Загальна інформація. Принцип роботи

Фотоелемент призначений для перетворення сонячного випромінювання в електроенергію, за рахунок використання так званого "фотоелектричного ефекту", який засновано на властивості деяких напівпровідників (до яких відноситься і кремній). Такі напівпровідники здатні безпосередньо генерувати електроенергію при потраплянні на них сонячних променів. Фотоелемент при впливі сонячного випромінювання веде себе як генератор струму з характеристичною кривої напруги/струму, що в основному залежить від інтенсивності сонячного випромінювання, температури і поверхні. Фотоелемент зазвичай прямокутної форми з площею поверхні близько 100 см², він веде себе як крихітний акумулятор, виробляючи, в середньому, в умовах України, струм 3 А з напругою 0,5 В і потужністю 1,5 Вт

Солнечние панелі

Залежно від способу виробництва, виділяють такі типи сонячних батарей:

Монокристалічні. Комірки зроблені з цілісного кристалу кремнію розрізаного на тонкі однорідні пластини. Завдяки цій технологій досягається найвища ефективність перетворення сонячної енергії, а ККД модуля може досягати до 17%. Правда зважаючи на складність виготовлення цей тип модулів є найбільш дорогим.
Полікристалічні. Найбільш поширений тип. Пластини виготовляються з полікристалічного кремнію, що набагато дешевше, ніж монокристалічний. ККД таких елементів може досягати від 10 до 12%.
Аморфні. Елементи виготовляються з аморфного кремнію шляхом катодного осадження атомів на скляних пластинах. Цей тип елементів має більш низьку ефективність (ККД 4-8%). Але його плюсом є те, що модуль може бути будь-якої геометричної форми.

Зовнішній вигляд комірок (монокристалічна, полікристалічного, аморфна):

Солнечние панелі

Фотоелектричні елементи з'єднуються один з одним так, щоб вийшов модуль здатний забезпечувати потужність в середньому від 50 до 300 Вт. Модулі, у свою чергу, об'єднують в масиви необхідної потужності.

Фотоелектричні модулі перетворюють сонячне випромінювання в електричну енергію і її відразу можна використовувати для роботи приладів, які споживають постійний струм. Але така система непридатна для повноцінного електропостачання споживачів. Причиною тому є неможливість постійного вироблення електроенергії протягом доби і необхідність перетворення постійного струму в змінний.

На малюнку представлена найбільш проста система електропостачання на базі фотоелектричних модулів:

Солнечние панелі

Система складається із:

1. Фотоелектричний модуль: масив елементів які безпосередньо перетворюють сонячне випромінювання в електричний струм.

2. Контролер: перетворює напругу яке надходить від модуля у придатну для заряду акумуляторної батареї, а також регулює ступінь зарядки і розрядки акумуляторів.

3. Акумуляторні батареї: забезпечують безперебійне електроживлення під час відсутності сонячного випромінювання.

4. Інвертор: перетворює постійний струм, що надходить від модулів та/або акумуляторів в змінний, придатних для використання звичайними електроспоживачами.

5. Навантаження: мережа споживачів як постійного так і змінного струму.