Солнечные панели в современном мире: обзор разновидностей и области применения

Солнечная энергия

Сегодня наиболее распространено использование солнечной энергии для получения низко- и среднетемпературных теплоносителей в основном для горячего водоснабжения, подогрева воды в бассейнах, отопления, в ряде случаев для получения технологического тепла. Кроме того, солнечная энергия используется для производства электроэнергии на электростанциях, работающих либо по термодинамическому циклу, либо с прямым преобразованием солнечной радиации в электроэнергию.

Солнечная энергетика — отрасль науки и техники, разрабатывающая основы, методы и средства использования солнечного излучения или солнечной радиации для получения электрической, тепловой и других видов энергии и использования их в народном хозяйстве.

Лучистая энергия Солнца, поступающая на Землю, представляет собой самый значительный источник энергии, которым располагает человечество. Поток солнечной энергии на земную поверхность эквивалентен условному топливу в количестве 1,2 · 1014 т. Солнце, как и другие звезды, является раскаленным газом. В его составе 82% водорода, 17% гелия, остальные элементы составляют около 1%. Внутри Солнца существует область высокого давления, где температура достигает 15–20 млн град.

Земля находится от Солнца на расстоянии примерно 150 млн км. Поток солнечной радиации, достигающей Земли, по разным оценкам, составляет (7,5–10) · 107 кВт · ч/год, или (0,85–1,2) · 1014 кВт, что значительно превышает ресурсы всех других возобновляемых источников энергии.

Солнечное излучение на поверхность Земли зависит от многих факторов: широты и долготы местности, ее географических и климатических особенностей, состояния атмосферы, высоты Солнца над горизонтом и т. д.

Поток солнечного излучения на Землю меняется, достигая максимума в 2200 кВт · ч/м2 в год для северо-запада США, запада Южной Америки, части юга и севера Африки, Саудовской Аравии и центральной части Австралии. Россия находится в зоне, где поток солнечного излучения меняется в пределах от 800 до 1400 кВт · ч/м2 в год. При этом продолжительность солнечного сияния в России находится в пределах от 1700 до 2000 ч/год и несколько более. Максимум указанных значений на Земле составляет более 3600 ч/год. За год на всю территорию России поступает солнечной энергии больше, чем энергии всех российских ресурсов нефти, газа, угля и урана.

В мире сегодня солнечная энергетика развивается весьма интенсивно, занимая видное место в топливно-энергетическом комплексе ряда стран.

Принцип работы

Чтобы понять, как работает солнечная панель, нужно представить обычный генератор.

Только в данном случае генератором выступает поверхность, которая улавливает солнечные лучи. На этой поверхности при попадании солнца происходит фотоэлектрическая реакция, благодаря материалу, из которого изготовлена панель.

При наполнении энергией происходит нагревание тел, которые в дальнейшем электроны преобразовывают в электричество. При установке блоков панелей применяют накопитель. Им обычно выступает аккумулятор, в котором сосредотачивается весь ток, поданный с панелей.

Следующим этапом подключается распределитель, который уже напрямую обеспечивает электропитанием приборы, технику и элементы освещения.

Солнечная энергетика в России

На сегодняшний день в нашей стране уже построено около 1,2 ГВт солнечных электростанций.

Уровень инсоляции варьируется от 810 кВт*час / кв. м в год в отдаленных северных районах до 1400 кВт*час / кв. м в год в южных районах, в Сибири и на Дальнем Востоке.

Московская и Ленинградская области имеют репутацию пасмурных регионов. Однако выработка энергии там составляет порядка 1000 кВт*ч на кВт установленной мощности солнечной генерации в год. Это ниже, чем в других, более благоприятных для развития отрасли регионах России, но сопоставимо с показателями, например, Германии, которая входит в пятерку мировых лидеров по установленной мощности солнечной генерации.

«‎С точки зрения окупаемости, Санкт-Петербург и Ленинградская область считаются более выгодными для использования электроэнергии от солнечных установок. В регионе достаточно высокие тарифы для юридических лиц, представителей малого и среднего бизнеса – до 10 рублей за кВт*ч, что позволяет быстро окупить вложения в солнечную генерацию и начать экономить на электроэнергии‎», — комментирует Усачев.

