Часто задаваемые вопросы

В настоящее время на российском рынке появилось достаточно много продавцов солнечных модулей. К сожалению, многие из них не обладают должным уровнем компетенции в данной области и предлагают низкокачественные солнечные модули изготовленные из вторсырья и низкокачественных материалов. Как правило - это модули малоизвестных компаний ввезенные из Китая. Ниже мы постараемся ответить на наиболее важные вопросы при выборе солнечного модуля.

В процессе производства солнечных модулей используется множество комплектующих, обратим Ваше внимание на наиболее важные из них:

1. Ламинирующая пленка EVA. Один из важнейших компонентов в модуле, определяющий срок эксплуатации солнечного модуля. В зависимости от производителя, ламинирующая пленка EVA имеет срок эксплуатации 5, 10, 20, 25 и более лет. Дешевая и низкокачественная EVA, которая очень часто используется недобросовестными производителями обычно имеет срок эксплуатации 5-10 лет. По истечению этого срока, а часто намного раньше, пленка под действием УФ лучей и перепадов температур начинает мутнеть, желтеть или отслаиваться. Последствия отслоения представлены на рисунках ниже.

  

В этом случае лицевая сторона солнечного модуля начинает терять прозрачность, снижается КПД модуля, нарушается герметичность. Это значительно снижает выработку солнечного модуля или приводит к его полному выходу из строя. Ламинирующая пленка EVA находится с лицевой и тыльной стороны  обеспечивая герметичность модуля и высокую прозрачность лицевой стороны модуля в процессе эксплуатации. К сожалению, даже профессионал не сможет отличить модуль изготовленный из низкокачественной или первоклассной EVA, это покажет только время. Известно, что разница  цене между первоклассной и низкокачественной EVA может отличаться в 2-4 раза. Большинство российский поставщиков китайских модулей понятия не имеют, какую ламинирующую пленку EVA используют их заводы. Действую по принципу "нам бы подешевле" Вы рискуете получить неприятный сюрприз в виде отслоений на модуле через 5-10 лет.

2. Тыльная пленка (ПЭТ) PET Backsheet. ПЭТ обеспечивает защиту и герметичность солнечного модуля с тыльной стороны. Как правило белого или черного цвета. В зависимости от толщины изоляции, ПЭТ обеспечивает максимальное напряжение модулей, как правило это 600 В или 1000 В. Данная информация также отображена в технических характеристиках солнечного модуля. Касательно сроков эксплуатации, ситуация такая же, как и с ламинирующей пленкой EVA. Чем дешевле, тем меньше срок эксплуатации. По истечению срока эксплуатации тыльная пленка начинает желтеть, трескаться или отслаиваться, нарушается герметичность, солнечный модуль выходит из строя. В дешевых модулях используются именно такие материалы и наличие множества сертификатов TUV, CE, ISO и т.д. не являются гарантией качества!

3. Солнечные элементы (Solar cells) делятся на 4 категории качества:

а) Grade A - первая категория качества. Такая категория элементов не допускает никаких, даже самых незначительных дефектов. Элементы данной категории, как правило средней и высокой эффективности 16-19% и более. В солнечных модулях Sunways ФСМ мощностью от 100 Вт используются исключительно элементы Grade A.

b) Grade B - вторая категория качества. Элементы данной категории также, как правило средней и высокой эффективности  16-19% и более. Однако элементы категории B всегда имеют визуальные дефекты.  Наличие Grade B элементов  незначительно  влияет на мощность и работу модуля, в основном это только внешние дефекты (разные цвета и оттенки элементов, кривая или неполная матрица на элементе, пятна на элементах). Однако, существует и другая точка зрения, что элементы Grade B несколько менее эффективны и быстрее деградируют. Поставщики качественных модулей никогда не используют элементы категории B для изготовления солнечных модулей мощностью от 100 Вт. Поэтому если при визуальной оценке Вы заметили разноцветные элементы и дефекты на них, будьте уверены, Вам продают модуль, сделанный из Grade B элементов. Пример солнечного модуля собранного из А и B grade элементов представлен ниже. Сразу отметим, что солнечный модуль изготовленный из B grade элементов в настоящее время является нормой для маломощных модулей 10, 20, 30 ,50 Ватт.

