Солнечные батареи: как работают, насколько эффективны, преимущества и недостатки

Многие украинцы сегодня приобретают солнечные батареи, чтобы иметь источник энергии для домашней техники и гаджетов. Многие только обдумывают покупку. Фокус собрал полезные сведения о том, как работают солнечные панели, в чем их плюсы и минусы.

Как солнечная панель накапливает энергию и превращает ее в электричество

Солнечная панель состоит из большого массива элементов, соединенных между собой. Эти элементы обычно изготавливаются из кремния. Поскольку кремний является полупроводником, он может действовать и как изолятор, и проводник. Кремниевый элемент состоит из двух разных слоев: P-типа (принимает электроны) и N-типа (отдает электроны). Элемент P-типа имеет примеси из бора или галлия, у которых на внешнем энергетическом уровне на один электрон меньше, чем у кремния, что создает "вакансии" для приема электронов. Элемент N-типа в составе имеет фосфор, содержащий на один электрон больше, чем кремний, за счет этого электроны "выталкиваются". Слой N-типа размещается лицом к солнечному свету, а слой P-типа размещается под слоем N-типа. Стоит отметить что под N-слоем находится слой алюминия, благодаря чему потоки принимаемых и отдаваемых электронов движутся туда-обратно, за счет чего генерируется электрический ток, пишет издание interestingengineering.com.

Как понять, насколько солнечные батареи эффективны

Эффективность солнечной панели определяет количество электричества, которое она может сгенерировать из света, падающего на ее поверхность. При средних расчетах берутся такие показатели: температура 25 градусов по Цельсию, излучение 1000 Вт на 1 кв. м — это эквивалент света, полученного панелью в яркий солнечный день. Эффективность в 20% означает, что солнечная панель площадью 1 кв. м будет производить 200 Вт электроэнергии. Но это в идеале, а в реальности на эффективность устройств влияет множество факторов, таких как ветер, влажность, УФ-излучение, химическое воздействие и т. д. Поэтому фактическая эффективность панели ниже, чем полученная при идеальных условиях, которые мы описали выше. Материал, используемый для изготовления солнечного элемента, также может повысить эффективность преобразования энергии, а монокристаллические солнечные панели обеспечивают самую высокую эффективность среди коммерчески доступных панелей, замечает СМИ.

Плюсы и минусы солнечных батарей

Наиболее значительным преимуществом использования солнечных панелей является возможность использовать неограниченный, экологически чистый, возобновляемый источник энергии.

В отличие от обычного источника энергии, который требует подключения к сети для получения бесперебойного питания, с помощью батарей солнечные панели могут дать нам свободу оставаться в отдаленных местах и ​​при этом всегда иметь доступ к энергии.

Солнечные панели имеют длительный срок службы и требуют минимального ухода, так как у них нет подвижных частей.

Однако сбор солнечной энергии не так прост. Хотя стоимость производства солнечной энергии значительно снизилась за последние несколько лет, первоначальные затраты на установку солнечной панели, особенно в небольших масштабах, по-прежнему достаточно высоки. Помимо покупки панелей, также необходимо приобрести инвертор и аккумулятор для хранения энергии. Все это может стоить довольно дорого.

Сбор солнечной энергии также сильно зависит от погодных условий. Несмотря на то, что панели работают в пасмурную погоду, затяжные дожди или снегопады могут снизить запасы энергии.

Инновации в секторе солнечной энергетики принимают новый оборот: новые материалы используются для того, чтобы сделать солнечные панели лучше и дешевле. Солнечные панели призваны оказать значительное влияние на то, как мы получаем доступ к энергии в будущем.