Партнеры компании ПЧП Свитогляд-Энерго







Солнечную батарею – в каждый дом!

Фотография первых солнечных батарей в журнале Look в 1956 году

Фотография первых солнечных батарей
в журнале Look в 1956 году

Давайте ответим на вопрос: «Когда была изобретена солнечная батарея?» Возможно, Вы удивитесь, узнав историю этого открытия. В 1839 году французский физик Александр Эдмон Беккерель открыл фотогальванический эффект. Именно это открытие считается начальной точкой в создании солнечной батареи. Хотя многие склонны считать, что история солнечных батарей ведёт своё начало с деятельности Альберта Эйнштейна, по изучению особенностей внешнего фотоэффекта, за которое он получил в 1921 году Нобелевскую премию.

Первые кремниевые солнечные батареи появились в 1954 году. Это открытие было произведено тремя сотрудниками компании Bell Laboratories — Кельвином Соулзером Фуллером, Дэрилом Чапином и Геральдом Пирсоном. КПД новоизобретенной солнечной батареи было значительно увеличено: с 1% до 6%. В 1958 году солнечная батарея стала основным источником получения электроэнергии на космических аппаратах. Кстати, первый спутник до сих пор находится на орбите Земли. До 90-х годов использовать батарей на Земле не имело смысла из-за низкого КПД и высокой стоимости.

Пластина фотоэлемента солнечной батареи

Пластина фотоэлемента

Солнечная батарея содержит достаточное количество фотоэлементов для получения высокой мощности. Сердцем фотоэлемента является кремниевый кристалл. Можно сказать, что кремниевый кристалл – это выращенная в лаборатории гигантская песчинка. Кристаллам придают форму куба и режут на пластины толщиной в двести микрон (примерно три-четыре толщины человеческого волоса). На кремниевую пластинку с одной стороны наносят тончайший слой фосфора, с другой стороны – тончайший слой бора. Там, где кремний контактирует с бором, возникает избыток свободных электронов, а там, где кремний контактирует с фосфором, наоборот электроны в недостатке, возникают так называемые «дырки». Стык сред, обладающих избытком и недостатком электронов, называется в физике p-n переход. Фотоны света бомбардируют поверхность пластины и вышибают избыточные электроны фосфора к недостающим электронам бора. Упорядоченное движение электронов – это и есть электрический ток. Осталось только «собрать» его, проведя через пластину металлические дорожки.

Процесс преобразования солнечного света при помощи солнечной батареи

Процесс преобразования солнечного света

Так в принципе устроен кремниевый фотоэлемент. Мощность одной пластинки-фотоэлемента довольно скромная, ее хватит разве что для работы лампочки карманного фонарика. Поэтому отдельные элементы собирают в системы-батареи. Теоретически можно собрать из элементов батарею любой мощности. Батарею укладывают на металлическую подложку, армируют для повышения прочности и накрывают стеклом. Важно, что солнечная батарея преобразует в электричество не только видимую, но и ультрафиолетовую часть солнечного спектра, поэтому стекло, покрывающее батарею обязательно должно пропускать ультрафиолет.

Область применения солнечных батарейОбластей применения солнечных батарей становится все больше с каждым днем. Эти устройства с успехом проявляют себя в сфере промышленности, сельского хозяйства, военно-космических отраслях и, конечно, в быту.

Но установка солнечных батарей не принесет никаких результатов, кроме ненужных затрат, если не пересмотреть свой взгляд на использование некоторых электроприборов. Однозначно, что переход на солнечные батареи диктует свои обязательные условия. По возможности, мощные потребители необходимо заменить на менее энергоемкие. К примеру, телевизор, особенно плазменные панели, лучше поменять на компьютер или ноутбук. Они позволят экономить драгоценные киловатты каждый день. Также обязательным условием станет использование энергосберегающих лампочек, а идеальным вариантом послужит применение светодиодных осветительных приборов.

Пластина фотоэлемента

Пластина фотоэлемента

Высокая стоимость электроэнергии, отсутствие возможности подключения к стационарной электросети заставляют нас задумываться о преимуществах использования солнечных батарей в быту. Рассматриваются все плюсы и минусы. Если говорить в двух словах о преимуществах и недостатках солнечных батарей, вот что можно отметить:

Плюсы:

  1. долговечность;
  2. экологическая чистота;
  3. энергия солнца является бесконечной.

Минусы:

  1. зависимость от месторасположения, погоды и времени суток;
  2. высокая стоимость конструкции;
  3. необходимость постоянной очистки отражающей поверхности;
  4. нагрев атмосферы над электростанцией.

Время идет, технологии развиваются. Солнечные батареи дешевеют и становятся более доступным источником энергии. В 2010 году во всем мире суммарная мощность солнечных электростанций превысила 20 гигаватт! К концу 2012 года в одной только Европе было установлено более 70 ГВт солнечных батарей, из которых на Украину пришлось 373 МВт. 

развитие солнечных батарей

Другие статьи раздела:

Окружающая среда, биоразнообразия и экология

Осторожно! Энергосберегающие лампы...

“Умный” дом как стратегия энергосбережения

<< Назад

  G Analytics
разработка сайта сайт разработан компанией Эффект