Солнечные батареи: все про альтернативный источник энергии —. Альтернативные источники энергии для частного дома: виды и проекты

Содержание

Виды альтернативных источников энергии

В природе энергия присутствует практически везде – ветер, вода, земля и солнце – это альтернативные и возобновляемые источники энергии. Но основной задачей человечества является создание приспособлений, которые могут извлечь ее оттуда, именно этим занимается альтернативная энергетика.

альтернативные источники энергии

Человечество достигло невероятных успехов в этом направлении, на сегодняшний день такие установки можно изготовить самостоятельно для своего дома. Зачем нужны эти устройства, и что можно изготовить своими руками?

Необходимость использования новых источников энергии

Развитие энергетики и технологический прогресс привели к постоянному росту спроса на энергоресурсы. До 60-х годов прошлого века основным источником энергетики являлась нефть. Кризис 1973 года показал, что ориентация на один вид ресурса может повлечь за собой непредвиденные ситуации. Многие экономически развитые страны разработали новую энергетическую стратегию, которая основывается на диверсификации энергетических источников.

С этого времени ученые уделяют большое внимание проблемам всемирного энергосбережения и изучению возможностей применения нетрадиционных альтернативных источников энергии.

альтернативные источники энергии

Освоение нетрадиционных источников

К нетрадиционным источникам энергии относятся:

  • энергия солнца;
  • энергия ветра;
  • геотермальная;
  • энергия морских приливов и волн;
  • биомассы;
  • низкопотенциальная энергия окружающей среды.

Их освоение представляется возможным благодаря повсеместной распространенности большинства видов, можно отметить также их экологическую чистоту и отсутствие эксплуатационных затрат на топливную составляющую.

Однако существуют и некоторые отрицательные качества, которые препятствуют применению их в производственных масштабах. Это – небольшая плотность потока, которая заставляет применять «перехватывающие» установки большой площади, также изменчивость во времени.

Все это приводит к тому, что подобные устройства обладают большой материалоемкостью, а значит, увеличиваются и капиталовложения. Ну, а процесс получения энергии из-за некоторого элемента случайности, связанного с погодными условиями, доставляет немало неприятностей.

Другой наиважнейшей проблемой остается «сохранение» этого энергетического сырья, так как существующие технологии аккумулирования электроэнергии не позволяют сделать это в больших количествах. Тем не менее, в бытовых условиях альтернативные источники энергии для дома пользуются все большей популярностью, поэтому ознакомимся с основными энергоустановками, которые можно установить в частном владении.

альтернативные источники энергии

Солнечные батареи

Солнечная панель состоит из комплекса соединенных элементов, которые преобразуют солнечный свет в поток электронов. Характерной особенностью является тот факт, что они не в состоянии генерировать ток высокого напряжения. Отдельный элемент вырабатывает ток напряжением до 0,55 В, а одна батарея вырабатывает ток напряжением до 21 В, который позволяет питать 12-вольтовую аккумуляторную батарею.

Естественно, для обеспечения дома электроэнергией потребуется система, насчитывающая десятки таких устройств. Также в ее состав входят следующие компоненты:

  • контроллер для управления зарядкой аккумуляторной батареи, предотвращает повторный заряд;
  • инвертор, преобразующий ток из низкого в высокое напряжение;
  • аккумулятор.

Все три элемента лучше приобрести в готовом виде, ну, а солнечную батарею можно изготовить самостоятельно.

Солнечные батареи

Процесс изготовления батареи

Батарея собирается из модулей, состоящих из 30, 36 или 72 фотоэлементов. Они соединяются последовательно с источником питания, его максимальное напряжение составляет 50 В.

  1. Из фанеры вырезается дно корпуса и вставляется в рамку, по периметру которой высверливаются отверстия. Они необходимы для обеспечения вентиляции и предотвращения перегрева во время работы.
  2. Подложка для солнечных элементов вырезается по размеру корпуса, здесь также необходимо предусмотреть наличие отверстий.
  3. Корпус окрашивается и высушивается, после этого на него выкладываются вверх ногами солнечные элементы и запаиваются.
  4. Элементы соединяются для начала рядами, затем они подключаются к токоведущим шинам.
  5. Перевернутые элементы фиксируются при помощи силикона.