Среди всех секторов ВИЭ солнечная энергетика наиболее развита в России, говорит Сергей Пикин, директор Фонда энергетического развития. Он связывает это с тем, что в стране есть как минимум два поставщика оборудования с собственными разработками. И благодаря наличию конкуренции и развитию отрасли в целом стоимость выработки солнечной энергии значительно снизилась за последние несколько лет, причем по всему миру.

Однако даже этого пока что недостаточно для прорывного развития солнечной энергетики в России, считает Пикин. По установленным мощностям этот способ выработки энергии занимает всего 1-2 %, а по выработке энергии и вовсе стремится к нулю из-за технических перебоев.

• По словам директора фонда, ВИЭ для России — это прежде всего развитие энергомашиностроительного комплекса с прицелом на будущее для внутреннего рынка. «‎На экспортных рынках нас особо нигде не ждут, потому что Китай производит самое дешевое (на данный момент) оборудование‎».
• Более того, отмечает эксперт, сами по себе ВИЭ как способ получения энергии у нас в стране не очень актуальны, потому что в России наблюдается переизбыток энергетических мощностей, которые к тому же многократно дешевле солнечной или любой другой «‎зеленой» энергетики.
• Наконец, есть вероятность, что с 2025 года финансирование программы поддержки ВИЭ будет урезано вдвое: с 400 до 200 млрд рублей. Об этом, согласно источникам «‎Ведомостей‎», заявил глава Минэкономразвития Максим Решетников на совещании 17 октября этого года.

Против этих нововведений выступили крупнейшие компании-популяризаторы «‎зеленой энергетики» в России: «‎Роснано‎» и ГК «‎Ренова‎», владеющая долей в «‎Хевеле‎».

Татьяна Андреева, проектный менеджер немецкой компании eclareon GmbH, консультирующей по вопросам возобновляемой энергетики, напротив, дает оптимистичный прогноз. Она считает, что отрасль сделала огромный шаг за последние четыре года.

«‎Это, несомненно, большое достижение и показатель как успешности работы схем поддержки ВИЭ в России, так и повышающейся заинтересованности большого бизнеса и инвесторов в таких проектах. Стоит учесть, что в официальную статистику не попадают частные фотоэлектрические станции, а ведь их совокупная установленная мощность может исчисляться десятками мегаватт. Туда входят и мелкие частные системы по 1-5 кВт, и более мощные электростанции по несколько десятков киловатт‎».

Особенно, уточняет Андреева, солнечная энергетика привлекательна для инвесторов и муниципалитета в удаленных регионах и изолированных от ЕЭС России областях, где генерация энергии традиционно осуществляется посредством дизельных генераторов.

Так, например, в 2013 году была запущена первая в России автономная дизель-солнечная электростанция мощностью 100 кВт в селе Яйлю Турочакского района Республики Алтай. В таких проектах, по мнению Антона Усачева, солнечные электростанции окупаются за счет экономии на дизельном топливе и логистических расходах.

Какие солнечные батареи в космосе обеспечивают наибольшую эффективность?

Изначально космические панели создавались на базе монокристаллического кремния. Помимо низкой производительности, они имели и ряд других недостатков.

Сегодня в фотовольтаике для внеземного пространства используются исключительно тонкопленочные технологии. Основой ячеек являются композиты редкоземельных элементов типа CIGS, представляющие собой чередующиеся слои сульфидов галлия, индия и прочих редких металлов.

Это позволяет кардинально повысить поглощение фотонов разной длины волны, что увеличивает КПД и долговечность системы в несколько раз.

Такие солнечные батареи обходятся дороже, но в космической промышленности цена играет далеко не самую важную роль.

Плюсы и минусы солнечных батарей

Солнечная батарея обладает своими преимуществами и недостатками. Рассмотрим их более подробно.

Плюсы:

• Высокая экологичность. При эксплуатации не используются невосполнимые ископаемые, не возникает отходов.
• Отсутствие шума.
• Доступность. Каждый уголок Земного шара освещается Солнцем.
• Постоянство. Если ископаемые могут закончиться, их выработка уменьшиться, то наcчет солнечной энергии беспокоиться не стоит. По данным ученых, нашему светилу еще долго ничего не грозит.
• Обширная область использования. Панели могут применяться как в сельской местности, так и в космосе.
• Новые технологии. На солнечных батареях проводят испытания, на их усовершенствование тратятся громадные суммы, данная область постоянно модернизируется, подвергается инновациям.

