Что такое солнечная батарея: принцип работы, виды и расчет окупаемости СЭС

Количество установленных солнечных электростанций (СЭС) в Украине неуклонно растет. Тенденция стремительного распространения альтернативной энергетики наблюдается во всем мире — от Китая до стран Европы. Ключевым элементом любой СЭС является солнечная панель. Ниже мы разберем, как она устроена, в чем разница между кристаллами и как энергия солнца конвертируется в электричество для вашего дома.

Установка домашней СЭС — это сложный инженерный проект, требующий точного планирования. Ошибки в подборе инверторов или сечения кабелей могут привести к потере мощности и возгораниям. Чтобы избежать переплат и правильно оценить рентабельность инвестиций, перед началом монтажных работ мы рекомендуем заказать профессиональное составление сметы на строительство и пусконаладку энергосистем.

Помогаю со составлением, проверкой и доработкой сметной документации

1 Сметные услуги 2 Составление смет 3 Проверка смет

Сметные услуги

Комплексная помощь инженера-сметчика: расчет, анализ, сопровождение и оформление сметной документации.

Получить консультацию

Конструкция СЭС и устройство фотоэлектрического модуля

Современная солнечная электростанция, вне зависимости от того, коммерческая она или домашняя, представляет собой сложный комплекс оборудования: сами фотомодули, инвертор (преобразующий постоянный ток в переменный), аккумуляторы (в автономных системах) и систему креплений.

Фотомодули создаются на основе полупроводникового материала (как правило, кремния). При попадании солнечных лучей на полупроводник, он поглощает энергию светового кванта (фотона). В результате этого физического процесса высвобождаются электроны и создается электрическое поле — так называемый внутренний фотоэффект. Важно понимать: модуль поглощает именно энергию света, а не тепла. Более того, при сильном нагреве в летнюю жару КПД панелей снижается, поэтому СЭС могут весьма эффективно вырабатывать ток даже в морозный зимний день при ясном небе.

Виды солнечных батарей: монокристалл против поликристалла

В производстве подавляющего большинства солнечных модулей используется кремний. Однако технология выращивания кристаллов отличается, что делит панели на две основные группы:

• Монокристаллические панели: Имеют насыщенный однородный черный цвет и скругленные углы ячеек. Технология выращивания единого кристалла кремния (метод Чохральского) сложна и затратна. Однако такие модули имеют самый высокий КПД (до 22-23%) и медленнее деградируют со временем. Они идеальны при ограниченной площади крыши.
• Поликристаллические панели: Отличаются характерным синим цветом и неоднородной фактурой (видны переливы граней кристаллов). Поликристаллы кремния производятся методом направленной кристаллизации: они выращиваются быстрее и стоят дешевле. Их КПД ниже (около 16-18%), поэтому для достижения той же мощности потребуется большая площадь.

В последнее время набирают популярность тонкопленочные модули (аморфный кремний, теллурид кадмия), которые можно наносить на гибкие поверхности, но их КПД пока уступает классическим кристаллическим панелям.

Тенденции развития и перспективы в Украине

Если еще 30 лет назад фотомодули использовались в основном в космической индустрии, то сегодня технология развивается в сторону повышения КПД и радикального снижения стоимости за Ватт. В Украине мощным драйвером развития СЭС стал «зеленый тариф» — государственная программа, позволяющая частным домовладениям и бизнесу продавать излишки сгенерированной электроэнергии в общую сеть по выгодной ставке.

На сегодняшний день количество частных домохозяйств, оборудованных крышными или наземными СЭС, исчисляется десятками тысяч. Выгодное географическое расположение страны (достаточный уровень инсоляции) делает инвестиции в альтернативную энергетику окупаемыми в среднем за 4–6 лет.