Сонячні панелі: види, гібридні і монокристалічні елементи

Сонячна енергетика вже давно стала не просто способом видобутку електроенергії, а справжнім символом альтернативного підходу до отримання електрики. Сонячні панелі встановлюють приватні компанії, державні інститути і навіть домовласники. Це дозволяє отримувати чисту енергію без шкоди навколишньому середовищу. До того ж багато видів панелей дозволяють економити рахунки за комунальні послуги. Які ж перспективи сонячної енергетики і чи варто встановлювати панель на своєму домі?

Особливості сонячної енергії

Тисячі років люди дивилися на сонце, поклонялися йому як божеству, грілися завдяки йому і милувалися заходами, однак нікому навіть в голову не приходило, що це небесне тіло може приносити енергію. До 19-го століття про існування сонячної енергії було невідомо, поки фізики не придумали спосіб, що дозволяє акумулювати енергію від сонця. Як працює сонячна панель?

На спеціальних станціях завдяки гігантським збільшувальним стеклам промені сонця збиралися в пучок і прямували в бак з водою. Рідина нагрівалася, скипала і перетворювалася на пару, далі ж все працювало за принципом парової турбіни. Під час такого підходу втрачалося дуже багато енергії.

Через деякий час були винайдені спеціальні фотоелементи, які вступають в реакцію з сонячними променями і безпосередньо дають електрику.

Особливості енергії сонця унікальні:

  • Вона абсолютно безкоштовна;
  • Енергія сонця нескінченна і стабільна, вона доступна завжди;
  • Енергію сонця можна отримувати всюди.

Ви не прив’язані до станцій, розеток, родовищам, адже сонце є скрізь.

Чи працюють сонячні панелі взимку і в дощ

Деякі люди мають неправильне уявлення про сонячних панелях як таких. Деякі вважають, що вони працюють за рахунок нагрівання, інші впевнені, що енергію дає світло. Насправді реакція відбувається через променів. Від потужності променів і кута їх потрапляння залежить, скільки енергії буде акумульовано панелями.

Таким чином, похмура погода – дійсно проблема. Хмари приховують сонце і через це ККД панелей падає. Енергія продовжує вироблятися, проте слабше, ніж при прямих променях.

Ще один важливий момент – це кут нахилу батарей. Як вже було сказано, панелі працюють не через світло, інакше їм було б достатньо просто освітлення на вулиці, а саме спрямованості променів. Взимку сонце проходить по небу ближче до горизонту, ніж влітку, тому положення батарей в різні пори року слід міняти. Кількість зібраної енергії може бути на 40% нижче просто через неправильне кута панелей.

Види сонячних панелей

В цілому батареї для вироблення енергії завдяки сонячним променям діляться на два види.

А саме:

  • Полікрісталіческіе. Панелі є найбільш поширеними на сьогоднішній день, так як мають високу ККД і порівняно низьку вартість.
  • монокристалічних панелі більш ефективні, тому найчастіше все намагаються встановлювати саме цю категорію сонячних батарей.

ККД панелей першого типу складає близько 12-14%, при цьому цей параметр сильно падає взимку коли через невисоку тривалість світлового дня можна розраховувати на все пару відсотків ефективності. Друга категорія більш ефективна і тому її варто обговорити окремо.

Монокристалічних сонячні елементи: відмінна риса

На вигляд такі панелі виглядають як чорні батареї, вартість їх трохи вище панелей першої категорії, проте ККД також істотно відрізняється. Нормальний параметр для таких батарей становить 15%, проте якщо батарея стоїть під правильним кутом до сонячних променів, то може досягатися в активні сонячні дні ККД на рівні 20% і навіть вище. Для сонячних панелей це дуже багато.

Таким чином, монокристалічних панелі дають близько кіловата електроенергії з 8 кв. метрів площі, до того ж як панелі з аморфного кремнію зажадають площа в 20 кв. метрів для виробництва аналогічного обсягу енергії. Іншими словами, такі панелі дорогі, але економлять вільне місце і дають більше енергії, саме тому в них вкладають гроші все частіше.

Що таке гібридна сонячна панель

В Японії не так давно винайшли і почали активно тестувати так звану гібридну сонячну панель. Це батарея, яка одночасно виробляє два типи енергії. Панель працює як сонячна батарея і завдяки акумулюванню сонячних променів виробляє електрику. Однак паралельно цьому процесу панель використовує ще й теплову енергію сонця, нагріваючи воду в трубах. Таким чином, ККД першого завдання становить 15%, а другий – цілих 62%.

Безсумнівно, за таким гібридними панелями майбутнє. Однак поки що вартість таких моделей значно вище, ніж ціна традиційних панелей, саме тому японці не поспішають випускати винахід на ринок, намагаючись знизити його вартість.

Чи є у сонячних батарей майбутнє

Не дивлячись на те, що сонячні панелі дозволяють виробляти чисту енергію, вони все ще залишаються дивиною. А все тому, що вартість панелей все ще висока для масового впровадження. Крім того, термін служби панелей складає всього 30 років, після чого вони вимагають заміни. З іншого боку, сонячні батареї все ж стають дешевшими, їх ціна з за останні 30 років впала в 100 разів.

Для порівняння, на виробництво 1 Мвт / год енергії в сучасному світі потрібно близько 70-80 доларів. На виробництво такого ж обсягу енергії сонячними панелями потрібно 100-200 доларів, і це не враховуючи витрати на покупку панелей. Втім, в регіонах з високою сонячною активністю панелі вже починають конкурувати з традиційними способами видобутку енергії.

Гальмує розвиток сонячної енергетики ще й вітряна енергетика. У вітряних регіонах вартість виробництва енергії може бути в 2 рази нижче традиційних способів, саме тому багато хто сьогодні вкладають саме в вітряки. Як би там не було, відновлювальна чиста енергія сонця все ж має куди більше перспективи в масштабах приватних домоволодінь, адже кожен може теоретично встановити панелі на даху свого будинку, чого явно не скажеш про гігантських вітрових станціях.

Як працюють сонячні панелі (відео)

Що ж, сонячні панелі – це батареї, які вміють фокусувати промені світла і акумулювати енергію, спрямовуючи її на потрібні нам потреби. Сонячні панелі працюють і влітку, і взимку, однак в холодну пору року їх ККД вкрай низький, так як світловий день короткий. Для збільшення ефективності панелей вони повинні стояти під правильним кутом до сонця. Існує два основних види панелей – полікрісталіческіе і монокристалічних. Перші дешевше, але мають ККД на рівні 12-14%, другі дорожче, зате акумулюють енергію з ефективністю 15-18%. Сонячні панелі є способом отримання чистої відновлюваної енергії, проте все ще не отримали широкого розповсюдження через свою дорожнечу.