Величина выходного напряжения должна составлять около 18-20 В, в этом нужно предварительно убедиться. Также в течение нескольких дней проверяется работоспособность батареи, только после этого выполняется герметизация стыков и собирается система электроснабжения.

Солнечные батареи

При установке панели следует обратить внимание на следующее:

  1. Не располагать батарею в тени деревьев или высоких сооружений.
  2. Произвести ориентацию батареи в сторону солнца.
  3. Правильно определить наклон.
  4. Обеспечить доступность для своевременного удаления пыли, грязи и слоя снега.
  5. Предусмотреть подставку, регулирующую угол наклона для зимнего и летнего сезона.

Ветрогенераторы

Альтернативные источники энергии для частного дома – это возобновляемые ресурсы, к которым можно отнести и энергию ветра. Наши предки умели строить мельницы, использующие воздушные потоки для вращения лопастей, сейчас же человек научился преобразовать их в электричество.

Существует несколько разновидностей ветряных генераторов, которые различаются в зависимости от основных параметров.

Размещение оси

Различают вертикальные и горизонтальные конструкции. Горизонтальные обеспечивают автоматический поворот основной части для поиска ветра, обладают более высоким уровнем КПД. Оборудование вертикальных генераторов расположено на земле, эксплуатация и обслуживание этого вида проще.

Количество лопастей

Существуют следующие виды:

  • однолопастные;
  • двухлопастные;
  • трехлопастные;
  • многолопастные.

Последний тип используется редко, в основном, при малой скорости ветра.

Материал для лопастей

Лопасти бывают жесткими и парусными, однако из-за быстрой потери своей функциональности, в результате резких порывов ветра, требуют частой замены.

Ветряная установка состоит из следующих основных элементов, которые можно изготовить собственноручно:

  1. Лопасти, которые в результате вращения обеспечивают движение ротора.
  2. Генератор, вырабатывающий переменный ток.
  3. Контроллер, преобразующий переменный ток в постоянный, необходимый для зарядки аккумуляторов.
  4. Аккумуляторы для накопления электроэнергии.
  5. Инвертор превращает постоянный ток в переменный, необходимый для функционирования всех бытовых приборов.
  6. Мачта для обеспечения поднятия лопастей до необходимой высоты с наиболее активными воздушными массами.

Тепловые насосы

Этот самая прогрессивная технология, в которой используются альтернативные источники энергии для дома своими руками, обеспечивающая значительную экономию средств на обогрев или охлаждение дома.

Принцип работы оборудования основан на цикле Карно: в результате резкого сжатия теплоносителя происходит повышение температуры. Противоположное действие наблюдается в функционировании холодильных и морозильных камер.

Для изготовления теплового насоса могут применяться некоторые узлы, использующиеся в данном оборудовании. Тепловая энергия, отбирающаяся из грунта, воздуха, воды, попадая в испаритель, превращается в газ, далее сжимается компрессором, а температура повышается.

тепловые насосы

Классификация насосов следующая:

  1. По количеству контуров:
    • одноконтурные;
    • двухконтурные;
    • трехконтурные.
  2. По виду источника.
Читать статью  9 советов по энергосбережению Андроид

Встречаются следующие разработки.

Грунт-вода

Применяются с успехом на территориях с умеренным климатом, где прослеживается равномерный подогрев почвы в любое время года. Скважины бурятся неглубоко, поэтому разрешающие документы оформлять не придется. В зависимости от типа грунта используют зонд или коллектор.

Воздух-вода

Такие установки используются в зонах с климатом, где зимняя температура не опускается ниже 15-20 градусов. Аккумулирующееся тепло из воздуха используется для нагрева воды.

Вода-вода

Применяются в условиях наличия водоема: рек, озер, скважин, отстойников, грунтовых вод. Как известна температура водных источников значительно выше температуры воздуха в зимнее время. Этим и обусловлена эффективность данных установок.

