1. Що таке сонячні батареї?
2. види геліобатареї
3. Фотоелементи на основі монокристалів
4. Фотоелементи на основі полікристалів
5. Фотоелементи на основі тонких плівок
6. Геліопанелі в побуті і не тільки

Ще зовсім недавно здавалося неймовірним, що звичні побутові прилади зможуть працювати без стандартних, так би мовити, «класичних» джерел живлення. Але з розвитком альтернативної енергетики то, що ще вчора вважалося науковою фантастикою, сьогодні - всього лише повсякденна реальність. Чому ж вуличним світильників, калькуляторах, мобільних телефонів, годинників і т.д. більше не потрібні громіздкі батарейки та зарядні пристрої? Тому, що на них встановлюють портативні сонячні батареї.

Що таке сонячні батареї?

По суті, це - пристрої, що перетворюють енергію сонця в електричний струм. Причому за своєю структурою вони багато в чому схожі з звичайними транзисторами. Основу портативних геліопанелей також становить напівпровідникова структура, що відповідає за генерацію струму. Іншими словами, робочий принцип сонячної батареї полягає в тому, що під дією світлового випромінювання на кордоні двох напівпровідників з'являються області, в яких накопичуються різнозаряджені частки. Потім між областю з позитивним зарядом і областю з негативним зарядом в повній відповідності з законами фізики виникає так звана «електрорушійна сила (ЕРС)» і пристрій починає генерувати струм.

Зрозуміло, величина ЕРС (а значить, і потужність струму) залежить від різних факторів. На потужність сонячних батарей впливає не тільки освітленість, важливу роль відіграє і те, під яким кутом випромінювання потрапляє на поверхню фотоелемента. Але в першу чергу ефективність таких панелей визначається їх структурою і властивостями матеріалів, з яких вони зроблені.

види геліобатареї

Портативні сонячні батареї для побутових потреб в основному виготовляються з кремнію. Пов'язано це з винятковими напівпровідниковими властивостями цього матеріалу, з його поширеністю і достатньою простотою виробництва. За структурним же особливостям геліопанелі поділяються на такі види.

Фотоелементи на основі монокристалів

Це найбільш поширений і затребуваний тип сонячних панелей. Конструктивно вони складаються з величезної кількості дрібних кремнієвих осередків, виготовлених з особливо чистого матеріалу. Ефективність таких батарей досить висока, крім того, вони відрізняються легкістю і компактністю і здатні трохи гнутися. Це дозволяє встановлювати їх навіть на нерівних поверхнях, щоб домогтися потрібного кута нахилу щодо сонця.

Портативні сонячні батареї цього класу використовують і для зарядки акумуляторів, і для забезпечення електроживлення обладнання, і для освітлення вулиць і присадибних ділянок. Головний же їх недолік - сильна залежність від освітленості, так як навіть невелика хмарність призводить до значних знижень потужності.

Фотоелементи на основі полікристалів

Такі фотоелементи мають меншу ефективність, ніж батареї на основі монокристалів. Пов'язано це з неоднорідністю структури кремнієвих осередків. Однак виробництво полікристалічних панелей вимагає менших витрат, тому дані вироби часто купують саме через їх невисоку вартість. Від моно-елементів вони відрізняються насиченим яскраво-синім кольором (це колір полікристалів кремнію). Застосовуються подібні модулі, як правило, для вуличного освітлення, зрідка - для електропостачання газо- і нафтопроводів або зарядки акумуляторів.

Фотоелементи на основі тонких плівок

Ці елементи являють собою гнучкі сонячні батареї. При їх виготовленні використовуються не кристали, а напилені на гнучку основу шари кремнію. З точки витрат це найбільш дешевий спосіб виробництва, тому панелі це типу відрізняються найнижчою вартістю. Вони досить ефективні, причому потужність сонячних батарей майже не залежить від освітленості. Навіть при похмурій погоді і в умовах запиленості їх продуктивність падає лише на 10-15%. Крім того, дані фотоелементи можна встановлювати на будь-якій поверхні і під будь-яким кутом.

Однак у таких панелей є і деякі недоліки. По-перше, їх площа, вони майже в 2,5 рази більше аналогічних по ефективності кристалічних батарей. По-друге, вони схильні до деградації, тобто під дією інтенсивного світлового випромінювання шари кремнію вигорають і продуктивність елементів знижується.

Геліопанелі в побуті і не тільки

Портативні сонячні батареї широко використовуються як в побутових, так і в промислових або наукових сферах. Саме вони відповідають за електропостачання космічних станцій (цілком логічно, адже в космосі Сонце, по суті, - єдиний невичерпне джерело енергії). Такі панелі встановлюють на кораблях, а в південних країнах геліостанції часто забезпечують життєдіяльність цілих районів.

Все частіше зустрічаються сонячні батареї і в побуті. Калькулятори на фотоелементах знайомі нам вже давно, вуличне освітлення на сонячних батареях також ні у кого не викликає подиву. А ось можливість, скажімо, на природі зарядити телефон, ноутбук або кишеньковий ліхтар для багатьох ще в дивину.

Так-так, деякі фірми, що йдуть в ногу з прогресом, вже зрозуміли всю вигоду передових технологій і пропонують покупцям такі пристрої, як універсальний зарядний на сонячних батареях. Воно дозволяє залишатися на зв'язку, навіть якщо по близькості немає жодного джерела електроживлення. До речі, влада Нью-Йорка всерйоз розглядають проект створення цілої мережі міських стаціонарних стійок для підзарядки телефонів і планшетів. Зрозуміло, працювати ці стійки будуть від сонячної енергії.