1. Фотоэлектрические панели

2. Это устройства, предназначенные для преобразования энергии солнечного излучения в электрическую энергию.

Принцип действия.

Преобразование энергии в ФЭП основано на фотоэлектрическом эффекте, который возникает в неоднородных полупроводниках при воздействии на них солнечного излучения. Когда фотоэлемент освещается, поглощенные фотоны генерируют неравновесные электрон-дырочные пары. Электроны, генерируемые в p-слое вблизи p-n-перехода, подходят к p-n-переходу и существующим в нем электрическим полем выносятся в n-область. Аналогично и избыточные дырки, созданные в n-слое, частично переносятся в p-слой. В результате n-слой приобретает дополнительный отрицательный заряд, а p-слой - положительный. Снижается первоначальная контактная разность потенциалов между p- и n-слоями полупроводника, и во внешней цепи появляется напряжение . Отрицательному полюсу источника тока соответствует n-слой, а p-слой - положительному.

Неоднородность структуры ФЭП может быть получена легированием одного и того же полупроводника различными примесями (создание p-n переходов) или путём соединения различных полупроводников с неодинаковой шириной запрещённой зоны - энергии отрыва электрона из атома (создание гетеропереходов), или же за счёт изменения химического состава полупроводника, приводящего к появлению градиента ширины запрещённой зоны (создание варизонных структур). Возможны также различные комбинации перечисленных способов.

Коэффициент полезного действия.

Эффективность преобразования зависит от электрофизических характеристик неоднородной полупроводниковой структуры, а также оптических свойств ФЭП , среди которых наиболее важную роль играет фотопроводимость. Она обусловлена явлениями внутреннего фотоэффекта в полупроводниках при облучении их солнечным светом.
Среди фотоэлектрических установок условно выделяют несколько типов по применяемому в производстве материалу (в порядке уменьшения КПД):

Для увеличения КПД солнечных электростанций применяют системы автоматического слежения за солнцем (трэкеры). Такие установки дороги и сложны в установке, поэтому их применение оправдано только при большом количестве панелей.

Ещё одним эффективным способом повышения энергоотдачи фотопанелей является применение концентраторов солнечного излучения:

Но увеличение плотности энергии поступающей на фотопанель приводит к необходимости использования систем охлаждения, что делает конструкцию более сложной.

Применение фотоэлектрических батарей.

Наибольшей эффективности работы фотоэлектрических панелей можно добиться только при их установке перпендикулярно падающим солнечным лучам. Угол наклона солнца относительно горизонта меняется как в течение суток так и в течение года.

Наиболее простым и достаточно эффективным способом расположения фотоэлектрических панелей является их установка на крышах домов. Идеальным вариантом является скат крыши направленный на юг с углом наклона к горизонту равным широте расположения дома.

Поэтому для того чтобы получать от солнечной батареи максимальную мощность необходимо чтобы ток нагрузки соответствовал точке максимальной мощности (ТММ). Для поддержания работы батареи в этой точке используют контроллеры солнечных батарей (специализированные контроллеры заряда аккумуляторных батарей), которые регулируют ток нагрузки таким образом, чтобы выходная мощность фотоэлемента была максимальной при данном уровне освещенности.

Если после проведения энергоаудита становится очевидно, что применение солнечных батарей в климатических услових данной местности не эффективно, то возможно произвести энергоснабжение ветроустановками RKraft.