СОДЕРЖАНИЕ
Солнечная батарея. Строение…………………………………………………………..3
Область применения солнечных батарей……………………………………………...4
Принцип действия солнечных батарей……………………………………………......5
Фотоэлементы…………………………………………………………………………...6
Солнечные батареи (сборки)…………………………………………………………...7
Преимущества и недостатки солнечных батарей………………………………….....8
Список использованной литературы………………………………………………….9
1.Солнечная батарея. Строение
Солнечная батарея — это электрическое устройство, представляющее собой конструктивно объединенный “набор” солнечных фотоэлементов и преобразующее электромагнитное излучение солнца в постоянный электрический ток.
Строение солнечных батарей:
Солнечная батарея состоит из фотоэлементов, соединенных последовательно и параллельно. Все фотоэлементы располагаются на каркасе из непроводящих материалов. Такая конфигурация позволяет собирать солнечные батареи требуемых характеристик (тока и напряжения). Кроме того, это позволяет заменять вышедшие из строя фотоэлементы простой заменой.[1]
Солнечная батарея — бытовой термин, используемый в разговорной речи или ненаучной прессе. Обычно под термином «солнечная батарея» подразумевается несколько объединённых фотоэлектрических преобразователей (фотоэлементов) — полупроводниковых устройств, прямо преобразующих солнечную энергию в постоянный электрический ток.[2]
2. Область применения солнечных батарей
Сфера применения солнечных преобразователей для выработки электроэнергии расширяется с каждым годом.
В удаленных районах при отсутствии централизованного электроснабжения солнечные батареи служат наиболее рентабельным и надежным источником электроэнергии, как для индивидуальных строений, так и для предприятий малого и среднего бизнеса, для работы насосных установок, на фермах в качестве электроизгороди и т. д.
В городах и крупных населенных пунктах уже не редкость генерация электроэнергии для энергообеспечения жилых зданий и офисов, промышленное производство электроэнергии для сетей централизованного электроснабжения. Все более популярным становится использование солнечных батарей в резервных системах электроснабжения. Однако, и в отдаленных, и в подсоединенных к централизованным сетям районах, фотоэлектрические системы являются источником чистой энергии, не загрязняющей окружающую среду подобно тепловым электростанциям.
Разнообразие типов фотоэлементов с различными техническими характеристиками дало возможность найти им применение в самых различных областях человеческой жизнедеятельности. Солнечная энергия используется давно и повсеместно. Энергией солнечных батарей питаются такие объекты, как автономные ретрансляторы сотовой связи, дорожные знаки, элементы дорожной разметки и освещения рекламных щитов, уличные и садовые фонари, полицейские блокпосты, буи и многое другое.[3]
3. Принцип действия солнечных батарей
Принцип работы фотоэлементов, из которых состоит солнечная батарея основан на фотогальваническом эффекте. Этот эффект наблюдал еще Александр Эдмонд Беккерель в 1839 году. Впоследствии работы Эйнштейна в области фотоэффекта позволили описать явление количественно. Опыты Беккереля показали, что лучистую энергию солнца можно трансформировать в электричество с помощью специальных полупроводников, которые позже получили название фотоэлементы.
Вообще такой способ получения электричества должен быть наиболее эффективным, потому что является одноступенчатым. По сравнению с другой технологией преобразования солнечной энергии через термодинамический переход (Лучи -> Нагревание воды -> Пар -> Вращение турбины -> Электричество), меньше энергии теряется на переходы.[1]
В основе преобразования электромагнитного излучения солнца в постоянный электрический ток лежит так называемый фотоэлектрический эффект. Суть этого физического процесса, в доступной пониманию форме, можно описать с помощью приведенного ниже рисунка:
Частицы электромагнитного излучения (фотоны), падающие на поверхность солнечного фотоэлемента, активизируют взаимное перемещение электрических зарядов в отрицательном n – слое и положительном р – слое. В результате этого в пограничной зоне р – слоя формируется некомпенсированный отрицательный заряд, а в пограничной зоне n-слоя некомпенсированный положительный заряд. Таким образом формируется р – n переход. Возникшая разность потенциалов в р – n переходе вызывает фотоэлектродвижущую силу, вследствие чего на устройство-потребитель, присоединенное к верхнему и нижнему контактам солнечного фотоэлемента, подается постоянный электрический ток.
Основным материалом для производства фотоэлементов солнечных батарей является кристаллический кремний. С использованием именно этого материала сегодня изготавливается свыше 80 % солнечных фотоэлементов. [5]