с) Grade C и Grade D. Мы не просто так объединили эти две  категории в одну, т.к. именно элементы этих категорий качества попросту считаются непригодными для использования в  стандартных солнечных модулях мощность от 100 Вт и выше,  чем благополучно пользуются недобросовестные сборщики "производители" модулей. Именно такие солнечные модули сейчас активно продают по демпингово низким ценам под видом качественных солнечных модулей.

 

Элементы этих категорий качества  могут иметь сколы, микротрещины, плюс могут иметь те же дефекты, что и Grade B элементы. Такие элементы скупают, режут, оставляют целые части и из них паяют модули. Как правило такие элементы отличаются низкой эффективностью 12-15%. Фактически это отходы, (скрап) который у производителей высококачественных солнечных модулей идет на переработку. Отметим, что ни один уважающий себя производитель модулей не станет делать солнечные модули мощностью от 100 Вт и выше из такого материала, однако в Россию такие модули уже поставляются. Стоимость солнечных элементов в модуле составляет более 50%, производители солнечных модулей из Grade C и D элементов скупают этот материал за бесценок, тем самым существенно снижая себестоимость своей продукции. Казалось бы, а какая разница из чего делать модуль, материал то тот же самый? На данном вопросе остановимся более подробно.

а) В солнечных модулях из Grade C и D элементов всегда больше пайки, т.к. количество элементов значительно больше (в среднем в 2 раза), чем в качественных модулях сделанных по стандартной общепризнанной технологии. Больше пайки - меньше надежность и долговечность модуля. Некачественная пайка может стать причиной короткого замыкания на элементах и привести к эффекту "hot spot" (см. рисунок ниже).

b) Добросовестный производитель всегда сортирует солнечные элементы перед изготовлением модуля. В солнечных модулях из Grade C и D элементов этого как правило не происходит, т.к. производитель таких модулей собирает целые части солнечных элементов из того, что есть. Фрагмент такого солнечного модуля представлен на рисунке ниже.

Известный факт, что если в солнечном модуле есть хотя бы один солнечный элемент меньшей мощности, чем все остальные, все без исключения солнечные элементы "выстроются" по самому слабому элементу и если разница в волтьамперных характеристиках весьма значительна, это приведет к образованию "hot spot" эффекта (локальный перегрев). В случае локального перегрева в высоковольтовых системах (200-1000 В) температура солнечного элемента может достигать 300 С, перегрев солнечного элемента приведет к его быстрой деградации (снижение мощности), возможно локальное отслоение EVA и PET и в конечном итоге это может полностью вывести модуль из строя. "Hot spot" эффект также наблюдается при микротрещинах на элементах, которые всегда присутствуют в C и D grade элементах. Именно поэтому в Европе и США модули из C и D grade элементов не рекомендуется ставить в солнечных энергосистемах. Последствия "hot spot" эффекта представлены на рисунке ниже.

  

 

Как определить солнечный модуль сделанный из grade С и D элементов?

Как уже было сказано ранее, качество ламинирующей пленки EVA, тыльной пленки PET не сможет определить даже профессионал, это покажет только время, однако выявить солнечный модуль, сделанный из битых C и D grade элементов достаточно просто. 

