Фотоэлектрическая панель — это группа фотоэлементов, вырабатывающая переменный ток под лучами солнца.
Схема солнечной фотоэлектрической системы.
Наружная конструкционная простота достаточно красива если сравнивать с турбинами гидроэлектростанций и атомными реакторами, но больших электрических мощностей, чем получаемые на ГЭС и АЭС, применение фотоэлектрических панелей пока дать не может.
Солнце — база тепла и жизни на земля, собственным обилием и легкой доступностью заманивал пытливые умы всех периодов. Тысячи лет назад великий архимед при помощи вогнутых отполированных поверхностей бронзовых щитов сфокусировал солнечные лучи и поджег древесную эскадру римлян. Солнечные коллекторы — собиратели солнечного тепла — востребованы и сейчас при эксплуатации в летних душах на дачах и участках сада.
Схема водонагревательной гелиосистемы.
Безоблачная энергия для получения электричества стала использоваться исключительно в середине прошлого столетия. Открытие и применение внутреннего фотоэффекта в полупроводниковых фотоэлементах, формирование технологии их изготовления дали возможность сделать хорошие конструкции фотоэлектрических панелей.
В результате падения световых лучей на поверхность полупроводникового фотоэлемента в последнем появляется идущий поток электронов, который и зовется переменным током. Значение его меряется в микроамперах. Электрическая мощность одного фотоэлемента мелкая, благодаря этому их объединяют в блоки. Ключевыми изьянами, тормозящими большое применение подобных батарей, считаются:
- Низкая электрическая мощность;
- Большая цена производства.
Небольшая мощность фотоэлектрических панелей вызвана еще тем, что значительная часть падающего на них потока света рассеивается, отражается или поглощается без выработки электротока (потери — до 75%). Отсюда меньшие мощности фотоэлементов и большая цена их электрические энергии.
Схема рабочего принципа и устройства фотоэлектрические панели.
Ключевым материалом для изготовления полупроводниковых фотоэлементов считается кристаллический кремний. Морские и речные пляжи заполнены песком — светлым представителем кремния, но содержат различные примеси. Процедура чистки натурального кремния — достаточно дорогое мероприятие, что проявляется на цене фотоэлементов.
Энергию солнца интенсивно начали применять в космосе. Фотоэлектрические панели в космических аппаратах — база для обеспечения питания всей бортовой космической техники. В бытовых условиях использование фотоэлементов встречается очень часто в калькуляторах на батареях которые работаеют от солнечных лучей. Совершенствование производственных технологий кристаллического кремния стало причиной созданию фотоэлектрических панелей на фотоэлементах нового поколения.
Использование фотоэлектрических панелей в бытовых условиях
Схема солнечных модулей.
Бытовое применение фотоэлементов, соединенных в блоки для изготовления достаточной электрической мощности, находит использование в виде резервных источников энергии для самых необходимых приборов которые используются в домашних условиях.
Дачи и коттеджи в условиях нашей реальности очень уязвимы для не постоянных выключений электрические энергии. Даже элитные участки, застроенные шикарными зданиями, не защищены от таких явлений. Отсутствие, хотя бы временное, возможности применения привычной домашней техники: холодильника, микроволновке, тостера, телевизора — выполняет неудобства на бытовом уровне и раздражает.
Фотоэлектрические панели ликвидируют зависимость от не постоянных выключений электрические энергии и формируют чувство свободы и комфорта. За добавочный комфорт необходимо платить, так как использование подобных батарей может быть только в комплекте со особыми устройствами:
- Аккумуляторы для собирания электрические энергии, выработанной фотоэлементами батареи;
- Контроллер для регулировки хорошего расходования накопленной электрические энергии;
- Преобразователь напряжения для питания приборов которые используются в домашних условиях.
Присоединение и обслуживание
Правильно присоединить и применять фотоэлектрическую панель — эта задача становится тут же после приобретения этого дорогого оборудования. Вот очень маленький список мероприятий по организации независимого электрического снабжения:
- Подобрать нужное количество модулей из фотоэлементов для установки батарей;
- Подобрать метод подсоединения;
- Запланировать установку диодного шунта от предположительного затенения фотоэлементов;
- Установить регулятор зарядки акумуляторов;
- Установить контроллер для всей системы фотоэлементов.
Особенность работ просит вовлечения профессионала, чтобы правильно присоединить батарею.
Https://www.Youtube.Com/watch?V=ytzxpj98kqq
Обслуживание фотоэлектрических панелей очень легко, но просит внимания. Фотоэлемент, точнее, кристаллический полупроводник, долговечный и нетребователен к перемене внешних условий. Конструкционные элементы фотоэлектрических модулей и батарей в эксплуатационный период меняют собственные свойства:
- Засорение поверхностей фотоэлементов уменьшает их результативность;
- Пленка для защиты уменьшает на протяжении какого-то времени светопропускание на 10-20%, что просит регулировки в электрических цепях;
- Перегрев контроллера и сварочного аппарата нарушает электрические свойства системы;
- Изоляция подводящих проводов рушиться от влажности и перепада температуры.
Пользоваться поломанной батареей решительно запрещено.
Перспективы формирования применения энергии солнца
Схема элекические сети при эксплуатации фотоэлектрических панелей.
Установка на крышах домов в городах солнечных преобразователей достаточно перспективна для экономии электрические энергии, но просит поддержки государства. К примеру, бытовым потребителям фотоэлектрической энергии в германии субсидируют платежи по комунальным услугам.
В государствах, где солнечные дни доминируют (испания, израиль), разрабатываются проекты жилых и индустриальных строений с фотоэлектрическими панелями на крыше. Трудность производственной технологии и большая цена фотоэлементов не дают возможность достичь массового производства.
Электромобили сегодня по настоящему используются, но в маленьких масштабах из-за потребности частых подзарядок акумуляторов. Зарядка автомобильных акумуляторов фотоэлектрическими панелями — это прорыв в автопрома для создания конкурентоспособных электромобилей.
Https://www.Youtube.Com/watch?V=osbng-qzwn0
По долговременным техническим прогнозам к середине 21 столетия, стоимость изготовления электрические энергии фотоэлементов приблизится к себестоимости ее стандартных поставщиков. С экологической точки зрения, независимые мощные источники электрические энергии в качестве фотоэлектрических панелей получат большое распространение.