Елементи сонячних батарей

У пошуках інноваційних джерел електроенергії в Беллавській лабораторії був створений сонячний елемент на основі кремнію, який виявився першим прототипом нинішніх сонячних фотоперетворювачів. І тільки лише в 20-му столітті на початку 50-х років сонячний елемент досяг тих щодо великій мірі свого технологічної досконалості. Перетворення світлової енергії в сонячних елементах (елементи сонячних батарей) головним чином засноване на фотовольтаїчному явищі, що відбувається в напівпровідникових неоднорідних структурах при дії на них світлового потоку (сонячного випромінювання).

Застосовувати вироблену енергію сонячних елементів або елементів сонячних батарей можна також як і електроенергію інших джерел живлення. Великою перевагою сонячних елементів є те, що елементи сонячних батарей не бояться короткого замикання. Кожен з цих елементів призначений для видачі певної величини сили струму при деякому електричному напрузі.

Але на відміну від інших джерел електричного струму наявні характеристики сонячного елемента безпосередньо залежать від інтенсивності (кількості) падаючого світлового потоку на його активну поверхню. Припустимо, що заслін світло хмара може знизити вихідну електричну потужність елемента сонячної батареї більш ніж в половину. Крім цього відхилення в відбуваються технологічних режимах за собою тягнуть певний розкид вихідних параметрів сонячних елементів однієї і тієї ж серії (партії).

Звідси випливає, що бажання забезпечити найвищу віддачу потужності від елементів сонячної батареї веде до примусової необхідності сортування сонячних елементів за існуючим вихідному струму. Кремнієві сонячні елементи являють собою нелінійні пристрої та їх роботу не можна описати формулою, такий як закону Ома. Замість цього для опису наявних робочих характеристик сонячного елемента можна застосовувати сімейство звичайних для нашого розуміння кривих – вольтамперних характеристик.

Електрична напруга холостого ходу, яке виникає на одному елементі, трохи змінюється при переході від одного сонячного елемента до іншого містяться в одній серії випуску і від однієї виробленої фірми до іншого виробника і становить приблизно 0,6 Вольта. Дана величина не залежить від наявних розмірів сонячного елемента. З електричним струмом відбувається все по-іншому. Сила електричного струму в елементах сонячних батарей залежить від діючої інтенсивності світлового потоку і наявного розміру сонячного елемента, під яким мається на увазі активна робоча площа.

Сонячний елемент з розміром 100 * 100 мм в сто разів більше сонячного елемента з розміром 10 * 10 мм і, отже, він при тій же інтенсивності світла зможе зробити силу струму в сто разів більше. Максимальна потужність відповідає чинному напрузі близько 0,47 Вольта. Значить, щоб вірно оцінити реальну якість сонячного елемента необхідно навантажити його так, щоб електричне вихідна напруга прирівнювалося 0,47 вольта.

Далі, як тільки сонячні елементи відсортовані і підібрані для подальшої надійної роботи, слід їх між собою спаяти. Серійні елементи спочатку містять струмознімальних сітки, що служать для подпайкі до них електричних провідників. Елементи сонячних батарей можна збирати в будь-якій комбінації між собою. Спрощеної сонячною батареєю є зібрана ланцюжок з включених послідовно сонячних елементів. Також можна паралельно з’єднати ланцюжка, тим самим отримавши послідовно-паралельне електричне з’єднання.

Слід врахувати, що значущим фактором роботи сонячних елементів є їх робочий температурний режим. При нагріванні сонячного елемента на 1 градус понад 25 градусів він починає втрачати в своєму напрузі близько 0,002 Вольт, тобто 0,4% / градус. У ясний день сонячні елементи можуть нагріватися до 60-70 градусів, при цьому втрачаючи 0,07-0,09 Вольт (кожен елемент). Це основна причина зниження ККД елементів сонячних батарей, тим самим приводячи до зменшення напруги, виробленого елементом.

ПОДІЛИТИСЯ:

Дивіться також:
Відстань найкращого зору