Основные признаки солнечных модулей сделанных из C и D grade  солнечных элементов:  

1. Солнечный модуль изготовлен по нестандартной технологии. Это основной момент, на который стоит обратить внимание. Сегодня существуют два основных вида солнечных элементов размером 125х125 мм и 156х156 мм, имеющие форму квадрата (поликристалл) или псевдоквадрата (монокристалл). Стандартные технологии производства солнечных модулей Grade A  представлены в таблице ниже. Если Вам продают солнечный модуль отличный от этих стандартов,  Вы можете быть уверены, скорее всего Вам предлагают солнечный модуль сделанный из отходов производства. Некоторые продавцы солнечных модулей С и D Grade продают их под видом Grade A, А+, А++ и т.д. (так указывают в описании товара в их интернет магазинах), тем самым обманывая некомпетентных покупателей. Важно, что все маломощные модули (10,20,30 и т.д.) изготовлены из разрезанных элементов. Практически все китайские производители делают маломощные модули из элементов, которые не прошли контроль качества для стандартных модулей от 100 Вт и выше. Поэтому визуальные дефекты на маломощных модулях встречаются гораздо чаще.  Солнечные элементы в Grade A модулях всегда целые и никогда не режутся на части (кроме маломощных модулей 10,20, 30, 50 Вт и модулей сделанных по последней технологии Half-cell (серия Twin power от Sunways)! 

Мощность солнечного модуля	Кол-во солнечных элементов	Размер солнечного элемента
30-50 Вт	36-40 шт.	125х125 мм или разрезанные 156х156 мм
100 Вт	36 шт.	125х125 мм или разрезанные 156х156 мм целые
150-180 Вт	36 шт.	156х156 мм целые
180-215 Вт	48-72 шт.	156х156 мм, 125х125 мм целые
250-300 Вт	60 шт.	156х156 мм целые
300-400 Вт	72-120 шт.	156х156 мм целые или 158,75х79,375

На рисунке ниже сравнение солнечных модулей  сделанных из элементов Grade C и D и солнечных модулей "Sunways серии ФСМ" сделанных из элементов первой категории качества Grade A. Разница очевидна, Grade C и D солнечный модуль  сделан из 72 солнечных элементов, Grade A "Sunways серии ФСМ"  из 36 элементов. Также обратите внимание на качество пайки на модуле Grade C и D (правый нижний угол модуля 50 Вт). Качество говорит само за себя, элементы "пляшут".

1. Низкая эффективность модуля. Солнечные модули из Grade C и D всегда менее эффективны, чем модули "Sunways серии ФСМ" сделанные их первоклассных солнечных элементов Grade A, соответственно Grade C и D всегда больше весят и имеют большие размеры при той же или меньшей мощности. Например, поликристаллический модуль Grade A выполненный из 60-ти элементов имеет среднюю мощность по отрасли 300-330 Ватт, в то время как Grade C и D модуль при тех же размерах будет иметь мощность не более 250 Вт.
2. Гарантийные обязательства. Обратите внимание на гарантийные обязательства поставщика модулей. У поставщиков качественных солнечных модулей, гарантия на сборку и материалы, как правило составляет не менее 10 лет.

При выборе солнечного обратите внимание на наши рекомендации, это поможет Вам избежать покупки  низкокачественного солнечного модуля, сделанного из отходов производства. 

Рекомендуем также ознакомиться с разделом: Моно или поликристаллический солнечный модуль, что лучше? вЃ 

Для того чтобы правильно ответить на поставленный вопрос, необходимо проанализировать несколько основных факторов:

По данным Meteonorm 6.0. поток суммарной солнечной радиации в Москве составляет  997 кВт*час/м2 в год, тогда как в южных районах РФ (г. Сочи) этот показатель превышает 1300 кВт*час /м2 в год. Таких показателей более чем достаточно для эффективной генерации электроэнергии в весенне-осенний период, а именно с февраля по октябрь. Важно, что в ключевых странах с использование солнечной энергетики (Германия, Чехия и т.д.) показатели инсоляции находятся примерно на том же уровне. Разница максимум 5-15%. 

