Як фотомодулі перетворюють сонячне світло на енергію та з чого вони складаються

Багатьох приваблюють можливості економії та незалежності, які відкриває власна СЕС. Однак мало хто знає, як виробляються фотомодулі та за яким принципом вони працюють. Тим, хто розмірковує про встановлення СЕС у себе на подвір'ї чи на підприємстві, варто дізнатись більше про їхню роботу.

Читайте також Тренд на сонячну енергію: чому водоканали та великі підприємства-монополісти інвестують у сонце

З чого складаються фотомодулі

Фотомодуль — основа СЕС. Завдяки напівпровідникам, які входять до його складу, він вловлює сонячне світло та перетворює його на електричну енергію.

Вчені постійно шукають інноваційні способи генерувати сонячну енергію. Нещодавно корейські науковці з Національного університету Інчхон розробили перші повністю прозорі сонячні панелі, які в майбутньому можна буде використовувати на вікнах та смартфонах. Однак сьогодні головною сировиною для виробництва фотомодулів є кремній.

Сонячні елементи на основі кремнієвих напівпровідників були запатентовані в 1946 році американським інженером Расселом Олем. Вони виробляють електроенергію завдяки явищу, яке називають фотоефектом — вивільнення електронів з речовини під дією електромагнітного випромінювання (світла).

Залежно від якості кремнієвої сировини є два види панелей: монокристалічні й полікристалічні.

• Монокристалічні дорожчі, їх виготовляють з кремнію високого ступеня очищення. Такі панелі здатні забезпечувати до 22,5% ККД.
• При виробництві полікристалічних використовується і вторсировина, що робить їх дешевшими. ККД таких панелей складає до 16%, тому вони не користуються популярністю.

За допомогою високих температур та додавання хімічних речовин кремній очищують, після чого розрізають на тонкі пластини. Пластини зварюють металевими смужками-провідниками, які зніматимуть з них струм.

Важливо Чому сонячні станції – це фінансово вигідно

Скріплені кремнієві пластини ламінують спеціальним захисним покриттям і розміщують під склом, яке слугуватиме їм міцною основою й пропускатиме сонячні промені. Кожну панель тестують: направляють спалах світла і вимірюють, скільки електроенергії вона виробила.

На останньому етапі на сонячну панель монтується металевий каркас і сполучна коробка, яка з'єднує панелі з інвертором.

Головними й незмінними компонентами фотомодуля є:

1. Кремнієві пластини.
2. Загартоване скло.
3. Герметики.
4. Металевий каркас.
5. Сполучна коробка.

До теми Як нові технології змінюють ринок сонячної енергетики

Яке ще обладнання потрібне?

Будь-яка СЕС складається не лише з сонячних панелей.

Фотомодулі виробляють постійний струм, що непридатний для живлення домашніх чи промислових приладів. Щоб енергією сонця можна було підзарядити комп'ютер або закип'ятити чайник, потрібно перетворити постійний струм на змінний. Саме цю функцію виконує інвертор.

Однак сучасні інвертори настільки технологічно оснащені, що вони не обмежуються лише однією функцією. Цей прилад направляє надлишкову енергію в акумулятори чи в мережу, а також здатен працювати за індивідуальними алгоритмами. Наприклад, інвертору можна поставити задачу автоматично заряджати електромобіль, коли сонце виходить з-за хмар і СЕС починає генерувати енергію.

Зображення ThingsCloud

Домогосподарства, які прагнуть повної незалежності від зростаючих тарифів і перебоїв в мережі, обладнують свої СЕС акумуляторами. Це збільшує вартість станції, проте дає впевненість, що навіть під час відключень світла будинок буде забезпечений енергією.

ЄС готовий до можливої зупинки Росією постачання газу – дивіться відео