Фотоэлектрические элементы — типы, параметры, эффективность
Существует много видов получения энергии из возобновляемых источников. Одной из самых популярных в настоящее время является солнечная энергия, из которой мы можем получать как тепло, так и электричество. Ток получают с помощью фотоэлектрических панелей (ячеек), которые часто путают с солнечными коллекторами из-за сходного внешнего вида.
Фотоэлектрические элементы также часто называют солнечными батареями, посмотреть можно например здесь: https://joule.net.ua/catalog/solnechnye-paneli и все чаще и чаще используются как частными лицами, так и в общественных учреждениях. Мы можем встретить их возле дорожных знаков или информационных щитов - они служат для их питания. Они обычно используются там, где сложно подключить электрическую сеть, или это не очень выгодно. Интересно, что первые солнечные элементы появились уже в конце 19 века. Затем с их помощью ток был получен впервые. В то время селен и золото использовались для их строительства, и они характеризовались энергоэффективностью 1%. Современные фотоэлементы чаще всего изготавливаются из кремния. Самые популярные из них характеризуются энергоэффективностью около 20%. В настоящее время лучшие результаты составляют более 40% (Sharp IMM 302x - 44,4%, Soitec 4-J 297x - 44,7%).
Типы фотоэлектрических элементов(солнечных батарей) и их параметры
Фотоэлементы обычно делятся из-за формы кремния, который был использован для их производства.
- аморфные - они сделаны из некристаллизованного кремния. Они самые дешевые, но вы должны учитывать тот факт, что они также имеют самую низкую эффективность. Чаще всего они используются в качестве элементов прозрачных модулей в общественных коммунальных сооружениях (это элементы крыш, фасадов и балюстрад);
- поликристаллические - они сделаны из кристаллизованного кремния, который обычно имеет синий цвет. Это элементы со средней ценой. Они чаще всего выбираются для создания модулей, используемых в односемейных домах. Они также указаны как наиболее оптимальные для условий, преобладающих в нашей стране;
- монокристаллические - сделаны из крупных кристаллов кремния. Кусок кремния подходящего размера нарезают на тонкие пластины. Они наиболее эффективны, дополнительно характеризуются высокой прочностью. Их высокое качество сопровождается высокой ценой.
В последние годы также произошло развитие солнечных батарей второго поколения. Они делятся на два типа:
- CdTe - изготовлены из теллурида кадмия. Один модуль состоит из одной ячейки со средней энергоэффективностью (сравнимой с аморфными модулями). Они характеризуются относительно низким износом полупроводников, поэтому указано их хорошее соотношение цены и качества;
- CIGS - изготовлены из меди, галлия, селена и идиума. Эффективность этих клеток сравнивается с поликристаллическими элементами. Однако их можно изготавливать с использованием метода промышленной печати, что делает их относительно дешевыми.
При выборе солнечных модулей следует обратить внимание, прежде всего, на два параметра, которые задаются производителями:
- допуски по мощности - этот параметр означает, что заявленная мощность модуля в условиях, указанных производителем, не будет ниже заданного значения. Это значение должно быть положительным и составляет от 0 до 5%;
- пиковая мощность - это значение помечается символом Wp. Этот параметр определяет мощность, которая достигается ячейкой в оптимальных условиях. Однако следует помнить, что ссылки со временем теряют свою прочность - это около 0,5% в год. В продаже вы можете найти модули от 30 до 300 Вт (в зависимости от их размера).
Эффективность фотоэлектрических элементов
Как мы уже упоминали, фотоэлектрические панели являются хорошим решением в тех случаях, когда протягивание электрической сети невозможно или затраты на такую операцию очень высоки. Однако следует помнить, что фотоэлектрические элементы демонстрируют наивысшую эффективность в месяцы с апреля по август. Вне этого периода их производительность может снизиться на 30% по сравнению с полной мощностью. Чтобы повысить эффективность, можно использовать позиционер - это устройство используется для автоматического поворота солнечных элементов в направлении солнца, тем самым максимизируя количество вырабатываемой электроэнергии.
