1. Солнечный элемент.

Рис. 1. Солнечные элементы на основе кристаллического кремния.

    Солнечный элемент представляет собой полупроводниковый диод с большой площадью поверхности. Солнечное излучение поглощается в полупроводнике, образуя электронно-дырочные пары, которые разделяются p-n переходом и снимаются металлическими контактами на передней и тыльной поверхностях элемента.

Рис. 2. Принцип работы солнечного элемента.

Рис. 3. Солнечные батареи.

    Основной материал для массового производства солнечных элементов сегодня - кристаллический кремний. Из подложек, изготовленных на его основе, производится боле 80% всех солнечных элементов. Не смотря на не самую лучшую поглощающую способность, кремний имеет ряд преимуществ над другими полупроводниками: 1) кремний широко распространен в земной коре в форме оксида кремния, 2) кремний не токсичен и не активен, поэтому не вносит дисбаланс в окружающую среду, 3) кремниевые технологии хорошо изучены в микроэлектронной промышленности. Солнечные элементы из арсенида (GaAs) галлия достигают эффективности 25%. Специально сконструированные солнечные элементы, использующие концентрированное солнечное излучение имеют эффективность до 30%. Для производства солнечных элементов используют тонике пленки теллура кадмия (CdTe), медь индиевого диселенида (CIS). Тонкие пленки получают осаждением этих материалов на металлические, стеклянные и др. подложки. Эффективность промышленных образцов находится в пределах 7-18%. Тонкие пленки также используются для производства каскадных солнечных элементов. Недостатком этих материалов является значительное ухудшение характеристик со  временем и при повышении температуры, а также высокотехнологичный, затратный процесс производства, который связан с использованием токсичных веществ.

2. Система солнечного электроснабжения.

Рис. 4. Система солнечного электроснабжения.

    Система, подключенная к сети, состоит из следующих элементов: 1.    Солнечные батареи 2.    Контроллер - устройство, переключающее напряжение, для изменения режима работы солнечных батарей. 3.    Инвертор - устройство, преобразующее постоянный ток, вырабатываемый солнечными элементами, в переменный ток. Содержит в себе трансформатор. 4.    Счетчик - электронное устройство для учета экспортируемой и импортируемой электроэнергии. Также счетчик определяет, в зависимости от нагрузки и эффективности солнечных батарей, когда и сколько электроэнергии нужно получить из сети.

Солнечное теплоснабжение.

1. Солнечная энергия для нагрева воды.

Рис. 1.  Возможность обеспечения горячей водой.

    Потребление горячей воды для бытовых нужд в течение года практически постоянно.

Рис. 2. Возможность обеспечения водой для отопления.

В то же время горячая вода для отопления необходима примерно с октября по апрель с пиком, приходящимся на декабрь-февраль. Используя систему солнечного отопления можно получить до 50-60% горячей воды, необходимой в течение года для отопления и бытовых нужд. В летнее время солнце полностью обеспечит дом горячей водой. Это обстоятельство особенно благоприятно в том плане, что летом ТЭЦ работают с низким коэффициентом использования производственных мощностей. Можно будет еще более эффективно использовать солнечную энергию, если приспособить стиральные и посудомоечные машины использовать воду, нагретую солнцем.