Месяц	кВт*час/м2
Январь	16
Февраль	35
Март	75
Апрель	106
Май	159
Июнь	167
Июль	161
Август	133
Сентябрь	78
Октябрь	41
Ноябрь	16
Декабрь	10
Суммарная солнечная радиация	997

Как видно из таблицы, в средней полосе показатели инсоляции существенно варьируются в зависимости от времени года. Наиболее проблемным периодом для генерации солнечной энергии является период с ноября по январь, по причине преобладания пасмурной погоды, короткого светового дня и «низкого солнца» (менее эффективный угол освещения, преломление лучей солнца в атмосфере и возникающие тени от близлежащих объектов). вЃ 

Как уже ранее было сказано, в зимнее время (ноябрь-февраль) в средней полосе наблюдается достаточно низкая инсоляция, короткий световой день и «низкое солнце». Система будет вырабатывать электроэнергию при наличии дневного света в любом случае, но эффективная генерация солнечного света в электроэнергию происходит только при прямом солнечном излучении. В зависимости от плотности облачности, эффективность выработки энергии может упасть в 5-10 раз. Поэтому в пасмурные зимние дни, система, не сможет сгенерировать необходимую Вам мощность, и в данном случае потребление электроэнергии будет происходить из АКБ, являющихся неотъемлемой частью автономных солнечных энергосистем типа «Stand Alone». В условиях средней полосы обязательно использование теплого генератора для обеспечения гарантированного энергоснабжения на объекте. Генерация в ясные зимние дни имеет свои преимущества. В морозную ясную погоду генерация будет более эффективной, чем летом. Зимой солнечные батареи принимают на себя не только прямое солнечное излучение, но и отраженное от снега солнечное излучение. При правильном позиционировании  солнечных модулей, в зимнее время генерация может быть более эффективной на 15-20%. Вторым немаловажным фактором является отсутствие проблем с перегревом  солнечных модулей, при котором эффективность генерации может упасть на 10-20%.

Типичный вопрос от владельца частного загородного дома. В том случае, если стоимость электроэнергии в Вашем районе находится в допустимых рамках до 4-6 руб. за кВт, то смысла в установке автономной солнечной энергосистемы в целях экономии электроэнергии нет. Срок окупаемости в данном случае затянется на 7-10 лет. В данном случае мы рекомендуем устанавливать недорогие резервные системы энергоснабжения на случай отключения центральной сети. По возможности, можно усовершенствовать систему и установить 2-4 панели.

Другой вопрос, если у Вас нет центральной сети или стоимость кВт*час находится в недопустимых рамках (более 10 руб. кВт*час) или же подключение центральных сетей требует высоких финансовых затрат. Встречаются объекты, где подключение 1 кВт стоит более 140 000 руб. В зависимости от специфики использования объекта, применение АСЭ может быть экономически эффективно.

Для решения вопросов энергоснабжения в летнем доме или на даче прекрасно подходят маломощные АСЭ с установленной мощностью до 1 кВт. Многие владельцы используют бюджетные тепловые генераторы, тратя при этом колоссальные суммы на его обслуживание и содержание. В сравнение с генератором, маломощные АСЭ имеют неоспоримое преимущество и позволяют полностью запитать Ваши нагрузки в летнем доме, будь то телевизор, энергосберегающий холодильник, свет и прочие бытовые электроприборы. В данном случае экономия на лицо.

При выборе солнечного модуля потребитель часто сталкивается с вопросом, какой модуль выбрать, монокристаллический или поликристаллический? На сегодняшний момент проведено не мало тестов относительно данного вопроса, по результатам которых получены следующие результаты:

1. Температурный коэффициент.В процессе эксплуатации в реальных условиях солнечный модуль нагревается, в результате чего номинальная мощность солнечного модуля снижается. По результатам исследований установлено, что в результате нагрева,  солнечный модуль теряет от 15 до 25% от своей номинальной мощности. В среднем у моно и поликристаллических солнечных модулей температурный коэффициент составляет -0,45%. То есть при повышении температуры на 1 градус Цельсия от стандартных условия STC, каждый солнечный модуль будет терять мощность согласно коэффициенту. Этот параметр также зависит от качества солнечных элементов и производителя. У некоторых топовых производителей температурный коэффициент модулях ниже -0,43%. 
   