Минусы:

• Дороговизна. Не каждый человек может позволить себе установить достаточное количество солнечных элементов питания для обеспечения своих нужд. Электрификация небольшого дачного домика обойдется в 1000-1200 долларов, в то время как на двухэтажных особняк может уйти до 10 000 у.е.
• Солнечное освещение – непостоянная единица. КПД батареи будет снижаться в ночное время, пасмурную погоду.

Немного истории

Первые попытки использования энергии солнца для получения электричества были предприняты еще в середине двадцатого века. Тогда ведущие страны мира предпринимали попытки строительства эффективных термальных электростанций. Концепция термальной электростанции подразумевает использование концентрированных солнечных лучей для нагревания воды до состояния пара, который, в свою очередь, вращал турбины электрического генератора.

Поскольку, в такой электростанции использовалось понятие трансформации энергии, их эффективность была минимальной. Современные устройства напрямую преобразуют солнечные лучи в ток благодаря понятию фотоэлектрический эффект.

Современный принцип работы солнечной батареи был открыт еще в 1839 году физиком по имени Александр Беккерель. В 1873 году был изобретен первый полупроводник, который сделал возможным реализовать принцип работы солнечной батареи на практике.

Гениальное изобретение

Уже в конце XIX ст. ученые стали задумываться над использованием энергии Солнца. Поводом послужила работа известного французского физика А. Беккереля – «Электрические явления, происходящие от освещения тел». В ней он описал фотовольтаический эффект – возникновения напряжения или электрического тока в веществах под воздействием света. Неоценимый вклад в 1873 г. сделал английский инженер-электрик У. Смит, открывший фотопроводимость селена. В 1887 г. немецкий физик Герц открыл внешний фотоэффект, изучив выход электронов из вещества при воздействии на него светом.

Еще более полувека ученые трудились над созданием прямого преобразователя света в электроэнергию. В 1950-х гг. специалистами компании Bell Laboratories была создана первая полноценная солнечная панель. Новые технологии сразу вызвали огромный интерес в космической сфере и, спустя всего 4 года, в космос были запущены американский и советский спутники, оснащенные солнечными батареями.

Ветроэнергетика в России

Размер российского ветроэнергетического рынка невелик и составляет менее 1% от мирового. Россия является единственной крупной экономикой мира, в которой ветроэнергетика только начинает делать первые шаги. Но есть и положительные тенденции — общая установленная мощность ВЭС в нашей стране составляет более 1 ГВт, причем за прошедший 2020 год ввели в эксплуатацию ряд новых ветроэнергетических установок общей мощностью 700 МВт.

Самые крупные ВЭС — Кочубеевская ВЭС мощностью 210 МВт в Ставропольском крае и Адыгейская ВЭС мощность 150 МВт. Обе ветроэлектростанции были построены при помощи дочерней компании «Росатома».

Зеленая экономика

Анатолий Чубайс — о потенциале зеленой энергетики в России

Преобразование световой энергии

В настоящее время использование энергии Солнца стало актуальной задачей. Ведь это самый дешевый и экологически чистый способ получения электроэнергии и тепла. По сравнению с ТЭС, конечная цена электроэнергии для потребителя обходится на 80% дешевле. Потребность в альтернативных источниках недорогой электроэнергии повысила спрос на солнечные батареи, а конкуренция между производителями дала стимул научным разработкам новых технологий.

Существует 3 способа преобразования световой энергии, которые уже широко применяются по всему миру.

Солнечные коллекторы

Это самый простой способ с применением недорогого оборудования. Принцип действия заключается в нагревании воды Солнцем. Такие установки до недавнего времени применялись в основном только в жарких странах для горячего водоснабжения. Современные коллекторы, произведенные в России, рассчитаны для эксплуатации в северных регионах. При температуре на улице — 10°C в ясную погоду они нагревают воду до 80-90°C.

