истроїв. У найпростіших системах постійний струм фотоелектричних модулів використовується безпосередньо. Там же, де потрібен змінний струм, до системи необхідно додати інвертор, який перетворює постійний струм у змінний.
3.1.2 Принцип роботи фотоелементів
Сучасне виробництво фотоелементів практично повністю засноване на кремнії. Близько 80% всіх модулів виробляється з використанням полі-або монокристалічного кремнію, а інші 20% використовують аморфний кремній. Кристалічні фотоелементи - найбільш поширені, зазвичай вони мають синій колір з відблиском. Аморфні, або некристалічні - гладкі на вигляд і міняють колір залежно від кута зору. Монокристалічний кремній має найкращу ефективність (близько 14%), але він дорожче, ніж полікристалічний, ефективність якого в середньому становить 11%. Аморфний кремній широко застосовується в невеликих приладах, таких як годинник і калькулятори, але його ефективність і довгострокова стабільність значно нижче, тому він рідко застосовується в силових установках.
У дослідній розробці знаходяться декілька типів альтернативних тонкоплівкових фотоелементів, які в майбутньому можуть завоювати ринок. Найбільш налагодженими з досліджуваних в даний час тонкоплівкових систем є фотоелементи з наступних матеріалів:
- аморфний кремній (a-Si: H),
- теллурид / сульфід кадмію (CTS),
- мідно-індієвий або мідно-галієвий діселеніда (CIS or CIGS),
- тонкоплівковий кристалічний кремній (c-Sifilm),
- нанокристалічні сенсибілізовані барвником електрохімічні фотоелементи (nc-dye).
Дев'яносто дев'ять відсотків сучасних сонячних елементів виготовляють з кремнію (Si), другий за поширеністю на Землі речовини, а інші побудовані на тому ж принципі, що і кремнієві сонячні елементи.
Рисунок 3.2 - Будова і принцип роботи сонячного елемента.
Один шар кремнію бомбардують атомами фосфору, завдяки яким утворюється надлишок електронів. Виходить негативно заряджений («N») шар. На іншому шарі створюється недолік електронів, він стає позитивно зарядженим («P»). Зібрані разом з провідниками, ці дві поверхні утворюють світлочутливий електронно-дірковий перехід. Він називається напівпровідником, оскільки, на відміну від електропроводу, проводить струм тільки в одному напрямку - від негативного до позитивного. При дії сонця або іншого інтенсивного джерела світла виникає постійний струм напругою приблизно в 0,5 Вольт. Сила струму (Ампер) пропорційна світлової енергії (кількості фотонів). У будь фотоелектричної системі напруга майже постійно, а струм пропорційний розміром фотоелементів і інтенсивності світла.
Фотоелементи виробляються з надчистого кремнію, змішаного в точній пропорції з деякими іншими речовинами. Надчиста кремнієва підкладка, з якої роблять фотоелементи, коштує дуже дорого. Кількості надчистого кремнію, необхідного для виготовлення одного фотоелектричного модуля потужністю 50 Вт, було б достатньо для інтегральних схем приблизно двох тисяч комп'ютерів. Крім того, в фотоелементах присутні алюміній, скло і пластмаса - недорогі і багаторазово використовувані матеріали.
3.1.3 Порівняння різних типів фотоперетворювачів
Сонячний модуль - це батарея взаємозв'язаних сонячних елементів, укладених під скляною кришкою. Чим інтенсивніше світло, падаючий на фотоелементи і чим більше їх площа, тим більше виробляється е...
