+38 (056) 228 58 43
Карбоновый менеджмент сокращение выбросов парниковых газов подробнее  »
Энергоаудит оценка состояния энергоиспользования подробнее  »
Тепловизионное обследование для выявления источников теплопотерь подробнее  »

Производство и классификация солнечных панелей

Солнечной панелью называется объединение нескольких фотоэлектрических преобразователей (полупроводниковых приборов) которые преобразуют солнечную энергию в электрическую, и на выходе получается электрический ток. В настоящее время существуют солнечные установки, занимающие огромные площади. Для приведения в действие тепловых, паровых, газотурбинных машин они используют солнечное излучение высокой концентрации. Самая большая солнечная электростанция была построена в 2014 году в Калифорнии, и вырабатывает 550 мегаватт электроэнергии.

Сырье для производства 

1

Свою историю солнечные батареи ведут с 25 апреля 1954 года, когда компания Bell Laboratories создала самые первые кремниевые солнечные батареи с целью получения электричества. До сих пор кремний является основным элементом в производстве солнечных батарей. Учитывая то, что производство кремния трудоемкий и дорогой процесс, постепенно на смену ему приходят различные соединения включающие в себя кадмий, индий, медь и галлий.

Производство фотоэлементов и солнечных коллекторов развивается высокими темпами и в самых разнообразных направлениях. Размеры самих панелей варьируются от маленьких для микрокалькуляторов, до таких, что устанавливаются на крышах зданий и автомобилей. Для того чтобы питать мощные приборы, одиночных фотоэлементов недостаточно. Чтобы решить эту проблему их соединяют в электрическую цепь, создавая таким образом солнечную панель или батарею.

Принцип работы

2

Полупроводник представляет собой материал, атомы которого содержат лишние электроны n-типа или наоборот существует нехватка p-типа. Поэтому фотоэлемент состоит из анода p-типа и катода n-типа. Лишние электроны слетают с n-типа и улавливаются p-типом. Солнечный свет выбивает свободные электроны. Таким образом электроны бегают по кругу и проходя через аккумулятор возвращаются в слой n-типа.

Каркас солнечной панели собирается так, чтобы в случае выхода из строя фотоэлементов их можно было поменять по одному. Для того чтобы минимизировать износ вся конструкция накрывается ударопрочным стеклом или надежным пластиком. Такие панели выдерживают крупный град, сильный ветер и другие неблагоприятные погодные условия.

Разновидности 

3

Солнечные батареи классифицируются по мощности вырабатываемого ими электрического тока. Фотоэлементы на основе аморфных, фотохимических и органических соединений обладают самым маленьким коэффициентом фотоэлектрического преобразования. Органические фотоэлементы имеют коэффициент равный 5, а остальные 10. Это означает то, что при потоке мощностью в 500 вт один квадратный метр солнечной батареи будет производить, соответственно, 25 и 50 вт электроэнергии.

Солнечные батареи на основе полупроводников из кремния значительно превосходят по эффективности ранее описанные батареи. Их коэффициент в составляет 20%, а в солнечную погоду 25%. В таком случае метровая солнечная батарея вырабатывает ток мощностью в 125 вт.

Достойным конкурентом кремнию выступают батареи на основе арсенида галлия. На основе такого соединения создаются многослойные фотоэлементы с коэффициентом полезного действия 30%, что равносильно прохождению тока через один квадратный метр мощностью 150 вт. По площади солнечные панели разделяются на миниатюрные до 10 вт, и широкие рассчитанные на 200 вт. Последние применяются для стационарного использования.

Факторы влияющие на работу 

4

Работа солнечных батарей зависит от разных факторов. Например, с повышением температуры окружающей среды заметно снижается коэффициент полезного действия фотоэлементов, хотя солнечные панели как раз и устанавливаются в жарких странах. Если часть фотоэлементов не получает солнечного света, то становятся негативной нагрузкой, использую энергию, собранную остальными частями панели.

Производители

5

Лидерами в области производств солнечных панелей стали Китай (Suntech, Yingli, Trina Solar), США (First Solar) и Япония (Sharp Solar). Американская компания задействована в производстве батарей и разрабатывает проекты для строительства гелиоэлектростанций. Одна из самых мощных электростанций всего мира СЭС Agua Caliente была возведена при участии инженеров компании First Solar.

Применение и перспективы 

6

Солнечная энергетика находит все более широкое применение. Например, компания Suntech из Китая в 2008 году построила пекинский олимпийский стадион «Птичье гнездо». Выработанная за световой день энергия аккумулируется, а затем расходуется на освещение объекта, на работу телекоммуникаций и осуществляет полив газона. В производство уже поступили беспилотники и автомобили, работающие на энергии солнца. В скором времени планшеты и смартфоны полностью перейдут на солнечную энергию и перестанут зависеть от розеток.

Читайте также