На цьому малюнку зображені 8 послідовно з'єднаних елементів. Повний вихідний напруга ланцюжка становить 4 В, а в якості навантаження підключений резистор RL.
Сонячний елемент, який не виробляє електричної енергії, являє собою ланка з великим внутрішнім опором, а не закоротку. Відбувається те ж, що і при розмиканні вимикача, але цей вимикач розімкнений неповністю - через нього протікає невеликий струм.
У більшості випадків ефективний опір затемненого сонячного елемента у багато разів більше величини навантажувального резистора RL. Тому практично можна розглядати RL як шматок дроту, що з'єднує негативний і позитивний висновки.
Це означає, що функцію навантаження виконує тепер елемент D. У результаті елемент D розігрівається і при досить сильному розігріві може вийти з ладу (вибухнути). У результаті у нас залишається батарея з послідовної ланцюжка з одним недіючим елементом.
Ефективний шлях вирішення цієї проблеми - паралельне підключення шунтуючих діодів до всіх елементів, як це показано на малюнку 6. Діоди підключені так, що при роботі сонячного елемента вони назад зміщені напругою самого елементу. Тому через діод струм не протікає, і батарея функціонує нормально.
Малюнок 6 - паралельне підключення шунтуючих діодів до всіх СЕ
Припустимо тепер, що один з елементів затінюється. При цьому діод виявляється прямо зміщеним і через нього протікає в навантаження струм в обхід несправного елемента. Звичайно, вихідна напруга всього ланцюжка зменшиться, але усунеться джерело саморазрушающ?? ї сили.
Додаткова перевага полягає в тому, що батарея продовжує нормально функціонувати. Без шунтуючих діодів вона б повністю вийшла з ладу.
На практиці недоцільно шунтировать кожен елемент батареї. Необхідно керуватися міркуваннями економії і використовувати шунтуючі діоди, виходячи з розумного компромісу між надійністю і вартістю.
Як правило, один діод використовують для захисту 1/4 батареї. Таким чином, на всю батарею потрібно всього 4 діода. У цьому випадку ефект затінення буде приводити до 25% -ному (цілком допустимому) зниження вихідної потужності. [6]
. Застосування СЕ
Сфера застосування сонячних перетворювачів для вироблення електроенергії розширюється з кожним роком.
У віддалених районах при відсутності централізованого електропостачання сонячні батареї служать найбільш рентабельним і надійним джерелом електроенергії, як для індивідуальних будівель, так і для підприємств малого та середнього бізнесу, для роботи насосних установок, на фермах в якості електрозагорожі і т.д.
У містах і великих населених пунктах вже не рідкість генерація електроенергії для енергозабезпечення житлових будинків і офісів, промислове виробництво електроенергії для мереж централізованого електропостачання. Все більш популярним стає використання сонячних батарей в резервних системах електропостачання. Однак, і у віддалених, і в приєднаних до централізованих мереж районах, фотоелектричні системи є джерелом чистої енергії, що не забруднює навколишнє середовище подібно тепловим електростанціям.
Різноманітність типів фотоелементів з різними технічними характеристиками дало можливість знайти їм застосування в самих різних областях людської життєдіяльності. Сонячна енергія використовується давно і повсюдно. Енергією сонячних батарей харчуються такі об'єкти, як автономні ретранслятори стільникового зв'язку, дорожні знаки, елементи дорожньої розмітки та освітлення рекламних щитів, вуличні та садові ліхтарі, поліцейські блокпости, буї та багато іншого.
Протягом багатьох років кремнієві й інші види фотоелементів працюють на космічних супутниках, кораблях, місяцеходах, автоматичних дослідницьких станціях, зондах. Космос є одним із базових напрямів практичного використання сонячних батарей.
Прикладом використання сонячних фотоелектричних перетворювачів є зарядка акумуляторів різноманітних мобільних пристроїв. Портативні сонячні батареї на гнучких фотоелементах, якнайкраще, справляються з цим завданням.
Перспективна розробка датських інженерів, які створили ліхтарі на сонячних батареях, які виробляють більшу кількість енергії, ніж витрачають на освітлення, викликала цілком зрозумілий інтерес. Принцип дії незвичайних світильників SunMast заснований на виробленні електроенергії сонячними елементами, які покривають всю поверхню стовпа. Інвертор, що перетворює постійний струм, генерований сонячними батареями, в змінний, розміщується біля основи кожного стовпа. Надлишок вироблюваної електрики передається в загальну мережу. Днем «Сонячні щогли» пе...
