Как работает солнечная батарея?

Солнечная батарея – это множество небольших элементов, которые соединены в одно устройство для получения солнечной энергии и преобразования ее в электрическую.

Из чего сделана батарея

Обычная солнечная батарея состоит из таких частей:

  • элементов солнечной батареи, которые создают постоянный ток;
  • аккумулирующего устройства;
  • преобразователя тока в переменный ток

Получая от Солнца бесплатную энергию, элементы батареи на выходе устройства подают в сеть стандартное электроснабжение для бытовых приборов. Эта электроэнергия пригодна для использования телевизором или компьютером, холодильником или лампой.

Кремниевые элементы

Первыми преобразуют солнечный свет в конструкции солнечных батарей кремниевые элементы. Обычно именно из этого материала делают фотоэлементы, которые и производят электричество. Кремниевые элементы имеют разновидности с коэффициентом полезного действия в пределах 15-17,5%.

Принцип действия солнечной батареи заключается в том, что она собирает в одно целое накопленные небольшие электрические заряды, созданные в кремниевых фотоэлементах. Так и получается уже более мощный заряд, достаточный для электропитания приборов и устройств.

У фотоэлементов есть необычное свойство: если солнца нет или его очень мало, они не преобразовывают солнечную энергию, а наоборот, будут пытаться использовать запасы энергии аккумулятора. Чтобы этого не допустить, на выходах элементов устанавливают «пропускные шлюзы» — диоды. Они пропускают ток только в направлении от элемента, и аккумулятор заполняется полученной энергией, не отдавая ее при перепадах светового потока.

Хранители энергии

Полученный от фотоэлементов ток попадает в аккумуляторы. Эти устройства благодаря химическим свойствам металлов и прочих элементов внутри аккумулятора хранят в себе заряд электроэнергии. Большинство аккумуляторов комплектуется металлами и прочими веществами, которые быстро реагируют на поступление тока и устанавливают необходимый уровень заряда, достигая определенного максимума.

Если солнце закроют тучи, аккумулятор сможет еще длительное время поддерживать электроснабжение самых необходимых потребителей: осветительные приборы, жизнеобеспечивающие устройства.

Контроллер аккумулятора распределяет ток и подает на него определенный уровень энергии. Благодаря этому срок службы аккумулирующего устройства становится намного больше, как и эффективность его использования.

Превращаем постоянный ток в переменный

Как работает солнечная батарея после получения энергии и ее аккумулирования? Дальше необходимо адаптировать полученную энергию для бытовых потребностей. Такая функция невозможна без преобразователей, которые принимают постоянный ток и превращают его в переменный. Этот важный узел современной солнечной батареи позволяет получить электрическую энергию для обычных целей с заранее заданными показателями:

  • напряжения в 220 вольт;
  • силой тока от 1 до 16 ампер;
  • мощности от 220 ватт и выше.

Преобразователи эффективно расходуют энергию аккумулятора, регулируя ее во время большой нагрузки.

Есть модели солнечных батарей, которые не оснащаются преобразователями переменного тока, поскольку электроэнергия может использоваться для заряда портативных аккумуляторов или использования энергии для других целей, где не требуется ее трансформация.

Основным узлом солнечной батареи остается фотоэлемент. Если он будет периодически обслуживаться, то есть очищаться от грязи и пыли, не подвергаться ударам и другому негативному воздействию, то солнечная система электроснабжения в комплексе с другими альтернативными технологиями, дадут значительную экономию в эксплуатации частного дома или коммерческого здания.