Данные параметры можно увеличить путем комбинации этих двух способов соединения. Такой способ соединения даже при выходе из строя одного их фотоэлектрических преобразователей не выводит из строя всю цепочку, и таким образом повышается надежность  работы всей фотоэлектрической панели.