Search in:

Фотовольтаика

Как это работает

Элекроснабжение — автономное, сетевое, гибридное

Источник электроэнергии, которая вырабатывается от солнца — солнечная батарея. В промышленных масштабах на сегодня выпускается 3 основных тимпа солнечных батарей: монокристалические, поликристалические и тонкопленочные.

монокристал Монокристаллические кремниевые солнечные батареи изготавливают путем литья кристаллов кремния высокой чистоты. В процессе охлаждения кремний постепенно застывает в форме цилиндрической отливки монокристалла диаметром 13 – 20 см, длина которого достигает 200 см. Получаемый таким образом слиток нарезается листочками толщиной 250 – 300 мкм. Обычно монокристаллические модули вставляют в алюминиевую рамку и закрывают прочным стеклом. Цвет – темно-синий, практически черный.

Монокристаллические солнечные батареи достаточно эффективны, особенно в сравнении с другими типами батарей, КПД достигает 19 %, благодаря особой ориентации атомов монокристалла, которая способствует росту подвижности электронов.

поликристал

Альтернативой монокристаллического кремния является поликристаллический кремний. Его плюс более низкая стоимость.  Кристаллы в нем имеют различную форму и ориентацию. Этот материал, по сравнению с темными монокристаллами, отличается ярко синим цветом. Совершенствование процесса производства элементов данного типа позволяет сегодня получать компоненты, характеристики которых лишь немного уступают по электрическим показателям монокристаллу.

cis solar

 

Самые дешевые солнечные батареи основаны на тонкопленочном кремнии, они на единицу площади вырабатывают меньше электроэнергии, чем предыдущие два типа батарей. Однако существенный плюс тонкопленочных панелей в том, что они не требуют прямых солнечных лучей, и могут работать при рассеянном излучении, благодаря чему суммарная вырабатываемая за год мощность больше на 10-15%, чем вырабатывают традиционные кристаллические солнечные панели и это дает возможность устанавливать панели на боковые повернхости зданий. Еще один плюс, это то, что тонкопленочные модули нагреваются примерно в 4 раза меньше, чем моно и поликристаллические где величина тока порядка 8А и напряжение порядка 30В, а для тонкопленочных ток и напряжение 3.6А и 70В соответственно.

 

Связующим звеном между солнечной батареей и потребителем электроэнергии служит инвертор. Инвертор — преобразователь напряжения — устройство, которое преобразует постоянный (или переменный) ток в переменный ток с заданными параметрами (напряжение, частота).

Инвертора делятся на две группы: инверторы с аппроксимированной или модифицированной синусоидой и  инверторы с чистой синусоидой.

Инверторы с аппроксимированной синусоидой используются для питания электроприборов, малочувствительных к форме напряжения (зарядные устройства мобильных телефонов, электроплитки, светильники, электробритвы). Часто используются в автомобилях (где нет источников переменного напряжения) для бытовых нужд. Стоит помнить, что напряжение прямоугольной формы — источник радиопомех. Такие инверторы меньше в размерах и в разы дешевле инверторов с чистой синусоидой.

Инверторы с чистой синусоидой используются для питания электроприборов, чувствительных к форме переменного напряжения (телекоммуникационные, измерительные, лабораторные приборы, медицинская аппаратура, аудио аппаратура, котлы отопления, циркуляционные насосы, бытовая техника с использованием электроники и т.д.). На выходе такие инвертора дают сигнал, который почти полностью повторяет форму напряжения в сети с определенной долей искажений.