Полікристалічні сонячні батареї для дому

Виснаження запасів енергоресурсів змушує шукати нові джерела енергії. В таких умовах найкращим рішенням є використання відновлюваної енергії сонця. Пристрій для перетворення світлової енергії в електричну, називаються сонячною батареєю. Все частіше люди, що піклуються про економію фінансів, замислюються про установку сонячних батарей у своїх будинках. У статті ми розглянемо різновиди таких батарей, їх переваги та недоліки, а також підкажемо, яка форма найкраще підійде для вашого дому.

Сфери застосування

Сонячні батареї знайшли застосування в багатьох сферах людського життя. Їх використовують на космічних станціях і в літакобудуванні. У Франції побудували автодорогу з сонячних батарей, яка забезпечує електроенергією вуличне освітлення невеликого сільця. У країнах Середземномор'я встановлюють такі батареї на дахах будинків для забезпечення потреби в нагріванні води. Використовують їх в електромобілях і у вуличних ліхтарях. Світильники на сонячних батареях користуються популярністю при оформленні декоративним підсвічуванням будівель, скульптур, парків та прибудинкових територій. Такими джерелами енергії оснащують портативні пристрої: ліхтарі, калькулятори, плеєри. У Південній Кореї винайшли сонячну батарею, яку можна помістити під шкіру людини для забезпечення енергією імплантатів, таких як кардіостимулятор.

Переваги і недоліки

Головною перевагою сонячних батарей є використання екологічно чистої, відновлюваної сонячної енергії. Фотоелементи не забруднюють навколишнє середовище і не створюють шум. Конструкція батареї досить проста, завдяки чому поломки трапляються рідко. Крім того, можна збільшити потужність пристрою збільшенням кількості панелей. Сонячні панелі довговічні, строк їх експлуатації становить кілька десятків років. Вони не вимагають особливого догляду, необхідно лише періодично протирати їх від пилу. До недоліків слід віднести складність збірки і настройки великих систем. Портативні батареї налаштування не вимагають. Сонячні батареї мають низький коефіцієнт корисної дії, усього близько 20 %. Для забезпечення потреби в електроенергії невеликого будинку необхідно встановити батареї на значній площі. Вартість сонячних батарей все ще залишається високою. Це пов'язано з особливостями їх виробництва.

Принцип роботи

Самим популярним матеріалом для виготовлення побутових сонячних батарей є кристали кремнію. Кремнієві пластини є напівпровідником, який перетворює світлову енергію сонця в електричну. Вона накопичується в акумуляторі. Сонячні батареї виробляють постійний струм. Він підходить для живлення світлодіодів. Якщо ж енергія сонця використовується для живлення побутових електроприладів, слід доповнити конструкцію інверторним перетворювачем постійного струму в змінний. Сонячний модуль закривають загартованим склом для захисту від атмосферних явищ та пилу.

Види

Кремнієві сонячні батареї бувають трьох видів: монокристалічні, полікристалічні і аморфні. Монокристалічні панелі виготовляють з кремнію високої очищення під впливом температури до 1400 градусів Цельсія. В результаті отримують кристал діаметром 14-20 см і довжиною до 2 метрів. Кристал нарізають на пластини товщиною 250-300 мкм і укладають на сітку електродів. ККД таких панелей досягає 19 %, побутові модулі можуть похвалитися 14-18 %. З-за складної технології виробництва монокристалічні панелі коштують дорожче полікристалічних сонячних батарей. Крім того, кремнієвий кристал є гратки, з-за чого повністю заповнити корисну площу модуля не вийде. Колір монокристалів чорний або темно-синій.
Полікристалічні сонячні батареї виробляють за спрощеною технологією при більш низьких температурах. Кристали напівпровідника мають різну спрямованість, з-за чого ККД знижується до 12-14 %. Крім того, термін служби полікристалічних батарей становить 25 років, що в два рази менше, ніж у монокристалів. Полікристали мають яскраво-синій колір і повністю заповнюють сонячний модуль. Перевагою полікристалічних сонячних батарей перед монокристалами є здатність поглинання розсіяного світла. Таким чином, накопичення енергії здійснюється навіть у похмуру погоду і в сутінках. Аморфні сонячні панелі виготовляють з кремневодорода за плівкової технології. ККД таких модулів досить низький, близько 5 %. Однак вони поглинають розсіяне світло в 20 разів краще інших видів батарей. Часто зустрічаються поєднання аморфного кремнію з полі - або монокристалами. Це дозволяє поєднати переваги різних видів напівпровідників.

Як вибрати?

Так на чому ж зупинити свій вибір, на полікристалічних або монокристалічних сонячних батареях? Слід звернути увагу на те, що потрібну потужність можна отримати з будь-якого виду батарей. Питання стоїть в доступній площі для їх установки. Якщо місця мало, краще зупинитись на монокристалічних модулях з найбільшим ККД. Якщо ж питання площі не істотний - оптимальним рішенням будуть полікристалічні сонячні батареї для дому. При рівній потужності і з урахуванням того, що полікристали стоять приблизно на 10 % дешевше, загальна вартість і сонячної ферми буде трохи дешевше. Крім того, полікристалічні сонячні батареї і в похмуру погоду поглинають енергію. Проблема виснаження копалин енергоносіїв посилюється з кожним роком, а ступінь забруднення навколишнього середовища стає гостріше. У зв'язку з цим, багато людей звернули пильну увагу на альтернативні джерела енергії. Перспективним напрямком є отримання електроенергії з світлової енергії сонця. Для перетворення світла в електрику використовують сонячні панелі. Вони довговічні, не створюють шум, прості в експлуатації. У виробництві сонячних модулів використовують моно - і полікристали кремнію. Монокристалічні панелі мають більш високий ККД, а полікристалічні сонячні батареї здатні поглинати розсіяне світло і коштують дещо дешевше.