альтернативные источники энергии для частного дома

Вода-воздух

Тепло из водоемов посредством компрессора передается воздуху и используется для обогрева жилых площадей.

Грунт-воздух

Наиболее универсальная система, использующая в качестве переносчиков энергии незамерзающие жидкости. Тепло из грунта посредством компрессора передается воздуху.

Воздух-воздух

Наиболее дешевая система, которая не требует проведения земляных работ, а также прокладки трубопровода. Способна как обогревать, так и охлаждать помещение.

При выборе одной из систем следует учесть следующее:

  • геологию участка;
  • возможность проведения земляных работ;
  • наличие свободного пространства.

Эффективность установки зависит от правильности выбора источника альтернативной энергии.

Тепловые насосы

Биогазовые установки

Газ образуется в результате обработки продуктов жизнедеятельности домашних птиц и животных. Переработанные отходы используются для удобрения почвы на приусадебных участках. Процесс основан на реакции брожения, в котором участвуют бактерии, живущие в навозе.

Самым лучшим источником биогаза считается навоз КРС, хотя для этого также подходят отходы птиц или другого домашнего скота.

Брожение происходит без доступа кислорода, поэтому целесообразно использовать закрытые емкости, которые еще называют биореакторами. Реакция активизируется, если периодически перемешивать массу, для этого используется ручной труд или различные электромеханические приспособления.

Также потребуется поддерживать температуру в установке от 30 до 50 градусов для обеспечения активности мезофильных и термофильных бактерий и участия их в реакции.

Биогазовые установки

Изготовление конструкции

Самой простой биогазовой установкой является бочка с мешалкой, закрывающаяся крышкой. Газ из бочки поступает в резервуар через шланг, в крышке для этой цели проделывается отверстие. Такая конструкция обеспечивает газом одну или две газовые горелки.

Для получения масштабных объемов газа используется надземный или подземный бункер, который изготавливается из железобетона. Всю емкость целесообразно разделить на несколько отсеков, для того чтобы реакция происходила со сдвигом во времени.

Процесс брожения при участии мезофильных культур занимает до 30 дней, поэтому такие условия оптимальны для бесперебойного выделения газа. Загружают навоз через загрузочный бункер, с противоположной стороны отбирается отработанное сырье.

Емкость заполняется массой не полностью, примерно на 20 процентов, остальное пространство служит для скапливания газа. К крышке емкости подсоединяются две трубки, одна отводится к потребителю, а другая к гидрозатвору – емкости, заполненной водой. Это обеспечивает очищение и осушение газа, к потребителю подается газ высокого качества.

Биогазовые установки

Мини гидроэлектростанции

Самодельные гидроэлектростанции – это дополнительные альтернативные источники энергии своими руками, их можно построить у ручья или водоема с плотиной. Основа этой конструкции – колесо, которое вращается потоками воды, а от скорости течения зависит мощность установки.

Самодельные гидроэлектростанции

Как самостоятельно изготовить конструкцию?

Для осуществления задуманного понадобятся следующие материалы:

  • автомобильные колеса;
  • генератор;
  • обрезки уголка и металла;
  • фанера;
  • медный провод;
  • магниты неодимовые;
  • полистироловая смола.

Колесо изготавливается из дисков размером 11 дюймов. Стальная труба разрезается на четыре части по вертикали, из получившихся сегментов получаются лопасти, их потребуется 16 штук. Лопасти крепятся сваркой, а диски – болтами.

Размеры сопла соответствуют ширине колеса, его изготавливают из обрезка металла. Придав соответствующую форму, края соединяют сваркой. Сопло должно быть настроено по высоте для регулирования водяного потока.

Далее, ось сваривается и на нее устанавливается колесо. Изготавливается генератор, который защищается металлическим крылом от брызг. Все элементы покрываются краской для защиты от влаги и коррозии.

Такое устройство не требует огромных капиталовложений, но оно способно значительно снизить расходы на электроэнергию.

