Сонячні панелі

У фізичному сенсі майже всі сонячні панелі є фотоелектричними перетворювачами. Вони складаються з 2 кремнієвих пластин з різними властивостями. Під впливом світла у першій виникає надлишок електронів, у другій – їх недолік.

Промислова сонячна батарея складається з великої кількості фотоелектричних осередків, що ламінують. Всі вони скріплені між собою та закріплені на гнучкій або твердій підкладці.

ККД сонячної панелі залежить від двох нюансів: наскільки чистий використовувався кремній та в якому порядку встановлені кристали (односторонньому або різнобічному). Саме ці параметри покращуються останні роки. Ключовою проблемою є висока ціна процесів очищення кремнію, а також складність розташувати кристали в одному напрямку по всій панелі.

Напівпровідники виготовляють з інших матеріалів – арсеніду галію, телуриду кадмію та ін. Але найбільшого поширення набули саме кремнієві моделі.

Кремній для сонячної батареї виготовляють із кварцового порошку. Великі поклади цієї сировини є на Уралі та в Сибірі, тому перспективи розвитку цього напряму сонячної енергії практично безмежні.

Кремнієві панелі бувають наступних видів:

• монокристалічні;
• полікристалічні.
  

Кожен з них має свої особливості, плюси та мінуси. Загалом вони займають 80% ринку.

Монокристалічні моделі можна легко розпізнати за рівномірним синім кольором. Виробляються вони із чистого кремнію. Вважаються найдорожчими, але мають найвищий ККД. Висока ціна обумовлена тим, що всі кристали мають бути виставлені в одному напрямку, а це складно. Крім того, максимальний ККД забезпечується лише у тому випадку, коли промені сонця падають на поверхню пластини під кутом 90°. Для розв'язання цієї проблеми такі батареї оснащуються додатковим обладнанням, яке в автоматичному режимі повертає їх протягом дня. Так площина панелей завжди розташовується перпендикулярно до сонячних променів.

Плюси даних моделей:

• високий ККД – 17-25%;
• компактні розміри (для встановлення потрібно менше місця – у порівнянні з полікристалічними аналогами);
• довговічність (ефективне генерування енергії до 25 років).
  

Мінуси таких моделей:

• висока ціна;
• чутливість до забруднення (із-за пилу знижується ККД).
  

Оскільки на монокристалічні панелі повинні потрапляти прямі сонячні промені, їх найчастіше встановлюють на відкритому просторі. У деяких випадках – на висоті.

Ключова особливість полікристалічної кремнієвої батареї – різноспрямованість кристалів. У зв'язку з цим вони мають такі особливості:

• нерівномірне синє забарвлення;
  
• високий ККД при розсіяному світлі – 12-18% (це робить їх ефективними за умов похмурої погоди);
  
• низька собівартість виробництва кремнію (очищений метал легко заливається у форми);
  
• немає потреби постійної орієнтації у бік сонця (такі панелі зазвичай встановлюються на дахах будинків та промислових об'єктів).
  

У денний час при невеликій хмарності полікристалічні сонячні панелі не мають помітних плюсів перед монокристалічними аналогами. Зате їх переваги повною мірою розкриваються в тіні або при густих хмарах. Також полікристалічні моделі коштують набагато дешевше – і це ще один плюс у їхню скарбничку.

Що стосується недоліків, то їх всього два: знижений ККД і громіздкість (для монтажу потрібно більше простору).