Солнечная батарея – не первый и не единственный способ обращения энергии солнечной в энергию электрическую. Первые методы, которые освоило человечество, все же состояли в нагревании солнечным светом, собранным системой зеркал, воды. Образовавшийся пар использовался для вращения турбины. Но именно солнечная батарея сделала прорыв в вопросе преобразования солнечного света в электрическую энергию и в части повышения КПД, и в части доступности для широкой массы пользователей.
Принцип работы солнечной батареи
Работа солнечной батареи основана на фотоэлектрическом эффекте. Солнечный свет воздействует на неоднородные полупроводники, вызывая возникновение электрического тока. Ученые всего мира бьются над разработкой все более совершенных комбинаций полупроводников и различных примесей. Устройство солнечной батареи постоянно совершенствуется. Но общий принцип, использование фотоэлементов, остается прежним. Инженеры компании Sharp в 2013 году достигли в солнечной батарее собственной разработки КПД в 44%. Пока это рекордный показатель. Устройство солнечной батареи японской разработки представляет собой многослойную конструкцию из фосфида индия-галлия, арсенида галлия, арсенида индия-галлия. Сами фотоэлементы в этой батарее имеют размер 4 на 4 мм.
Конечно, промышленные образцы, доступные нам сегодня, не обладают столь высоким коэффициентом полезного действия. Он составляет 15-20% в зависимости от производителя и конструкционных особенностей электронных батарей.
Устройство солнечной батареи
Современная солнечная батарея представляет из себя пластину фотоэлементов, которые и производят электрический ток при попадании на них солнечного света. Верхний слой, который виден нам, представляет собой стеклянный лист или прозрачный пластик. Фотоэлементы расположены ниже. Есть два важных момента их эксплуатации.
- Ориентация плоскости пластины солнечной батареи по отношению к солнцу. Поэтому серьезное внимание инженеров приковано именно к механизму, поворачивающему батареи вслед за ходом солнца.
- Поддержание идеальной чистоты верхнего прозрачного слоя для достижения максимальной эффективности устройства.
Небольшие бытовые солнечные батареи, использование которых возможно для подзарядки различных гаджетов и прочей электроники, устроены проще. У них нет никаких поворотных механизмов и прочей атрибутики сложных приборов. Такие батареи могут производить электрический ток, хотя и не очень большой, даже от настольной лампы. Всем известны, например, калькуляторы на солнечных батареях. Они способные работать даже не встречаясь с открытым солнцем.