2. Деградация в период эксплуатации LID (Lighting Induced Degradation). Монокристаллические солнечные модули имеют немного большую скорость деградации в сравнении с поликристаллическими солнечными модулями в первый год. Мощность качественного поликристаллического модуля в первый год снижается в среднем на 2%, монокристаллического на 3%. В последующие годы монокристаллический модуль деградирует на 0,71%, в то время как поликристаллический деградирует на 0,67% в год. Весьма незначительная разница. Многие китайские компании имеющие дистрибьюторов в России изготавливают солнечные модули из солнечных элементов малоизвестных китайских компаний. Мы знаем случаи с китайскими солнечными модулями, когда LID достигал 20% в первый же год. Поэтому перед покупкой солнечного модуля, уточните производителя солнечных элементов. 
   
3. Цена. Стоимость производства поликристаллического солнечного модуля ниже, чем монокристаллического. Весомый аргумент в пользу поликристаллического модуля. 
   
4. Фото чувствительность. В России до сих пор живет миф, о том что поликристаллический модуль более эффективно работает в пасмурную погоду. Однако ни одного официального доказательства, что это на самом деле так никто не видел. Этот вопрос больше относится к качеству и фото чувствительности  солнечных элементов. Ниже представлено сравнение моно и поликристаллических модулей CSG PVtech при различной освещенности.
   
   
   

   Освещенность (Вт/м2)	200	400	600	800	1000	Коэффициент
   Тип модуля	Мощность, Вт					200/1000	400/1000
   240W Poly	49,896	96,981	146,446	194,785	242,238	0,20598	0,40035
   255W Poly	50,336	102,533	154,760	206,205	257,152	0,19574	0,39873
   250W Mono	51,773	100,260	151,333	201,336	250,567	0,20662	0,40013
   260W Mono	51,878	105,748	159,035	211,609	262,965	0,19728	0,40214

   
   
   
   Как видно из результатов теста, моно и поликристаллические модули практически одинаково ведут себя при различном уровне освещенности и имеют одинаковую фоточувствительность, во всяком случае у данного производителя это именно так. Выработку солнечных модулей при различной освещенности Вы можете определить по коэффициенту. У 250 Вт Моно при 200 Вт/м2 и 260 Вт моно при 400 Вт/м2 они наивысшие. Но опять же, разница минимальна.
   
5. Суммарная выработка в год. Всемирно известная лаборатория PHOTON регулярно опубликовывает результаты своих исследований в которых принимают участие производители со всего мира. Результаты весьма противоречивые. Ниже приведено сравнение солнечных модулей мощностью 180 Вт Моно и 230 Вт Поли известного производителя солнечных модулей и элементов CSG PVtech. Тест проводился в реальных условиях в Германии в период с июля 2010 по август 2012 года. Напомним, что Германия находится практически в той же климатической зоне, что и средняя полоса РФ. Результаты впечатляют. Монокристаллический модуль мощностью 180 Ватт одержал абсолютную победу над поликристаллическим модулем мощностью 230 Ватт и это при том, что мощность монокристаллического модуля на 30% меньше, чем поликристаллического. 
   
   
   
   

После таких результатов можно было бы однозначно сказать, что моно генерирует больше, чем поли в любых условиях, однако не все так просто. Ниже представлен тест  солнечных модулей от различных производителей.

