Солнечные батареи зарекомендовали себя как чистый и современный подход к получению электроэнергии. Однако, у них есть свои серьезные недостатки. Давайте разберемся, что они такое и где сейчас их применяют.

СОЛНЕЧНАЯ БАТАРЕЯ (батарея солнечных элементов) – устройство, преобразующее энергию солнечного света непосредственно в электричество. Солнечные панели собирают лучи. Они попадают на фотоэлектрический слой. Солнечный свет приводит к высвобождению электронов из двух слоев. На освободившиеся место из первого слоя встают электроны второго слоя. Происходит постоянное движение электронов, что приводит к естественному образованию напряжения на внешней цепи. В результате один из фотоэлектрических слоев приобретает отрицательный заряд, а второй – положительный.

Немного истории

В 1842 году Александр Эдмон Беккерель открыл эффект преобразования света в электричество. Чарльз Фриттс начал использовать селен для превращения света в электричество. Первые прототипы солнечных батарей были созданы в далеком 1948 году итальянским фотохимиком Джакомо Луиджи Чамичаном.

25 апреля 1948 года, специалисты компании «Bell Laboratories» заявили о создании первых солнечных батарей на основе кремния для получения электрического тока.

И до сих пор данное направление не потеряло своей актуальности, на нашем веку многие знают про данную технологию, она популярна по всему миру.

Где применяются

1. Космонавтика. Космические спутники и космические станции с синими крыльями – это не что иное, как солнечные панели, которые позволяют данным устройствам бесперебойно выполнять свои функции в космосе.
2. Самолеты. Благодаря использованию солнечных батарей в самолетостроении, они могут достаточно долго находится в воздухе и не использовать топливо. На данный момент изобретен самолет, который полностью состоит из солнечных панелей. Он уже совершил кругосветное путешествие, проведя в воздухе 510 часов.
3. Владельцы яхт и катеров также активно используют на своих суднах солнечные батареи. Ведь они позволяют не только обеспечить потребности самого корабля, но и произвести электроэнергию для освещения и нужд команды.
4. Автомобили. Работа двигателя обеспечивается за счет солнечных генераторов. Делая таким образом автомобиль не только экологически чистым, но и работоспособным на 130 км.
5. Солнечные батареи для дома и дачи – уже обычная практика. Данный вариант может решить сразу несколько проблем: обеспечить электроэнергией дом, забыть про перебои в подаче электричества, заработать средства, продавая остатки электроэнергии в сеть по «зеленому тарифу».
6. Солнечные батареи в быту – отдельная тема для разговора. Калькуляторы, фонарики, мобильные телефоны, а также внешние аккумуляторы. Все это и многое другое работает на солнечных панелях либо накапливает из них энергию.
7. Туризм. Солнечные панели встраиваются в сумки, рюкзаки, палатки, чтобы обеспечить работу всего, что нужно в походе, вдалеке от дома и цивилизации.

И так далее. Мест, где используется данная технология великое множество, однако она не лишена недостатков.

Минусы солнечных батарей

1. Эффективность. Солнечные батареи преобразуют в полезную энергию около 10% солнечного света, что есть довольно грустно.
2. Мощность на квадратный метр. Один из самых важных параметров электроэнергии является средняя плотность мощности на квадратный метр (м2), который измеряется в Вт/м2 и количество энергии, которые можно получить с единицы площади. Из-за малой мощности, по сравнению с классическими методами добычи энергии, необходимо увеличивать их площадь.
3. Непостоянство. А также, следуя из принципа работы, они могут вырабатывать энергию только половину дня, когда светит солнце и при этом пасмурная погода очень пагубно влияет на выработку энергии.
4. Большая стоимость. Сами солнечные батареи являются очень дорогими из-за того, что при их изготовлении используются редкоземельные материалы. А также АКБ больших мощностей необходимые для запасания энергии тоже стоят довольного дорого, и не каждому человеку доступна такая цена.
5. Загрязнение окружающей среды. Как упоминалось ранее, солнечная энергия является самым экологически чистым видим энергии. Но для ее добычи необходимо производить солнечные панели, при производстве которых в атмосферу выбрасываются парниковые газы, и химические соединения, опасные для окружающей среды и человека.

Солнечные батареи ночью

И несмотря на все минусы это все ещё самый эффективный «чистый» и наименее наносящий вред природе способ добычи энергии.  И чтобы приуменьшить явные недостатки солнечных батарей ученые из Стэндфордского университета, смогли спроектировать конструкцию солнечных панелей с вмонтированным термоэлектрическим генератором. Это примерно в 10 раз превосходит аналогичные разработки. Исследователи взяли за основу различие температур в несколько градусов и запускали термоэлектрический генератор, вырабатывающий энергию ночью.

В течение дня квадратный метр солнечной панели вырабатывает приблизительно до 150 Вт электроэнергии. Ночное производство не сравнится с дневным и в ближайшем времени не достигнет таких результатов. С каждого квадратного метра солнечной панели получилось генерировать 50 мВт энергии. Благодаря оптимизации конструкции и другим улучшениям ночная мощность может быть увеличена до 1−2 Вт на квадратный метр. Такого запаса хватит для поддержки работы «слабых» электроприборов в темное время суток.

В общем, исследования ещё ведутся и не стоит забывать, что даже такой небольшой шаг в данной области помогает нам открыть новый мир “чистой” энергетики.