Самодельные гидроэлектростанции

Геотермальная энергия

В недрах земного шара таятся неизведанные виды альтернативных источников энергии. Человечество знает, какова сила и масштабы природных стихийных проявлений. Мощность извержения одного вулкана несравнима ни с одной из рукотворных энергетических установок.

К сожалению, человек еще не умеет использовать эту гигантскую энергию во благо, но природная теплота Земли или геотермальная энергетика приковывает взгляды ученых, так как она представляет собой неисчерпаемый ресурс.

Известно, что наша планета ежегодно излучает громадное количество внутреннего тепла, которое компенсируется радиоактивным распадом изотопов в коре земного шара. Различают два типа источника геотермальной энергии.

Подземные бассейны

Это естественные бассейны с горячей водой или пароводяной смесью – гидротермальные или паротермальные источники. Ресурсы из этих источников добываются посредством буровых скважин, далее энергия используется для нужд человечества.

Геотермальная энергия

Горные породы

Тепло горячих горных пород может быть использовано для нагревания воды. Для этого ее закачивают в горизонты для дальнейшего применения в энергетических целях.

Одним из недостатков этого вида энергии является его слабая концентрация. Однако в условиях, где при погружении на каждые 100 метров, температура увеличивается на 30-40 градусов, можно обеспечить хозяйственное ее применение.

Технология использования этой энергии в перспективных «геотермальных районах» обладает явными преимуществами:

  • неисчерпаемость запасов;
  • экологическая чистота;
  • отсутствие больших издержек на разработку источников.

альтернативные источники энергии для частного дома

Дальнейшее развитие цивилизации невозможно без внедрения новых технологий в области энергетики. На этом пути стоят трудноразрешимые задачи, которые еще предстоит решить человечеству.

Тем не менее, освоение этого направления играет важную роль, и сегодня уже существует оборудование, способное существенно сэкономить ресурсы традиционные и альтернативные источники энергии являются отличной альтернативой им. Для воплощения таких идей требуется терпение, умелые руки, а также некоторые навыки и знания.

Видео

Ознакомиться с работой различных альтернативных источников энергии в частном доме вы сможете, посмотрев наше видео.

Альтернативный источник энергии — солнечные панели.

солнечные панели для дома

С каждым годом на нашей планете неумолимо увеличивается потребление энергоресурсов. Параллельно с этим происходит истощение естественных полезных ископаемых, отвечающих за выработку так необходимого для нормальной жизнедеятельности человека электрического тока. В связи с этим, ученые, исследователи и разработчики всего мира стараются как можно быстрее осваивать новые, альтернативные источники энергии. Основным направлением среди альтернативных и безопасных источников выделяется энергия солнца, выработку которой осуществляют солнечные панели.

Обоснованность применения альтернативных источников.

В настоящее время солнечная батарея является единственным полноценным альтернативным источником энергии, не просто способным вырабатывать электричество, но и единственным источником способным удовлетворить растущие потребности человечества.

Читать статью  20 рабочих советов, как увеличить время работы iPhone от аккумулятора. Пробуйте

Дома укрытые солнечными панелями

Уже много лет подобные солнечные модули активно применяются на космической орбите. Связано это конечно не с тем, что это самый выгодный источник, а скорее с невозможностью использования какого либо другого источника в подобных условиях.

Уменьшение запасов угля и нефти постепенно приводит нашу планету к похожему сценарию, когда не останется привычных на сегодняшний день энергоносителей. К этому моменту у человечества обязаны быть созданы и запущены не опытные разработки, а уже вполне рабочие модули, способные выдавать электричество в масштабах не отдельного дома или города, а в масштабах страны.

Уже сейчас можно ощутить постепенное повышение тарифов на самый необходимый вид энергии. В связи с этим все чаще в магазинах электроники можно встретить солнечные элементы. Купить солнечные батареи можно без особого труда. Распространение таких устройств получает поистине широкий размах. Солнечные батареи с аккумуляторами устанавливают не только в жилых домах, но и на приусадебных участках. Это обусловлено абсолютной автономностью и простотой солнечных батарей.

Лидеры по выработке световых мегаватт.