Как видно из результатов, поликристаллический модуль REC мощностью 230 Вт продемонстрировал наилучший результат, но обратите внимание, что модули из монокристаллического кремния от производителей CH Solar, CSG PVtech  при мощности в 180 Ватт, что на 30% меньше, чем у победителя теста REC 230 Вт Поли, генерируют всего на 1-1,5% меньше энергии. Также обратите внимание, что монокристаллический модуль мощностью 230 Вт от производителя Solar World сгенерировал меньше энергии, чем 180 Вт монокристаллические модули CH Solar, CSG PVtech. В данном тесте Вы можете увидеть насколько падает выработка солнечных модулей с течением времени, модули установленные в 2005 году генерируют значительно меньше, чем модули установленные в 2009 и 2010 году. Основываясь на реальных тестах всемирно известной лаборатории PHOTON нельзя сказать однозначно, какая из технологий лучше. По результатам совершенно очевидно, что суммарная выработка поликристаллических модулей не выше, чем у монокристаллических. Многое зависит от качества солнечных элементов и их фоточувствительности, а также качества сборки и пайки. Особое внимание здесь следует уделить качеству солнечных элементов, а точнее их шунтовому сопротивлению. На данную тему известные европейские компании Q-cells, Solon и Ersol провели исследование, которые показали значительную зависимость между внутренним сопротивлением в солнечных элементах модуля и годовой выработки электроэнергии. Шунтовое сопротивление Rsh солнечных элементов зависит от качества исходного сырья (кремния).

Исходя из данных видно, что солнечные модули собранные из солнечных элементов, шунтовое сопротивление Rsh которых больше 20 ohm показывают наибольшую производительность в пасмурную погоду, в годовом исчислении, разница между такими модулями может достигать до 10% от общей выработки.

Важно, что Rsh имеет нелинейную зависимость от выработки. При Rsh 2-10 ohm выработка при низкой освещенности минимальна, и в тоже время разницы между Rsh 30 и 200 практически нет. Именно шунтовое сопротивление является основным фактором эффективной выработки энергии модулем в пасмурную погоду, все остальные разговоры о том, что поли лучше моно и наоборот не имеют под собой оснований и являются доводами псевдо инженеров.
По состоянию на 2014 год, более 60% сетевых станций собраны на основе поликристаллических солнечных модулей. Этот факт обосновывается тем, что инвесторы в первую очередь смотрят на общую стоимость проекта и сроки окупаемости, а не на максимальные показатели эффективности станций. При этом доля монокристаллических модулей плавно растет.

Качественный монокристаллический модуль, как правило более эффективен и выдает больше мощности при тех же размерах, но поликристалические модули изготовленные по стандартной технологии всегда дешевле. Выбор всегда остается за Вами.

Ответ на этот вопрос очевиден – чистить, для этого можно использовать простейшие бытовые приборы, например щетку.  Зимой солнечные модули нужно чистить довольно часто, ведь затенение хотя бы одного или двух солнечных элементов в панели приводит к снижению эффективности генерации всей системы на 50-90%. Очень важно не допускать наледи и затенения даже части на панели. По нашим наблюдениям, в ясный солнечный день, солнечный модуль засыпанный снегом все равно генерирует до 50% энергии от своего номинала.

Стандартные условия тестирования (STC) – международные стандарты тестирования солнечных модулей отличаются от реальных условий эксплуатаций модулей. В первую очередь это вызвано меньшей освещенностью, которая ниже, чем условия STC. Во вторых в процессе тестирования, солнечные батареи освещается вспышкой и не успевает нагреться. В реальных же условиях, солнечный модуль сильно нагревается солнцем и его характеристики снижаются на 10-20%. В третьих стационарно  закрепленный солнечный модуль не всегда оптимально ориентирован к солнечным лучам и это также влияет на его характеристики В четвертых многое зависит от качества изготовленного модуля, обратите внимание, что многие производители указывают возможное отклонение в ту или иную сторону (+/-5%, мощность не менее… т.д.). И наконец, первичная деградация модулей (LID) или (SWE) . Даже самый  высококачественный солнечный модуль имею первичную деградацию около 2-5% после первых 24 часов засветки на солнце. Т.е. модуль с паспортными данными 250 Ватт через 24-30 часов засветки на солнце будет выдавать в пике в лучшем случае 245 Ватт. Это основные причины отличия, реально выдаваемой модулем мощности от заявленной. Поэтому всегда выбирайте солнечный модуль с положительным толерансом (положительным отклонением по мощности).