Солнечные реакторы

Сравнительно новая технология, которая активно внедряется в Германии. Изначально установка была задумана для получения дешевого водорода без причинения вреда окружающей среде. Сам водород ‒ это самое экологическое топливо. В отличие от углеводородов, продукт его сгорания ‒ обыкновенный водяной пар (H₂ + 0,5 O₂ → H₂O). В ходе разработок был получен целый энергетический комплекс, способный обеспечить частное хозяйство электроэнергией, горячим водоснабжением и отоплением. В хорошую погоду электроэнергию вырабатывают батареи, а излишки энергии расходуются на получение водорода. При недостатке генерированного электричества, в ход пускается накопленный водород. Ведущие производители таких комплексных систем ‒ это компании HPS Home Power Solutions GmbH и CNX Construction.     

Солнечные панели

Прямое преобразование энергии Солнца в электрическую постоянно совершенствуется и расширяется. Стремительный рост внедрения СЭС подтверждается статистикой. В 2005 общая мощность солярных проектов составляла всего 5 ГВт, а уже в 2014 – 150 ГВт. Сегодня в мире существует множество таких электростанций, самые крупные из которых:

• «Топаз», Калифорния – 1096 МВт;
• «Agua Caliente», Аризона – 626 МВт;
• «Mesquite», Аризона – 413 МВт;
• «Solar Ranch», Калифорния – 399 МВт;
• «Хуанхэ», Цинхай – 317 МВт;
• «Каталина», Калифорния – 204 МВт;
• «Xitieshan», Цинхай – 150 МВт;
• «Нинся Qingyang», Нинся – 150 МВт;
• «Перово», Крым – 133 МВт;
• «Серебро», Невада – 122 МВт.

В России в настоящий момент работает 23 СЭС общей мощностью 250,318 МВт. К тому же применяемое оборудование постоянно модернизируется, а мощности наращиваются.

Кроме крупномасштабных энергетических проектов, солнечные батареи все больше применяются в быту и в различного рода устройствах. Их устанавливают на крышах частных домов, на опорах уличного освещения, встраивают в портативные зарядные устройства, вычислительную технику и автономные приборы освещения для придомовой территории.

Среди самых необычных решений можно отметить велодорожку в Нидерландах и километровый участок автодороги во Франции, выполненные с покрытием из фотоэлементов, а в Корее разработали батарею-имплантат. Он в 15 раз тоньше волоса, предназначен для вживления под кожу и способен питать имплантированные приборы.

Принцип действия

Светоприёмная панель состоит из ячеек (модулей), которые выполняются из двуслойного полупроводникового материала, обладающего свойством фотопроводимости. Верхний слой полупроводника типа «n» имеет отрицательный потенциал, а нижний типа «p» ‒ положительный. При попадании на верхний слой лучей света происходит внешний фотоэффект. Другими словами, полупроводник «n» начинает отдавать электроны. В это же время нижний слой «p», наоборот, способен захватывать электроны. Таким образом, если замкнуть цепь, подсоединив нагрузку к слоям, электроны, покинувшие верхний слой, устремятся через нагрузку к нижнему слою. Затем через p-n переход опять возвращаются в верхний слой.

Устройство

Конструкция солнечной батареи очень проста.

Основу конструкции устройства составляют:

• корпус панели;
• блоки преобразования;
• аккумуляторы;
• дополнительные устройства.

Корпус выполняет исключительно функцию скрепления конструкции, не имея больше никакой практической пользы.

Основными элементами являются блоки преобразователей. Это и есть фотоэлемент, состоящий из материала-полупроводника, которым является кремний. Можно сказать, что состоят солнечные батареи, устройство и принцип работы которых всегда одинаковый, из каркаса и двух тонких слоев кремния, который может быть нанесен на поверхность, как монокристаллическим, так и поликристаллическим методом.

От метода нанесения кремния зависит стоимость батареи, а также ее эффективность. Если кремний наносится монокристаллическим способом, то эффективность батареи будет максимально высокой, как и стоимость.

Если говорить о том, как работает солнечная батарея, то не нужно забывать об аккумуляторах. Как правило, используется два аккумулятора. Один является основным, второй — резервным. Основной накапливает электроэнергию, сразу же направляя ее в электрическую сеть. Второй накапливает избыточную электроэнергию, после чего направляет ее в сеть, когда напряжение падает.

