Из чего состоят солнечные батареи

Использование солнечных батарей позволит оптимизировать затраты на обеспечение электроэнергией частного дома, небольшой фермы или отдельно стоящего магазина. При отсутствии беспрерывных интенсивных нагрузок, солярные станции гарантированно окупятся в среднесрочной перспективе. Рассчитать окупаемость установки можно через калькулятор солнечных батарей.

А в этой статье мы разберем устройство солнечной батареи и какое дополнительное оборудование вам понадобится при сборе собственной установки.

Какие бывают солнечные батареи

Солнечная батарея — это устройство, которое использует солнечную энергию для генерации электрического тока. Общий принцип работы солнечной батареи основан на фотоэлектрическом эффекте, который возникает при попадании солнечных лучей на кремниевые пластины, из которых состоят солнечные панели.

При взаимодействии солнечного света с кремнием происходит высвобождение электронов, которые затем движутся по проводникам и образуют электрический ток. Солнечные батареи могут быть различных типов: кристаллические, тонкие пленочные и концентрирующиеся. Кристаллические, в свою очередь делятся на монокристаллические и поликристаллические. Каждый тип солнечных панелей имеет свои преимущества и недостатки, и выбор того или иного типа зависит от конкретных потребностей и условий использования.

Наиболее распространенные виды солнечных батарей это:

1. Монокристаллические солнечные батареи, которые имеют скругленные края и однородную поверхность панелей. Использование данной разновидности обеспечивает КПД вплоть до 28 %.
2. Поликристаллические солнечные батареи — более бюджетный вариант с панелями квадратной формы и неоднородной структурой элементов. Средний КПД 20 %.

Также существуют модели с тонкопленочными (гибкими) панелями. Подобные конструкции могут сворачиваться, используются в мобильных станциях, обеспечивают производительность на уровне 22 %.

Из чего состоят солнечные батареи

Далее разберем, как устроена солнечная батарея. К основным элементам относятся:

• Панели: отвечают за получение и преобразование энергии солнца в электрический ток. Фактическая выработка электроэнергии будет зависеть от площади поверхности данного элемента, типа (монокристалл/поликристалл) и внешних условий — интенсивности ультрафиолетового излучения, продолжительности прямого воздействия солнца в течение дня.
• Контроллер для солнечных батарей — это важное связующее звено, через которое осуществляется передача энергии от панелей к батарее, регулируется номинальное напряжение. Отсутствие или неисправность данного элемента неизбежно приведет к перегрузке и выходе из строя акб. Выделяют два типа контроллеров — ШИМ с тремя стадиями работы (зависимо от состояния заряда) и MPPT на основе передовых вычислительных технологий.
• Инвертор: служит для непосредственного преобразования постоянного тока в переменный за счет периодического переключения источника напряжения, изменения полярности на зажимах. По принципу функционирования различают автономные, сетевые и гибридные инверторы, в зависимости от технологии исполнения выделяют чистый синус (наиболее эффективен), квази-синус (приемлемый, бюджетный вариант) и меандр (устаревшая технология).
• Аккумуляторы: накапливают избыточную энергию, что дает возможность обеспечить электроснабжение в ночное время суток. Также создается резерв, который может быть использован в периоды интенсивных нагрузок. Оптимальным решением считаются акб глубокого разряда (гелиевые и свинцовые). Повысить запас времени автономной работы можно, наращивая количество подключенных к станции аккумуляторов.

Также, в солярных станциях предусмотрено использование дополнительного оборудования, которое будет необходимо, в зависимости от условий фактической эксплуатации.

Способы соединения отдельных фотоэлементов в единую панель

Конструкция солнечных батарей может различаться по принципу соединения фотоэлементов. Возможны следующие способы соединения:

• Параллельный: номинальное напряжение не меняется, ток увеличивается в соответствии с количеством панелей (в четыре раза для четырех элементов, в два для двух). Принцип соединения “плюс на плюс” — “минус на минус”.
• Последовательный: реализовано соединение “плюс на минус”. Значение тока остается на уровне показателя одной панели, напряжение увеличивается в соответствии с числом элементов.
• Последовательно-параллельный: по параллельному принципу между собой соединяются объединенные последовательно пары панелей. В результате показатели тока и напряжения удваиваются.

Посредством соединения отдельных панелей в едином массиве увеличивается потенциальная мощность солярной станции. Показатели на выходе будут зависеть от качества работы других элементов системы, включая инвертор и контроллер для солнечных батарей.

Заключение

Наличие автономной солнечной электростанции позволит обеспечить загородный жилой дом источником электропитания, независимо от состояния внешних сетей, избавиться от необходимости закупать топливо.

При выбор солнечных батарей важно учитывать особенности будущей эксплуатации, потребности в электроэнергии, которые должна закрывать солярная станция и регион установки.

Подобрать вариант конфигурации, разработать проект и реализовать идеи на практике помогут наши специалисты. Чтобы получить консультацию, оставьте заявку через форму обратной связи или свяжитесь любым удобным для вас способом.