Зміст
Ви хочете заощадити на електриці або мати додатковий і вільний джерело альтернативної енергії? А може, ви зважаєте прихильником зеленої енергетики? Якщо так, то фотоелектричні батареї — тема для вас.
Сонячна енергія, АБО Що таке Фотоелектричні батареї
Сонце — головний енергетичний джерело для всього живого і самої нашої планети. Причому кількості енергії, що надходить на Землю за якихось 40 хвилин, вистачає, щоб задовольнити енергетичні потреби всіх жителів нашої планети протягом року. Беручи до уваги поновлювані і фактично безмежні ресурси небесного світила, перспективи його застосування великі. Тим більше що з усіх екологічно чистих джерел енергії власне сонячна визнана більш безпечною і чистою в екологічному плані. З цієї причини сьогодні сонячна енергія стає все дуже популярний в будь-яких сферах людської життєдіяльності. А якщо вас цікавлять сонячні панелі, рекомендуємо відвідати сайт тут.
Скористатися цим даром природи людям допомагають спеціалізовані пристрої — фотоелектричні батареї (або фотоелектричні панелі). Вони перетворять безкоштовну сонячну енергію в електричну і набувають зростання всесвітню популярність.
Як відрізняються Фотоелектричні батареї ВІД СОНЯЧНИХ КОЛЕКТОРІВ
Як ми вже писали вище, сонячні колектори людство придумало раніше, ніж фотоелектричні батареї. Це дуже різні пристрої, хоча обидва перетворять сонячну енергію і в найменуванні мають слово «сонячний». На цьому, напевно, їх спільність завершується. А тепер розглянемо відмінності.
Якщо сказати коротко, то під час використання сонячних колекторів покупець «на виході» отримує енергію тепла у вигляді нагрітого теплоносія, а фотоелектричні батареї призначаються лише для генерації змінного струму.
Фотоелектричні батареї конкретно перетворять сонячну енергію в електрику за допомогою фотоелементів (ФЕП — фотоелектричних перетворювачів або сонячних елементів).
Сонячний колектор — це геліоустановка, завдання якої збирати і передавати випромінювання тепла тепловому носія, який рухається через колектор. Зі свого боку, теплової носій нагріває ємність, де знаходиться вода для забезпечення гарячого водопостачання. Іншими словами на відміну від фотоелектричних батарей, сонячний колектор виробляє нагрів матеріалу-теплоносія, а потім енергія яка накопичилася застосовується для конкретних цілей (водонагріву, роботи системи опалення, промивних робіт). Говорячи просто, сонячні колектори роблять гарячу воду.
Робочий принцип фотоелектричних батарей
Фотоелектричні батареї призначаються для зміни сонячні енергії в електричну. Їх також називають фотоелектричними панелями або сонячними модулями. Фотоелектрична батарея це пристрій, який складається з фотоелементів, які як раз і займаються перетворенням одного виду енергії в інший. Фотоелементи — це напівпровідникові пластини, безпосередньо перетворюють випромінювання сонця в змінний струм. Між собою фотоелементи з’єднуються в паралельні або послідовні електричні ланцюги, які всі разом працюють як єдине джерело змінного струму.
Фотоелементи роблять з різних елементів, але найпопулярніші сонячні деталі на основі кремнію. Власне їх випускають в дуже великих масштабів. Рідко застосовують кадмій, телур, селеніди міді, аморфний кремній. Ще маленький відсоток — близько 10% — складають тонкоплівкові сонячні деталі (наприклад, CdTe).
Якщо говорити про кремнієвих ФЕП, то кожен з елементів собою являє тонку пластину, яка складається з 2-ух шарів кремнію зі своїми власними фізичними якостями, які з’єднані між собою. Оскільки йдеться про напівпровідниках, шари повинні мати найрізноманітнішу прохідність для того, щоб вільні електрони безперешкодно переходили з одного шару в інший. Адже напівпровідник — це матеріал, в атомах якого або не вистачає електронів (p-тип), або є зайві електрони (n-тип). В основному, шар знаходиться зверху — негативний (n-шар), він застосовується в якості катода, а шар знаходиться знизу — позитивний (p-шар), він собою являє анод. Надлишок електронів з n-шару може залишати власні атоми, в той час як p-шар ці електрони захоплює. От саме промені сонця і виступають каталізатором такої реакції — «вибивають» електрони з атомів n-шару, а потім вони летять займати порожні місця в p-шар. Іншими словами при попаданні на фотоелемент частинок світла (фотонів) через неоднорідність кристала між шарами напівпровідника утворюється вентильная фотоелектродвіжущая сила.
Завдяки цьому з’являється різниця потенціалів і струм електронів, які рухаються по замкнутому колу, виходячи з p-шару, проходячи через зовнішнє навантаження (в такому випадку акумулятор) і повертаючись в n-шар. Подібним чином, робочий принцип фотоелектричної батареї нагадує незвичайне колесо, за яким замість білки «бігають» електрони. При цьому акумулятор потроху заряджається.
Шар знаходиться зверху пластинки-фотоелемента, який звернений до Сонця, робиться з кремнію, але з добавкою фосфору. Він і стає джерелом надлишкових електронів в системі p-n-переходу.