Среди дополнительных устройств можно выделить контроллеры, которые отвечают за распределение электроэнергии в сети и между аккумуляторами. Как правило, они работают по принципу простого реостата.

Очень важными элементами солнечной назвать диоды. Данный элемент устанавливается на каждую четвертую часть блока преобразователей, защищая конструкцию от перегрева из-за избыточного напряжения. Если диоды не установлены, то есть большая вероятность, что после первого дождя система выйдет из строя.

Тип

Выбирают тип солнечной панели из условий инсоляции (количества солнечных дней, интенсивности излучения):

Так, монокристаллические кремниевые батареи вполне подойдут для установки в южных регионах.
В Средней полосе и на других российских территориях оптимальным вариантом будут поликристаллические панели, хорошо зарекомендовавшие себя в условиях рассеянного освещения.
В северных широтах следует обратить более пристальное внимание на аморфные модули, которые позволяют создать значительную площадь батареи без дополнительных монтажных работ.

Более низкие категории качества присваиваются продукции по итогам заводских испытаний, которые выявляют отклонение от номинальных параметров не более 5% (Grade B) и 30% (Grade C) в процессе эксплуатации.

Область применения солнечных панелей

Перед выбором солнечной батареи, как лучшего источника энергии, нужно рассмотреть их область использования.

Стационарные панели

Стационарные панели могут применяться:

• на солнечных электрических станциях;
• для отопления дома;
• в качестве нагревателя воды;
• для осветления улиц;
• для сигнализации и др.

Чтобы обеспечить свой дом электроэнергией от солнца, необходимо иметь следующие элементы:

• модули для солнца;
• АКБ;
• контроллер напряжения;
• устройство для изменения постоянного тока в переменный.

Электрические станции, работающие от энергии солнца, могут быть:

• автономными. Они могут работать без помощи других оборудований.
• резервными. Они позволяют вырабатывать электроэнергию в случае прекращения подачи электричества.
• гибридными. Сочетают в себе принцип работы двух предыдущих моделей.

Мобильные модули

Мобильные модули используются:

• для подзарядки мобильных устройств;
• для питания радио и систем навигации во время отдыха;
• для осветления улиц.

Переносные устройства, которые работают от энергии солнца, стали незаменимым элементом в жизни людей, которые путешествуют в далеких местах от электричества. Поскольку в настоящее время жизнь без гаджетов, даже вдали от дома, невозможна.

Солнечная батарея для зарядки ноутбука и планшета — советы

Чтобы зарядить мобильный телефон достаточно 9v выходного напряжения источника питания. Для зарядки ноутбука потребуется более мощное устройство с выходным напряжением не ниже 12v.

Аккумуляторы на солнечной батарее, предназначенные для подзарядки ноутбуков, способны также заряжать мобильные телефоны и GPS навигаторы. Поэтому, при вылазке на природу, они автоматически становятся универсальным источником энергии.

Солнечные батареи – это портативные генераторы, преобразующие энергию солнца в электрический ток. Основа конструкции – раскладывающаяся солнечная панель.

В сравнении с традиционными устройствами автономного питания, такими, как динамо-машина или внешний аккумулятор, блоки питания на основе солнечный батарей обладают более высокой надежностью.

А неиссякаемое количество энергии и малый вес делают их незаменимыми во многих случаях. При правильной эксплуатации и отсутствии повреждений устройство профессионального типа может прослужить до 30 лет.

Для гарантированной зарядки ноутбука необходимо подбирать модели, мощность которых превышает 24v. Некоторые нестандартные модели могут не стыковаться с зарядными устройствами. В этом случае потребуются дополнительно приобрести соответствующие переходники.

Виды солнечной зарядки

Существует три основных вида зарядных устройств на солнечных батареях:

Напряжение на выходе батареи должно превышать входное напряжения ноутбука. Например, если входное напряжение ноутбука 18v, выбираем солнечную батарею с выходным напряжением 18v-20v.

Повышенное напряжение может привести к неисправности входного адаптера, поэтому такой способ является самым опасным из всех видов зарядки. Однако, отсутствие встроенного аккумулятора в солнечной батарее значительно снижает вес устройства, что может оказаться решающим фактором при подборе снаряжения для длительного похода или профессионального туризма.