Многие владельцы загородных домов предпочитают один раз потратиться на покупку солнечной панели, чем постоянно оплачивать растущие платежи. Некоторые страны достаточно активно включились в так называемую гонку за господство в будущей энергетической области. Так, к примеру, в Корее, только за 2008 год продано и активно используются солнечные панели общей мощностью чуть менее 300 мегаватт. В Японии эта мощность приближается к 3 000 мегаватт. На сегодняшний день Япония приближается к отметке в 9 000 мегаватт.

Лидером в использовании солнечных батарей на данный момент считаются Германия и Италия. Германия по своим показателям превысила установленную Японией высоту и уже несколько лет к ряду держит лидирующее место в этой области. США в этой гонке пока отстает, но по наращиванию скорости равных себе не имеет.

Создание солнечной батареи

Постоянное совершенствование устройства и мощностей солнечных батарей, способствовало приближению мирового сообщества к отметке выработки альтернативной энергии в 32 000 мегаватт по всей планете. По прогнозам мировых энергетических исследователей суммарный объем энергии, полученный с помощью солнечных панелей, к 2020 году должен составить порядка 320 000 мегаватт.

Немного истории.

Принцип работы солнечных панелей основан на фотовольтаическом эффекте. Впервые это явление было доказано в 1939 году. После этого момента прошло еще несколько десятилетий, до того как были произведены первые солнечные батареи с аккумулятором.

Свое основное применение солнечные панели поначалу нашли в узких областях. К таким местам можно отнести те, которые в силу своих географических или отдаленных условий не могут пользоваться устоявшимися источниками энергии. Широкое распространение автономные панели получили в космической промышленности, так как другого источника энергии, который мог бы автономно поддерживать работу человека в течении нескольких лет, просто не существует.

Первые аналоги панелей имели очень маленький КПД, и прогнозировать им такое блистательное будущее никто не осмелился бы. Но уже через несколько лет показатели уверенно стали ползти вверх, и к сегодняшнему дню эффективность обычных и самых распространенных панелей на основе моно и поликристаллов возросла до 20 %.

Самые распространенные солнечные панели выпускаются на основе поли и монокристаллов. Эффективность таких панелей примерно одинакова. Но с развитием солнечных батарей стали появляться сплавы, способные поднять производительность всего модуля. К таким материалам можно отнести аморфный кремний и теллурид кадмия.

Важные компоненты световых источников.

Схема работы инвертора в системе

Не маловажным аспектом в повышении производительности автономных панелей является аккумулятор для солнечных батарей. Дома, которые имеют в своем арсенале солнечные панели, представляют собой целостную систему. Если в процессе подбора оптимального варианта энергоснабжения допустить огрехи, связанные с любой частью системы, то общая производительность может серьезно снизиться.

Самыми важными составляющими каждого подобного дома является солнечная батарея и аккумуляторы. Выбор накопителей не мене важен, чем подбор самих панелей. Дело в том, что система питается от солнечных батарей только при наличии солнечного света. Но при наступлении темноты всю работу по снабжению дома электроэнергией берет на себя именно аккумуляторы, и от их качества зависит половина всего мероприятия.

С каждым днем можно встретить дома, использующие солнечные батареи для энергоснабжения, все чаще и чаще. Многие видят перспективность подобных устройств и не жалеют вкладывать деньги в развитие этого направления. Существуют дома, которые полностью автономны и используют альтернативные модули не только для снабжения электричеством, но и отапливаются за счет альтернативной энергии. Это стало возможно благодаря изобретению коллекторов на основе автономных панелей.

Полезные изобретения на автономных источниках.

Автономные модули все чаще находят применение у людей ведущих активный образ жизни. Портативная солнечная панель, которая может обеспечить человека электричеством далеко от дома, давно перестала быть уникальным устройством. Аккумуляторная солнечная батарея стала неотъемлемой частью обязательных вещей, которые собирают в поездку. Автономные батареи помогают оставаться на связи в любом месте, начиная от пустыни и заканчивая высокогорьем.

Портативная солнечная панель, имеющая небольшие размеры и достаточно легкий вес, помогает путешественникам нагреть еду и зарядить карманную электроаппаратуру.

