Совершенствование энергосберегающих технологий позволяет вводить в эксплуатацию солнечные станции различные по размеру и мощности. Энергия солнца используется для электрификации частных домов, небольших фермерских хозяйств и крупных промышленных объектов. Эффективное использование возобновляемого ресурса дает предприятиям возможность не только полностью удовлетворить потребность в электричестве, но и компенсировать затраты на разработку собственной энергосистемы, поставляя излишки вырабатываемой электрики в общую сеть по «зеленому тарифу».
Принцип работы фотоэлектрических панелей
Ключевыми элементами любой солнечной электростанции являются фотоэлектрические панели. Рабочее покрытие модулей улавливает свет солнца и преобразовывает его в электрический ток. Восприимчивость батарей к излучению определяется противоположными свойствами двух кремниевых пластин, образующих каждую ячейку внешнего слоя фотомодулей.
Под воздействием светового потока в одной пластине образуется переизбыток электронов, в другой – их недостаток. Электрогенерирующий эффект возникает в месте перехода, оснащенном токоотводящими проводниками, подсоединенными к инвертору напряжения, который конвертирует постоянный ток в переменный.
Критерии подбора параметров фотомодулей
Мощность и производительность панелей, зависят от структуры кремниевого рабочего слоя (монокристаллической, поликристаллической или аморфной). Какие именно солнечные батареи приобрести для вводимой в действие электростанции определяют специалисты при разработке системы с учетом целого ряда факторов:
- ожидаемого объема вырабатываемой электроэнергии;
- местоположения, площади и топографических данных территории для размещения станции;
- преобладающего типа излучения (прямой или рассеянный свет) в месте установки панелей.
Компании, имеющие опыт запуска солнечных электростанций, при проведении энергоаудита объекта точно определяют число и тип фотоэлектрических модулей, необходимых для заданных параметров.
Монокристаллические панели
Самый высокий коэффициент полезного действия (до 22%) демонстрируют монокристаллические солнечные панели. Пластины для ячеек, составляющих модуль, производятся посредством нарезания искусственно выращенного монолитного кремния из бруска цилиндрической формы. Такой способ изготовления определяет конфигурацию блоков (закругленный по углам квадрат) и одностороннюю ориентацию кварцевых кристаллов, входящих в состав минерала.
Для фотомодулей «mono-si» важно улавливать лучи солнца под прямым углом, поэтому для размещения монокристаллических панелей выбирают территорию большой площади, на которой можно обеспечить оптимальный доступ для светового потока. Для монтажа батарей с односторонней направленностью часто используются подвижные системы креплений (трекеры), «следящие за солнцем».
Поликристаллические фотоэлектрические модули
Технология изготовления поликристаллических солнечных батарей основана на формировании пластин из размолотых кристаллов кварца. Такой способ определяет разностороннюю направленность частиц, что снижает КПД «multi-si» систем до уровня 12-18%. Однако относительно невысокий показатель продуктивности компенсируется другими преимуществами поликристаллических батарей:
- эффективность при рассеянном свете и пасмурной погоде;
- большая вариативность размещения, не требующая четкой ориентации;
- менее затратный процесс производства, снижающий цену каждого модуля и стоимость солнечной станции в целом.
Внедрение современных технологий при производстве «multi-si» систем постепенно наращивает их эффективность до 20%.
Новые технологии производства
Перспективным видом солнечных панелей являются батареи из аморфного кремния. Для производства систем данного типа используется кремниевый гидрат. Метод гидратации дает возможность создавать батареи не только на жестком, но и на гибком основании. Мягкая подложка в значительной степени расширяет сферу применения энергосберегающих технологий.
Компании, возводящие солнечные электростанции «с нуля», сотрудничают с ведущими мировыми производителями фотоэлектрических панелей (SinoSola, Risen, Trina Solar, Axioma, Sola, DAH Solar, Leapton, Runda, Longi Solar, Interenergy, Eging, Sunpower). Доступность энергооборудования высокого уровня позволяет предприятиям «полного цикла» вводить в эксплуатацию станции, оптимальные по комплектации, эффективности и стоимости.