Этот вариант значительно безопаснее. Пользователю надо только правильно подобрать преобразователь, способный обеспечить на выходе требуемые параметры питания. Надо заметить, что если батарея способна при благоприятных условиях выдавать выходное напряжение от 12v до 24v, то промежуточный преобразователь расширяет этот диапазон в пределах 11v – 28v.

В комплекте преобразователя обязательно должны быть переходники с разъемами для разных типов подключаемых устройств.

Зарядка от накопительного аккумулятора.

В этом случае от солнечной панели сначала заряжается промежуточный аккумулятор, входящий в комплект устройства, затем напряжение стабилизируется и подается на заряжаемый ноутбук. Использование встроенных стабилизаторов повышает удобство и безопасность работы.

Например, комплект поставки может быть такой: солнечная панель, аккумулятор, разъемы для подключения ноутбуков, разъемы для подключения мобильных телефонов, блок питания от сети, сумка.

Возможность регулировки напряжения на выходе позволяет подключать многие типы устройств.

Встроенный аккумулятор полностью заряжается за 4 часа при питании от сети, а от солнца – до 25 часов, в зависимости от уровня освещенности солнечной панели.

Способы зарядки встроенного аккумулятора:

• oт сети 220v;
• oт солнечной панели;
• oт автомобильного прикуривателя через переходник.

Стоит учесть: перед зарядкой ноутбука обратите внимание на входные параметры V, A, W (напряжение, ток, мощность), указанные на блоке питания ноутбука. После чего установите нужные значения на солнечной батарее

Убедитесь в индикации нужного индикатора и подсоедините ноутбук к зарядке.

Обязательно обращайте внимание на переключатель низкое — высокое напряжение, чтобы не подключить, например, мобильный телефон к высокому напряжению

TOPCon солнечные элементы

TOPCon означает Tunnel Oxide Passivated Contact и в настоящее время это наиболее продвинутая технология для солнечного элемента N-типа. Технология позволяет уменьшить рекомбинационные потери в переходе, что ведет к повышению эффективности. Вследствие различных причин, в солнечном элементе часть электронов рекомбинируется с дырками, что ведет к потерям тока. Ультратонкий слой TOPCon помогает уменьшить эти потери при минимальной цене в производстве. Впервые концепция TOPCon была предложена немецким институтом  Fraunhofer ISE в 2014 году, но до 2019 года она не получила значимого распространения. Только после того, как ее начали использовать такие крупные производители, как Trina Solar, JA Solar и Longi Solar, были получены в серийном производстве солнечные панели с КПД выше 22%.

Для понимания преимуществ этих элементов приведем сравнение характеристик двусторонних TopCon модулей производителя Jolywood (Китай)

Параметр	P-type	N-TOPcon
Мощность с обратной стороны, % от передней	70%	80%
Деградация в первый год эксплаутации	2%	1%
Ежегодная деградация	0.7%	0.4%
Гарантия на выработку, лет	25	30
Температурный коэффициент мощности	-0.37%	-0.32%

Ссылки на использованные материалы

1. Top 10 Solar Panels – Latest Technology 2021
2. What are shingled solar panels?
3. pv-manufacturing.org

Эта статья прочитана 2452 раз(а)!

Лучшие солнечные панели в мире на начало 2020 года

Если уже говорить о мощности, то хочется упомянуть еще одну модель – MAXEON-3 от SUNPOWER. За счет уникального параллельного соединения, чистейшего монокристалла и минимизации площади проводников на поверхности, компании удалось получить КПД в 22,1%, что можно назвать рекордом среди серийных солнечных батарей. Именно, поэтому, MAXEON-3 претендует на звание если не мощнейшей, то одной из мощнейших в мире к началу 2020-го года. Обойдется, кстати, этот рекордсмен в несколько сотен долларов, что будет дешевле, чем SunForte.

Еще в 2019-м году SunPower анонсировала новые панели с увеличенными пластинами на основе производственной технологии MAXEON 3. По заявке, они должны выдавать 400-415 Вт энергии, что стало бы абсолютным рекордом среди бытовых солнечных батарей. К сожалению, нам не удалось найти эту модель в онлайн-магазинах.

