Сонячні електростанції

Сонячні електростанції досить інноваційне обладнання. Вони складені з великої кількості елементів, принципи роботи яких невідомі більшості власників. Насправді для більшості головніше розуміти, що обладнання справне і надалі приносить прибуток, а те, яким чином це відбувається не завжди цікаво. Але хочемо наголосити, що за таким високотехнологічним обладнанням необхідно слідкувати та виявляти несправності. Для цього все ж треба знати принцип роботи сонячної електростанції.

 Принцип дії сонячних електростанцій

Сьогоднішні сонячні батареї складені із ряду фотоелементів, які являються напівпровідниковими пристроями та в мить отримують та перетворюють сонячну енергію в електроенергію. Сам процес перетворення прийнято називати фотоелектричним ефектом.

Дане відкриття було зафіксоване в 19 ст. фізиком Беккерелем, а пізніше Ейнштейн повністю описав даний вид отримання електроенергії. Щоправда, шаленої популярності у світі сонячні електростанції набули лише в 21 ст. Це пов’язано з винайденням обладнання, що одночасно ефективно використовується та коштує досить недорого.

Взагалі багато вчених працювали у цьому напрямі, але основні досягнення були набуті Беккерелем, Столетовим та Эйнштейном.

Напівпровідник, про який ми вже згадували раніше – це матеріал, що складений з атомів, в яких або є зайві електрони, або їх не вистачає. Сам напівпровідник має два шари із різною провідністю. Якщо згадати шкільні предмети фізику та хімію, то там ми наткнемось на складові атомів катод та анод. Так як напівпровідник складений з двох шарів, в яких або не вистачає або наявні зайві електрони, то промені сонця, попадаючи на таку поверхню, призводять круговий рух електронів з атомів. Увесь рух проходить скрізь акумулятор, який і залишає в собі частину енергії.

В теорії принцип роботи сонячної електростанції досить простий.Звісно, усі вищеописані дії проходять дуже масово та прослідкувати за якими без обладнання неможливо. Окремі фотоелементи дуже слабкі по окремості, тому ми й бачимо великі сонячні батареї, що візуально складені з квадратиків.

Аби захистити поверхню сонячних батарей, її накривають прозорим склом або пластиком. Це ні в якому разі не впливає на ефективність батареї, а лише значно збільшує її довговічність.

Сонячна електростанція та принцип роботи - енергетична інновація сучасного світу

Сонячні електростанції— це дійсно прогрес 21 ст. адже наша планета довго не витримає усі забаганки людства. Отримання енергії з безкінечного джерела, на наш погляд, ідеальний варіант. Принцип дії сонячних батарей направлений на отримання електроенергії:

·      Екологічно чисто;

·      Безкоштовно;

·      Працюють від сходу сонця, до його заходу;

·      Не вимагаючи обслуговування;

·      Стабільно;

·      Довговічно.

Ось такими засадами керуються сонячні електростанції. Їх нерідко називають однією із самих перспективних інвестицій у всьому світі. Принцип дії сонячних електростанцій, винайдений в 19 ст., сьогодні набув колосальної та позитивної репутації, яка визначає вкладення в СЕС, як надійне інвестування. 

СЕС: з чого складається і як працює

Сонячна електростанція представляє собою комплекс збірних фотомодулів (сонячних панелей), що працюють в системі зі спеціальним інвертором. Фотомодулі поглинають сонячне світло і перетворюють його на постійний електричний струм. А інвертор модифікує постійний струм в змінний – такий, який і застосовується для побутових потреб. За рахунок двонаправленого лічильника система враховує кількість виробленої станцією і спожитої будинком електроенергії. Надлишок направляється в мережу, а його кількість враховується лічильником. Саме за цими даними буде визначатися обсяг проданої за Зеленим тарифом електроенергії.

Види фотомодулів і їх продуктивність

Основний матеріал, з якого виробляють сонячні панелі, – кремній. Від виду кремнію безпосередньо залежить ефективність роботи всієї станції. Це пов’язано з тим, що спочатку кремній містить різні домішки. Для виготовлення сонячних батарей його розплавляють і очищають від домішок. Чим однорідніше склад кремнію, тим вища продуктивність сонячних батарей. Кремній для сонячних батарей застосовується двох видів:

·        полікристалічний – бюджетний і містить домішки. З природного матеріалу отримують пари кремнію, які охолоджують, осаджують і перетворюють в пластини для сонячних батарей;

·        монокристалічний – більш якісний і «чистий». Його вирощують з природно цілісного кристала, який, в свою чергу, отримують з розплавленої маси кремнію. Це моноліт, який розрізається на найтонші пластини для майбутніх батарей. Сам процес складний і дорогий, тому такі панелі дорожчі за полікристалічні.

·         

Крім цього, монокристалічні панелі сильніше нагріваються, гірше ловлять розсіяне світло, але краще поглинають пряме. Їх ККД на квадратний метр вище, тому такі панелі дозволяють заощадити простір при більш високому рівні продуктивності станції. Сонячні панелі двох видів легко розрізнити між собою: полікристалічні мають світло-синій колір, а монокристалічні – темно-синій. Номінал потужності однієї панелі залежить від її розмірів. Для прикладу, при розмірах 1,64*0,992 м. потужність монокристалічної панелі може досягати 320 Вт. Обидва варіанти панелей широко застосовуються для створення сонячних станцій.

Довговічність сонячних електростанцій

В результаті численних випробувань в різних умовах було доведено, що термін експлуатації станцій перевищує 30 років. Частина СЕС, які працюють з 80-х років в Європі і США, показала зниження ефективності приблизно на 10% після 25-го року роботи. Більшість же з них не піддалася з тих пір абсолютно ніякій деградації. Варто також враховувати, що кожне нове покоління панелей набагато прогресивніше за попереднє, так що їх потенційна стійкість до довготривалої експлуатації тільки зростає. Сонячні батареї, що випускаються сьогодні, працюють ще стабільніше, ефективніше і надійніше аніж ті, що вимірювалися в дослідженнях.

В середньому можна впевнено стверджувати, що полікристалічні панелі мають термін служби від 20 років, монокристалічні – від 30 років. Виробники панелей надають на свою продукцію наступну гарантію:

·                 10% від номіналу,

·                            від 1 до 5 років на механічні пошкодження.

Від чого залежить знос модулів? Сонячні елементи мають практично необмежений термін експлуатації. Численні тести і виробничі випробування доводять, що їх деградація мінімальна.

При цьому вона різна для монокристалічних і полікристалічних панелей. Перші якщо і знижують трохи ефективність роботи, то це відбувається планомірно з плином часу. В інших продуктивність може незначно просісти вже з першого року експлуатації, але не втрачатиме своїх показників у подальшому.

Знос відчувається в ефективності видобутку модулів. Це відбувається за рахунок поступового руйнування плівки, яка герметизує панелі. Найчастіше це етілен вініл-ацетатна плівка і полівініл-фосфатна плівка.

Як змусити панелі служити довше

Щоб ваша СЕС пропрацювала довше уникайте фізичного пошкодження модулів. До цього може призвести падіння дерев або великих гілок. Чим більше на поверхні фотомодуля подряпин, тим менша його ефективність. Але в цілому панелі виготовлені настільки міцними, що сміливо витримують сильний град або вагу дорослої людини. Вони за замовчуванням досить довговічні. Тому питання продовження терміну служби панелей саме по собі поки не вивчене через відсутність такої потреби.