Аккумуляторы на солнечных батареях встраивают во всевозможные устройства, такие как калькулятор, телефон или фонарик. Одним из полезных изобретений для экстрималов стал фонарик с устройством GPS поиска. Такое устройство, используя световые модули, помогает находить людей в самых отдаленных участках планеты.

Конечно, солнечные батареи со встроенным аккумулятором не смогут позволить пользоваться мощными электроприборами, такими как телевизор, фен или утюг, но в походе это не самое главное. Автономные батареи позволят зарядить фотоаппарат и телефон, что уже достаточно полезно вдали от цивилизации.

Внедрение световых панелей с такой интенсивностью в повседневную жизнь человечества, показывает не только быстрые темпы развития автономных источников энергии, но востребованность альтернативной энергетики начиная от самого простого потребительского уровня и заканчивая альтернативными электростанциями.

Стильный дом

Перспективы развития.

На сегодняшний день полноценных солнечных электростанций совсем мало. Связано это со следующими недостатками подобных построек:

  • приличная стоимость всей установки,
  • наличие большого открытого пространства для размещения модулей, не каждый город может позволить себе освободить пространство в несколько десятков футбольных полей,
  • неустойчивость панелей к механическим повреждениям и постоянный уход за поверхностью модулей,
  • неспособность электростанции выдавать электрический ток в полном объеме при длительных пасмурных периодах.

Но несмотря на все недостатки, ученые самых передовых стран уже имеют проекты, которые способны обойти все эти негативные стороны альтернативных источников. Эти проекты связаны с размещением солнечных электростанций на орбите нашей планеты. Пускай проект пока еще не готов полностью к внедрению, но такое направление является наиболее перспективным в области нестандартных источников энергии. К слову сказать, на 2040 год уже намечен первый запуск модели первой такой электростанции, которая вполне возможно уже в скором времени будут снабжать землю электричеством.

Читать статью  Прожекторы на солнечных батареях купить недорого в Екатеринбурге с доставкой в интернет магазине|Compumir

Как работают солнечные батареи

Cолнце есть и будет всегда! Возможно, это слишком смелое заявление, но это действительно так. По крайней мере, с точки зрения человечества. Пусть оно и взорвется через сколько-то там миллионов лет, но к тому времени мы уже покинем эту планету или сами, или в виде кучки пепла, которую развеет в космосе очередной огромный камень, налетевший на наш голубой шарик. Именно из-за такой стабильности Солнца его можно и нужно использовать для получения энергии. Люди уже давно научились это делать и сейчас продолжают совершенствовать технологии солнечной энергетики. Но как же работают солнечные панели, батареи и вообще, как можно превратить свет в электричество внутри розетки?

Солнечные панели позволяют сделать электричество чуть ли не бесплатным.

Когда появились солнечные батареи

Солнечные батареи были изобретены достаточно давно. Впервые эффект преобразования света в электричество был обнаружен Александром Эдмоном Беккерелем в 1842 году. Для создания первых прототипов потребовалось почти сто лет.

В 1948 году, а именно 25 марта, итальянский фотохимик Джакомо Луиджи Чемичан смог сделать то, что мы теперь используем и развиваем. Спустя 10 лет в 1958 году технология впервые была опробована в космосе в качестве элемента питания американского спутника, названного ”Авангард-1”. Спутник был запущен 17 марта, а уже 15 мая того же года это достижение повторили в СССР (аппарат ”Спутник-3”). То есть технологи начала массово применяться в разных странах почти одновременно.

Использование солнечных панелей в космосе — обычная практика.

Подобные конструкции применяются в космосе до сих пор, как важный источник энергии. А еще их используют на Земле для обеспечения энергией домов и даже целых городов. А еще их начали встраивать в гражданские электромобили для обеспечения большей автономности.

Вообще, важность подобных элементов невозможно переоценить. Только так можно добиться получения энергии в любой точке планеты. Гидроэнергетика, атомные станции, ветряки и тому подобные системы могут быть размещены только в определенных местах, стоят очень дорого или требуют соответствующей инфраструктуры. И только солнечные панели позволяют построить дом в пустыне и электрифицировать его. За относительно небольшие деньги. На «ветряк» их точно не хватит.

