Электростанции на солнечных элементах

Выработка электроэнергии при помощи электростанций на солнечных элементах применяется сегодня практически во всем мире. И объемы использования солнечных батарей постоянно растут. Этому способствуют множество факторов, основными из которых является использование альтернативных (возобновляемых) источников энергии, которые в последнее время приобретают все большую актуальность.

Электростанции на солнечных элементах постоянно совершенствуются. Сегодня они могут использоваться как дополнительные источники электроснабжения, работающие совместно с другими, так и полностью автономные. Вырабатываемой мощности энергии вполне хватает, чтобы полностью обеспечить ей небольшой жилой дом, или, например, коттедж.

Основные преимущества электростанций на солнечных элементах:
– они довольно надежны, позволяют эксплуатировать их десятилетиями, и не требуют больших затрат на обслуживание;

– солнечные элементы работают по точно рассчитанному и согласованному принципу, в результате чего достигается максимальная их эффективность;

– электростанции на солнечных элементах имеют модульное строение, благодаря чему можно легко наращивать их мощность, обеспечивая самые различные потребности в электроэнергии;

– легкость и простота установки;

– высокий экономический эффект, достигаемый значительным снижением расходов, например, на отопление помещений или нагрев воды;

– использование электростанций на солнечных элементах позволяет экономить органические виды топлива, а также сокращает общий выброс в атмосферу парниковых газов.

Основными компонентами таких электростанций являются солнечные батареи. Солнечные батареи состоят из фотоэлектрических элементов, преобразующих энергию солнечного света в электрическую.

Благодаря модульной конструкции электростанций на солнечных элементах, достигается возможность получать установки с самыми различными уровнями напряжения и мощности.

Солнечные батареи имеют ряд основных характеристик:

– выходная мощность. Она прямо пропорциональна интенсивности солнечного излучения (потока). Причем, на количество вырабатываемой электроэнергии влияет именно интенсивность прямых солнечных лучей.

– температура ячеек панели – фактор, определяющий напряжение. При увеличении температуры увеличивается ток, но снижается напряжение получаемой электроэнергии.

– выходная вольт-амперная характеристика. Она характеризуется напряжением, выдаваемым батареей в момент, когда от неё нет потребления электричества. Например, для солнечного элемента с номинальным напряжением в 12 В, данный показатель будет равен 19-22 В.

Наибольшую эффективность своей работы, электростанции на солнечных элементах показывают в период времени от 9 до 15 часов дня. В остальное время количество вырабатываемой электроэнергии снижается.

В результате того, что наиболее эффективно батареи работают тогда, когда солнечные лучи падают перпендикулярно плоскости панели, электростанции могут оборудоваться специальными поворотными механизмами, или трекерами. Применение трекера значительно увеличивает эффективность солнечных батарей в среднем до 40% летом, и до 15% зимой.

В стационарном же положении, панели с солнечными элементами как правило ориентируются на юг, и в течение года их положение необходимо корректировать в зависимости от максимальной высоты солнца.

Электростанции на солнечных элементах могут дополнительно комплектоваться самым разным вспомогательным оборудованием. Например, регулирующим контроллером. Вследствие того, что вырабатываемая солнечными элементами электроэнергия поступает в аккумуляторные батареи, контроллер постоянно следит за их состоянием, и не позволяет аккумуляторам перезаряжаться, а также контролирует разрядку батарей, блокирует ночные утечки энергии и др.

Основным преимуществом электростанции на солнечных элементах является полное отсутствие каких-либо движущихся частей, благодаря чему срок их службы практически не ограничен. К недостаткам можно отнести довольно низкий КПД солнечных батарей, а также высокую их стоимость. Однако исследования, ведущиеся в этой области, позволяют надеяться, что в самом скором времени использование солнечной энергии станет таким же дешевым и распространенным явлением, как, к примеру, использование сегодня электростанций, более классических типов.