Рост цены на электроэнергию и постоянная угроза климатического кризиса заставляют нас искать альтернативные источники энергии. В наше время невозможно обойтись без электричества – без него трудно представить себе жизнь. Однако для того, чтобы его производство как можно меньше сказывалось на окружающей среде, необходимо использовать возобновляемые источники.
В этой статье можно найти ответы на вопросы: как работает фотовольтаика и для чего она нужна? В чем заключаются ее преимущества и недостатки? Каковы прогнозы на использование фотовольтаики в будущем? Действительно ли солнечная энергия – это перспектива завтрашнего дня? Давайте узнаем!
Как работает фотовольтаика?
Частная микроустановка, т. е. форма повсеместно известной фотоэлектрической установки, работает очень просто. Поглощая солнечную энергию, фотоэлектрические панели создают так называемое фотоэлектрическое явление – преобразование солнечной энергии в постоянный ток.
Сам процесс выработки электроэнергии происходит поэтапно, а отдельные этапы являются частью производства электроэнергии, которая вырабатывается из солнечных лучей.
Первым элементом, с которого начинается весь процесс, является фотоэлектрический элемент, определенное количество таких фотоэлементов объединяется в специальные фотоэлектрические модули. Работа фотовольтаики и ее КПД во многом зависят от КПД фотоэлектрических панелей и их монтажа, что имеет решающее значение для эффективности всего процесса получения энергии из солнечных лучей.
Фотоэлементы изготавливаются из полупроводниковых материалов, в 99% случаев из кремния. Фотоэлектрическая панель, питающая инвертор, – это не что иное, как группа модулей, которые производят электроэнергию посредством последовательного или параллельного соединения.
Теперь вы знаете, как работают фотоэлектрические батареи. Однако сами по себе они не могут подавать электричество в вашу розетку. Их цель – передать его на инвертор, который преобразует постоянный ток в переменный – тот, который требуется электроприборам, установленным в вашем доме. Инвертор адаптирует параметры тока к потребностям здания и его электрической сети.
Из чего состоит фотоэлемент?
Кремний, используемый в фотоэлементах, является лишь одним из элементов. В современной технологии существует 3 типа фотоэлементов, которые обычно используются в микроустановках.
Это:
- Монокристаллические ячейки, которые являются одними из самых эффективных. Кремниевая структура в этих ячейках очень сильно стабилизирована, поэтому они имеют очень высокий КПД, достигающий даже 15%. Это означает, что 15% солнечных лучей превращаются в электрическую энергию;
- Поликристаллические ячейки. Неупорядоченная кремниевая структура приводит кснижению эффективности этих ячеек. Их КПД достигает 14%.
- Аморфные ячейки с хаотической кремниевой структурой. Они относительно дешевы, но их КПД составляет всего около 10%.
Следует также упомянуть, что в синтезе чистого кремния используется прекурсор – тетрахлорид кремния. Таким образом, данное соединение имеет важное значение также для фотоэлектрической промышленности. Ассортимент хлорсиланов, включая тетрахлорид кремния и тетрахлорид сверхчистого кремния, можно найти в каталоге продукции Группы PCC. Особого внимания заслуживает сверхчистый тетрахлорид, заявленная чистота которого составляет 99,9999%, благодаря чему можно получить синтезированный кремний еще более высокого качества.
Работа фотоэлектрической установки сложна лишь в теории. Фотоэлектрическая панель состоит из фотоэлемента, рамки, специального стекла и фольги, т. е. ее структура относительно проста.
Преимущества и недостатки фотовольтаики
Теперь, когда вы знаете основы структуры и функционирования фотоэлектрической установки, вам также необходимо разобраться как в темной, так и в светлой сторонах фотовольтаики.
Начнем с недостатков. Первым препятствием для многих потенциальных пользователей микроустановок, конечно же, является цена. Монтаж, приборы, оборудование, осмотры, обслуживание – все это влечет за собой большие затраты. Правда, в настоящее время цены на сами панели и аксессуары падают из-за их растущей популярности. К сожалению, это по-прежнему расходы в несколько десятков тысяч злотых.
Определенным недостатком также являются ограничения, связанные, в основном, с устновкой и влиянием внешних факторов на работу микроустановок. Любое затенение оказывает очень негативное влияние на фотоэлектрическую микроустановку, что может сделать ее нерентабельной.
В последнее время все большей проблемой для желающих установить фотовольтаику, и тех, кто ее предлагает, становятся правовое и политическое регулирование. К сожалению, сейчас все чаще говорят о внесении изменений в обязательства по производству возобновляемой энергии, и неясно, какое будущее ждет фотовольтаику, и останется ли она рентабельным направлением.
Поддержка работоспособности всех компонентов, включая обслуживание и чистку, может не столько отнимать много времени, сколько быть весьма проблематичным. Это особенно важно, если микроустановка находится на крыше дома.
Теперь, когда мы уже прояснили недостатки, перейдем к преимуществам фотоэлектрических установок.
Самым главным преимуществом является энергетическая независимость. Конечно, это не полная независимость, но она позволит вам избежать повышения тарифов на электроэнергию, о котором сообщается практически каждый год.
Солнце – общедоступный источник энергии. Никто не помешает вам получить доступ к солнцу, поэтому ваша установка будет постоянно вырабатывать энергию.
Чем больше количество фотоэлектрических установок, тем меньше вмешательства в окружающую среду. В последние годы усилилась угроза климатического кризиса. Следует быть готовым к введению в будущем дальнейших ограничений, связанных с традиционным производством энергии.
Вам наверняка известна проблема высокой стоимости фотоэлектрической установки. Однако эту проблему можно решить, обратившись за соответствующими субсидиями или получив налоговые льготы. Это, безусловно, поможет снизить затраты, и наша микроустановка станет более рентабельной.
Благодаря использованию новейших технологий монтаж панелей происходит быстрее, эффективнее и менее проблематично. Вам не придется перегружать крышу и беспокоиться о приспособлении ее конструкции.
Фотовольтаика – это выгодно
Инвестировать в собственную фотоэлектрическую установку выгодно. Независимо от того, сколько электроэнергии потребляет ваш дом или коммерческое здание, производство собственной электроэнергии, безусловно, положительно скажется на ваших счетах.
Вариантов установки становится все больше, цены с каждым днем становятся все доступнее, а эффективность самих панелей еще выше. Инвестиции в фотоэлектрические системы – это решение будущего, которое вам следует обдумать уже сегодня.