ККД сонячних батарей

Незважаючи на те, що сонячні батареї з'явилися близько 60 років тому, широке застосування вони отримали тільки в останні пару десятків років. Такий повільний темп розвитку даної галузі обумовлений низьким початковим ККД, який в перших батареях становив всього 1%. Сьогодні цей показник коливається в межах 12-25%, в залежності від типу сонячної панелі, погодних умов, а також рівня інсоляції. З огляду на всі ці фактори, середній показник ККД сонячних батарей, що працюють по всьому світу, дорівнює приблизно 15%. Розглянемо детально, як вони впливають на коефіцієнт корисної дії.

Конструктивні особливості

Для початку розберемося, що ж таке ККД. Це певна кількість потенціалу, що генерується сонячною батареєю. Дане значення виражається у відсотках.

ККД = площа в мм, поділена на потужність у Вт, помножена на 100  (1640 мм / 10 000 Вт*100 )

монокристалічні сонячні батареї, здатні виробляти стабільний рівень електрики навіть при низькій інсоляції. Вона вимірюється в одиницях, при цьому показник в п'ять одиниць вважається найвищим, але, на жаль, в Україні така інсоляція відзначається тільки в південних областях.

Принцип роботи сонячних батарей заснований на вибиванні сонячним світлом електронів, що рухаються по зовнішній орбіті атома. За умови замкнутості системи, численні електрони здатні створити потенціал електричного струму. Однак він настільки малий, що для досягнення мінімальної потужності сонячної панелі одного модуля недостатньо. Отже, чим більше модулів, об'єднаних в один ланцюг, має сонячна батарея, тим вище потенціал створюють електрони і підвищується продуктивність. Однак багато що залежить і від матеріалу виготовлення. Сьогодні виробники пропонують наступні види сонячних батарей, виготовлених з різних матеріалів:

• Монокристалічні пристрої, що працюють з ККД близько 20%. Такі панелі пропонуються за найвищою вартістю, але при підключенні електростанції до зеленого тарифу витрати швидко окупаються за рахунок великої продуктивності.
• Модулі з аморфного кремнію мають невисокий ККД до 6%, але завдяки конструктивним особливостям, вони знайшли застосування у виготовленні плівкових сонячних панелей.
• Полікристалічні панелі розвивають ККД до 15%, але, на відміну від монокристалічних аналогів, коштують набагато дешевше. Тому часто використовуються для будівництва сонячних установок в приватному секторі, щоб покривати особисті потреби в електриці.

Перспективи розвитку

Уже сьогодні відзначається тенденція до зниження вартості обладнання для сонячних електростанцій. У поєднанні з зеленим тарифом, що передбачає купівлю у приватних господарств сонячної електроенергії за вигідним тарифом, темпи розвитку даної галузі енергетики прискорюються в усьому світі. Передбачається, що в недалекому майбутньому буде досягнуто коефіцієнт корисної дії 90%, за рахунок реалізації ідеї створення фотоелектричних елементів з різних матеріалів. Це дасть можливість отримувати енергію одночасно з інфрачервоних і ультрафіолетових світлових хвиль.