1.18. Складання сонячних батарей

Рис 1.5. Сонячна батарея із сонячних елементів

Однак різниця потенціалів, створювана одним фотоелементом, мала для промислового застосування. Щоб мати можливість використовувати сонячні елементи для електроживлення пристроїв, їх з'єднують разом. Тим самим виходять сонячні батарей (сонячні збірки, сонячні модулі). Крім того, фотоелементи покривають різними захисними шарами зі скла, пластмаси, різних плівок. Це роблять для того, щоб захистити крихкий елемент.

Основною робочою характеристикою сонячної батареї є пікова потужність, яку висловлюють у Ватах (Вт, W). Ця характеристика показує вихідну потужність батареї в оптимальних умовах: сонячному випромінюванні 1 кВт/м2, температурі навколишнього середовища 25 °C, сонячному спектрі шириною 45° (АМ1, 5). У звичайних умовах досягти таких показників вдається вкрай рідко, освітленість нижче, а модуль нагрівається вище (до 60-70 градусів).

Поєднуючи фотоелементи послідовно ми підвищуємо різницю потенціалів, поєднуючи паралельно - струм. Таким чином комбінуючи з'єднання можна домогтися необхідних параметрів по струму і напрузі, а отже і по потужності. Крім того, послідовно або паралельно можна з'єднувати не тільки фотоелементи в рамках однієї сонячної батареї, але і сонячні батареї в цілому.

1.19. Сонячні батареї для енергозабезпечення будинку

Сонячні батареї, як джерело електроенергії, сьогодні вже важко назвати чимось незвичним. Уперше їх почали застосовувати для енергозабезпечення космічних станцій більше 40 років тому, сьогодні сонячні батареї міцно ввійшли в побут як джерело екологічно чистої й безкоштовної енергії. Сонце завжди посилало й посилає на землю мільярди кіловат променевої енергії й це джерело буде існувати ще багато мільйонів років. Здавалось би, навіщо будувати атомні, теплові й гідроелектростанції? Бери й користуйся сонячною енергією.

Принцип роботи сонячних батарей.

За принципом роботи сонячна батарея являє собою фотоелектричний генератор постійного струму, який використовує ефект перетворення променевої енергії в електричну. Точніше, у сонячних батареях використана властивість напівпровідників на основі кристалів кремнію. Кванти світла, потрапляючи на пластину напівпровідника, вибивають електрон із зовнішньої орбіти атома даного хімічного елементу, що створює достатню кількість вільних електронів для виникнення електричного струму. Однак для того, щоб напруги й потужності такого джерела було достатньо для застосування в побутових цілях, одного або двох кремнієвих елементів недостатньо. Тому їх збирають у цілі панелі, де з’єднують паралельно або послідовно. При цьому площа таких панелей може становити від декількох квадратних сантиметрів до декількох квадратних метрів. Збільшуючи кількість панелей можна добитися більшої генерованої потужності сонячною батареєю. Однак продуктивність сонячної батареї залежить не тільки від площі, але також від інтенсивності сонячного світла й кута падіння променів. Отже, продуктивність сонячної батареї залежить від місцевості й географічної широти, де розташований будинок, від погоди й пори року, від часу доби.

.Рис 1.6. Енергосистема будинку з сонячними панелями

Крім того, щоб система із сонячних батарей працювала й подавала енергію в мережу, потрібно встановити ряд додаткових електроприладів, зокрема: інвертор, що перетворить постійний струм у змінний;

акумуляторну батарею, роль якої накопичувати енергію й згладжувати перепади напруги через зміну освітленості.

Контролер заряду акумулятора, який не дозволяє акумулятору перезарядитися або розрядитися завчасно. Усе це в комплексі називається автономною системою енергопостачання на основі сонячних батарей.

Усе це в комплексі називається «автономною системою енергопостачання». У той же час у системі, яка працює на постачання енергії в загальну мережу, акумулятори й контролери не потрібні. Необхідний тільки мережевий інвертор