Как работают солнечные панели

Стоит немного уточнить, что понятие ”солнечная батарея” не очень правильное. Точнее правильное, но не имеющее отношение к тем системам питания, о которых мы говорим. Батарея там обычная, но получает энергию от солнечных панелей, которые преобразуют в электричество свет солнца.

В основе солнечной панели лежат фотоэлектрические ячейки, которые помещены внутрь общей рамы. Для создания таких ячеек чаще всего используется кремний, но возможно использование и других полупроводников.

Энергия вырабатывается в тот момент, когда на полупроводник попадают солнечные лучи и нагревают его. В результате этого внутри полупроводника высвобождаются электроны. Под действием электрического поля электроны начинают двигаться более упорядоченно, что и приводит к появлению электрического тока.

Примерно так выглядит солнечная панель.

Для того, чтобы получить электричество, надо подключить контакты к обеим сторонам фотоэлемента. В результате этого он начнет питать электричеством подключенный потребитель или просто заряжать батарею, которая потом будет отдавать электричество в сеть, когда это понадобится.

Основной упор на кремний делается из-за его кристаллических особенностей. Впрочем, в чистом виде кремний сам по себе является плохим проводником и для изменения свойств к нему делается крайне малое количество примесей, которые улучшают его проводимость. В основном в число примесей входит фосфор.

Как полупроводники вырабатывают электричество?

Полупроводник является материалом, в атомах которого либо есть лишние электроны (n-тип), либо их не хватает (p-тип). То есть полупроводник состоит из двух слоев с разной проводимостью.

В качестве катода в такой схеме используется n-слой. Анодом является p-слой. То есть электроны из первого слоя могут переходить во второй. Переход происходит за счет выбивания электронов фотонами света. Один фотон выбивает один электрон. После этого они, проходя через аккумулятор, попадают обратно в n-слой и все идет по кругу.

Когда энергия выработана, все начинается по кругу, а свет всегда горит.

В современных солнечных панелях в качестве полупроводника используется кремний, а начиналось все с селена. Селен показал крайне низкий КПД — не более одного процента — и ему сразу стали искать замену. Сейчас кремний в целом удовлетворяет требования промышленности, но есть у него и один существенный минус.

Обработка и очистка кремния для приведения его к тому виду, в котором его можно будет использовать, является достаточно затратной процедурой. Чтобы снизить стоимость производства, проводят эксперименты с его альтернативами — медью, индием, галием и кадмием.

Эффективность солнечных панелей

Есть у кремния еще один минус, который не так существенен, как стоимость, но с которым тоже надо бороться. Дело в том, что кремний очень сильно отражает свет и из-за этого элемент вырабатывает меньше электричества.

Даже повесив столько панелей, все равно надо обеспечивать их нормальную работу. В том числе бороться с отражением света.

Для того, чтобы уменьшить такие потери, фотоэлементы покрывают специальным антибликовым покрытием. Кроме такого слоя, надо использовать и защитный слой, который позволит элементу быть более долговечным и противостоять не только дождю и пыли, но даже падающим веткам небольшого размера. При установке на крыше дома это очень актуально.

Солнце -сила! Ее надо использовать!

Несмотря на общую удовлетворенность технологией и постоянную борьбу за улучшение показателей, современным солнечным панелям все равно есть куда стремиться. На данный момент массово производятся панели, которые перерабатывают до 20 процентов попадающего на них света. Но есть и более современные панели, которые пока ”доводятся до ума” — они могут перерабатывать до 40 процентов света.

А вообще, солнечная энергетика это круто! И помните, даже при таком «пАлящем» солнце система будет работать.

Источник https://solar-energ.ru/vidy-alternativnyh-istochnikov-energii.html

Источник https://ekobatarei.ru/alternativnyj-istochnik-energii-solnechnye-paneli

Источник https://hi-news.ru/technology/kak-rabotayut-solnechnye-batarei.html

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.