1. Комплекта солнечных модулей необходимой мощности - для преобразования солнечного света в электроэнергию;
   
2. Контроллера заряда аккумуляторных батарей – контроля за зарядом и разрядом АКБ;
   
3. Аккумуляторных батарей (в системах типа «Stand alone») - для аккумулирования и хранения энергии;
   
4. Инвертора 220 В - для преобразования постоянного тока в переменный и питания бытовых приборов;
   
5. Прочего дополнительного оборудования (трекеры, мониторы, датчики температуры, автоматы защиты и т.д.).
   
   

Почему Вы рекомендуете устанавливать специальные АКБ AGM и GEL, можно ли использовать обычные автомобильные АКБ?

Данный тип АКБ специально разработан для автономных солнечных энрегосистем и бесперебойных систем энергоснабжения. Срок эксплуатации АКБ AGM и GEL в условиях цикличного и буферного режима работы существенно выше, чем у автомобильных. Более того, автомобильный АКБ достаточно хотя бы 1 раз глубоко разрядить для того, чтобы он потерял значительную часть своей емкости.

Сейчас на рынке предлагается два основных типа контроллеров заряда PWM и MPPT, какой из них выбрать и есть ли смысл переплачивать за контроллер MPPT?

Ответ на данный вопрос Вы можете найти в разделе Контроллеры заряда. Смысл выбрать контроллер MPPT есть, это даст Вам до 30% дополнительно сгенерированной энергии в год. Важно знать, что в пасмурную погоду контроллеры ON/OFF и PWM практически не заряжают АКБ.

Контроллеры MPPT разработаны для использования совместно со всеми известными технологиями солнечных модулей и являются оптимальными решениями для использования в автономных солнечных энергосистемах, где напряжение солнечных модулей существенно превышает напряжение на АКБ.  Применение контроллеров с технологией MPPT позволяет  существенно увеличить выработку электроэнергии.

Солнечная батарея представляет собой один из генераторов альтернативных видов энергии, который превращает солнечное электромагнитное излучение в электричество.

В связи с устройством системы следует также дать определение понятию фотоэлементов. Фотоэлементы, фотоэлектрические преобразователи - полупроводниковые устройства, прямо преобразующие энергию солнца в электрическую. Несколько фотоэлементов, соединенных цепью, и называют солнечной батареей.

На сегодняшний день можно выделить несколько типов солнечных батарей:

• Маломощные устройства обладают небольшой площадью фотомодулей и при этом характеризуются довольно высокой ценой. Обычно их используют для подзарядки КПК, мобильных телефонов и так далее. Стоит отметить, что воспринимаются они более, как игрушка, статусный гаджет, нежели как батарея;
• Панели солнечных элементов, как правило, представляют собой комплект фотопластин, закрепленных на основании. Фактически, такие батареи представляют собой заготовку для более практичных, сложных устройств на основе данных конструкций;
•  Системы универсального типа изготавливаются для энергоснабжения потребителей в полевых условиях. Если речь идет об импортных батареях, то стоит отметить отличный дизайн, высокий уровень качества изготовления. Кроме того, такие устройства, как правило, комплектуются переходниками и характеризуются вполне доступной стоимостью. Отечественные же солнечные батареи могут быть как полусерийными, так и заводскими. Уровни качества и цен могут варьироваться в довольно широком диапазоне, поэтому, покупая устройства российского производства, стоит каждую рассматривать индивидуально. Батареи универсального типа пользуются особой популярностью среди туристов.