Кстати, в наши сравнительные таблицы брались только кремниевые модели. Производителям комбинированных, в т.ч. и гибких модулей, удавалось добиться и эффективности и в 43%. Однако, в серийное производство такие панели не пошли из-за сложной технологии изготовления и дороговизны.

Чего ждать россиянам?

У нас на данный момент не все так радужно, как в европейских странах, и зарабатывать на солнечной энергии практически невозможно. Однако надежду дает относительно недавнее поручение Председателя Правительства Аркадия Дворковича от 11 февраля 2017 года №АД-П9-776 о «Стимулировании развития микрогенерации на основе возобновляемых источников энергии». Согласно этому поручению вполне реально ожидать, что «зеленый тариф» также появится в России, и физические лица смогут продавать излишки электроэнергии государству, причем эти средства не будут облагаться налогами.

А пока такого тарифа нет, солнечные панели для нас — это лишь возможность немного сэкономить и получить альтернативный источник энергии, который спасет, если отключат свет в сети.

• Почему не стоит точить нож газонокосилки самостоятельно не имея опыта?
• Сколько электричества «едят» бытовые приборы и на чем можно сэкономить?

История развития

Свое развитие батареи солнечные начали еще в далеком XIX веке. Предпосылкой этому стали революционные исследования о преобразовании энергии Солнца в более материальную составляющую.

Первые солнечные панели имели КПД всего 1%, а их химической основой являлся селен. Первый вклад в развитие таких элементов питания внесли А. Беккерель, У. Смит, Ч. Фриттс.

Но использование всего 1% от всей энергии, поступающей на солнечную панель – это очень мало. Данные элементы не могли обеспечить бесперебойное питание техники, поэтому исследования продолжались.

В 1954 году трое ученых – Гордон Пирсон, Дэррил Чапин и Кэл Фуллер – изобрели батарею уже с КПД 4%. Она работала на кремнии, а впоследствии ее КПД было увеличено до 20%.

На данный момент солнечные батареи продуцируют только 1% от всей энергии в мире. Их в основном проводят в места труднодоступные для электрификации. Широко применяют этот источник питания в космической промышленности. Специалисты считают, что такому аккумулятору открыты все пути, ведь с каждым годом солнечная активность возрастает.

В наших широтах данные элементы питания устанавливают в частных домах при экономии энергопотребления и заботе об окружающей среде.

Немного истории

Первые попытки использования энергии солнца для получения электричества были предприняты еще в середине двадцатого века. Тогда ведущие страны мира предпринимали попытки строительства эффективных термальных электростанций. Концепция термальной электростанции подразумевает использование концентрированных солнечных лучей для нагревания воды до состояния пара, который, в свою очередь, вращал турбины электрического генератора.

Поскольку, в такой электростанции использовалось понятие трансформации энергии, их эффективность была минимальной. Современные устройства напрямую преобразуют солнечные лучи в ток благодаря понятию фотоэлектрический эффект.

Современный принцип работы солнечной батареи был открыт еще в 1839 году физиком по имени Александр Беккерель. В 1873 году был изобретен первый полупроводник, который сделал возможным реализовать принцип работы солнечной батареи на практике.

Это интересно: Биогаз в домашних условиях — что нужно для его получения, монтаж и запуск реактора, правила безопасности, рентабельность

Как зарабатывают на солнце в Украине

У наших соседей с добычей солнечной энергии дела обстоят даже лучше, чем у немцев. Согласно постановлению НКРЭКУ от 30.06.2017 №864 «зеленый тариф» на солнечную энергию для объектов, которые не превышают мощность в 30 кВт, с 2017 по 2020 год составляет 18 евроцентов за 1 кВт*ч. При этом государство продает электроэнергию по 6 евроцентов за 1 кВт*ч — в три раза дешевле, чем покупает у населения, использующего солнечные панели. Именно поэтому многие вкладывают средства в этот долгосрочный проект, надеясь получать прибыль долгое время.

Окупаемость солнечных панелей мощностью 1 кВт составит около 4 лет. При этом если мощность установленной системы будет 10 — 15 кВт (или выше), период окупаемости будет значительно короче, и через время можно выйти на чистый заработок.