як джерела енергії є нерівномірність його надходження на земну поверхню, обумовлена ??добової і сезонної циклічністю, а також погодними умовами. Тому вельми важливою є проблема акумулювання електроенергії, вироблюваної за допомогою сонячних енергоустановок. В даний час ця проблема вирішується в основному шляхом використання звичайних хімічних накопичувачів - акумуляторів. Одним з перспективних способів акумулювання є використання електроенергії для електролізу води на водень і кисень з наступним зберіганням та використанням водню як екологічно чистого палива, так як при згорянні водню утворюються тільки пари води.
Великомасштабне розвиток фотоенергетики дасть величезний поштовх розвитку районів Землі з високим середньорічним надходженням сонячного випромінювання. Це стосується в першу чергу пустельних і посушливих районів, які з приходом сонячної електроенергії стануть районами, придатними для активного землеробства - житницями Землі. Чи означає це, що зусилля фахівців треба зосередити тільки на розробці фотоелектричних перетворювачів та вирішенні безпосередньо пов'язаних з ними проблем? Звичайно, ні. Не можна розвивати якесь одне напрям за рахунок придушення інших напрямків. Це ж стосується і електроенергетики: її не можна будувати, базуючись тільки на одному виді ресурсів. Вона повинна ґрунтуватися на багатьох джерелах: сонячних, вітрових, атомних і, звичайно, на традиційних, копалин джерелах. Це дозволить знайти оптимальні шляхи їх взаємодії, поступово переходячи до досконалої, екологічно чистою і надійної енергетиці майбутнього.
3. Елементи сонячних батарей і додаткові компоненти
. 1 ЕЛЕМЕНТИ сонячних батарей
Модулі сонячної батареї наземного застосування як правило конструюються для зарядки свинцево-кислотних акумуляторних батарей з номінальною напругою 12В. При цьому послідовно з'єднуються 36 сонячних елементів, і далі збираються в модуль. Отриманий пакет як правило обрамляють в алюмінієву раму, яка полегшує кріплення до несучої (опорної) конструкції. Потужність модулів сонячної батареї може досягати 10-300Вт.
Електричні параметри таких модулів відображаються в вольтамперной характеристиці, визначеної при стандартних умовах (тобто коли потужність сонячної радіації дорівнює тисячі Вт/м 2, температура елементів - 25 ° С і сонячний спектр - на широті 45 °). Точка перетину кривої з віссю напруги називається напругою холостого ходу V х.х. , А з віссю струму - струмом короткого замикання I К.З. На цьому ж графіку наведена крива потужності, одержуваної від сонячних елементів в залежності від навантаження. Номінальна потужність модуля визначається як найбільша потужність при стандартних умовах. Значення напруги, відповідне максимальної потужності іменується робочою напругою V р, а відповідний струм - робочим струмом I р. Значення робочої напруги для модуля, що складається з 36 елементів приблизно дорівнює 16-17В (0,45-0,47В/елемент) при 25 ° С. Такий запас по напрузі потрібен для того, щоб компенсувати зменшення робочої напруги при розігріві модуля сонячним випромінюванням. Температурний коефіцієнт напруги холостого ходу для кремнію становить - мінус 0,4%/градус. Температурний коефіцієнт струму - плюс 0,07%/градус. Напруга холостого ходу сонячного модуля мало змінюється при зміні освітленості, в той час як струм короткого замикання прямо пропорційний. ККД сонячного модуля визначається як відношення максимальної потужності модуля до загальної потужності випромінювання, падаючої його поверхню при стандартних умовах, і становить 15-40%.
Рис.1. Вольтамперная характеристика сонячної батареї
З метою отримання необхідної потужності і робочої напруги модулі з'єднують послідовно або паралельно. Так отримують сонячну батарею. Потужність сонячної батареї завжди нижче, ніж сума потужностей модулів - через втрат, зумовлених відмінністю в характеристиках однотипних модулів (втрат на неузгодженість). Чим ретельніше підібрані модулі в батареї (тобто, чим менше розходження в характеристиках модулів), тим нижче втрати на неузгодженість. Приміром, при послідовному з'єднанні десяти модулів з розкидом характеристик 10% втрати становлять приблизно 6%, а при розкиді 5% - знижуються до 2%.
У випадки затінення одного модуля, або частини елементів в модулі, в сонячній батареї при послідовному з'єднанні з'являється ефект гарячого плями - Затінений модуль (або елемент) починає розсіювати всю вироблену освітленими модулями (або елементами) потужність, стрімко нагрівається і виходить з ладу. Для усунення цьог?? ефекту паралельно з кожним модулем (або його частиною) встановлюють шунтирующий діод. Діод потрібен при послідовному з'єднанні більше двох модулів. До кожної лінійці (послідовно з'єднаних модулів) також підключається блокуючий діод для вирі...