Работа солнечных элементов основывается на явлении внутреннего фотоэффекта, которое впервые было исследовано в 1839 году Эдмоном Беккерелем. Впоследствии это открытие в 1837 году продолжило свое развитие, когда Улиллоуби Смит обнаружил аналогичный эффект при облучении селеновой пластины светом. Однако лишь в начале 50х годов двадцатого века солнечные элементы достигли высокого уровня развития благодаря открытию и распространению новых материалов.

Энергию, вырабатываемую солнечной батареей можно сохранять в разных формах:

• как тепловую энергию в тепловых аккумуляторах;
• как потенциальную энергию воды в резервуарах;
• как химическую энергию в электрохимических аккумуляторах;
• как кинетическую энергию сжатого воздуха или вращающихся масс.

Для  солнечных батарей более всего подходят электро-аккумуляторы, т.к. эти батареи производят электроэнергию, а потребитель использует электроэнергию, которая и запасается в аккумуляторе.

Устройство солнечной батареи, то есть, простейшего фотоэлемента, а также основные принципы действия этого устройства таковы: мы имеем обычный полупроводник - две пластины, соединенные друг с другом. Обе пластины сделаны из кремния при добавлении в каждую определенных примесей, что позволяет получать элементы с необходимыми свойствами. Таким образом, первая пластина характеризуется избытком валентных электронов (слой n), в то время как вторая пластина, наоборот, характеризуется недостатком электроном (слой p).

На границе соприкосновения этих пластин существует так называемая зона запирающего слоя. Данная зона противодействует с помощью своих электрических полей переходу избыточных электронов с одной пластины в другую, из слоя n в слой p, где электронов не хватает. Кстати, места с отсутствующими электронами принято называть дырками.

Если к подобному полупроводнику подключить внешний источник питания (+/p, -/n), то внешнее электрическое поле сможет заставить электроны преодолеть запирающую зону, и, соответственно, через проводник потечет электрический ток.

Что-то подобное происходит и при воздействии на полупроводник солнечного излучения: фотон света влетает в слои n и p, передавая свою энергию электронам, разбивая атом на электроны и протоны. После этого электроны с полученной энергией могут свободно преодолеть запирающий слой полупроводника, переходя из слоя p в слой n, а дырки (места отсутствующих электронов), наоборот, переходят из слоя n в слой p.

Данным переходам также способствуют электрические поля, которые как бы втягивают в себя: одни - дырки, другие - электроны. В итоге, слой n приобретает дополнительный отрицательный заряд, в то время, как слой p - положительный. В результате в проводнике получается разность потенциала между двумя пластинами, о,5 В. В солнечном элементе сила электрического тока меняется пропорционально количеству захваченных фотоэлементов фотонов поверхностью. Данный показатель зависит от множества дополнительных факторов - это и площадь фотоэлемента, и интенсивность светового излучения, и КПД устройства, и время эксплуатации и многое другое.

Устройство солнечной батареи позволяет говорить о том, что данные системы не могут выдавать сверхбольшие мощности и занимать при этом для своей работы малые площади. На один квадратный метр мощность потока излучения составляет порядка 1350 Вт, не учитывая атмосферную потерю.

Кроме того,  солнечные батареи не могут работать беспрерывно, так как на смену дню (свету) приходит ночь. И, наконец, для поддержания постоянных и необходимых значений основных параметров - напряжения и силы тока, необходимо использовать дополнительные устройства, такие как аккумуляторы, стабилизаторы и так далее.

Однако в качестве дополнительного альтернативного источника электроэнергии, солнечные батареи вполне сгодятся. Это отличный вариант для тех мест, где нет возможности подключиться к городской электромагистрали и где нужны небольшие мощности. При объединении работы электрического аккумулятора и принципа работы солнечного элемента, можно получить полностью автономную систему электроснабжения, которую можно использовать в районах с потребностями в малых электрических мощностях и с хорошей освещенностью. вЃ