Как создать солнечную батарею самому?

Солнечная батарея — бытовой термин, используемый в разговорной речи или не научной прессе. Обычно под термином «солнечная батарея» подразумевается несколько объединённых фотоэлектрических преобразователей (фотоэлементов) — полупроводниковых устройств, прямо преобразующих солнечную энергию в постоянный электрический ток.

В отличие от солнечных коллекторов, производящих нагрев материала-теплоносителя, солнечная батарея производит непосредственно электричество. Хотя, для производства электричества из солнечной энергии используются и солнечные коллекторы: собранную тепловую энергию можно использовать и для вырабатывания электричества. Крупные солнечные установки, использующие высококонцентрированное солнечное излучение в качестве энергии для приведения в действие тепловых и др. машин (паровой, газотурбинной, термоэлектрической и др.), называются Гелиоэлектростанции (ГЕЭС).

Лет 10 назад многие развлекались тем, что устанавливали у себя дома небольшие солнечные батарейки. С 1 кв. м. солнечной батареи можно снять до 150 Вт. Это конечно немного, но на зарядку радио хватит. Так можно ли ее сделать? Давайте попробуем:

Что понадобиться:

1. Купленные в магазине фотоэлементы или диоды.

2. Деревянная рама.

3. Терпение и умелые руки.

Инструкция:

1. Важно правильно выбрать главный элемент солнечной батареи – фотопластинки. От них зависит выходная мощность будущей солнечной батареи. Правильно выбрать их вам поможет продавец консультант в нужном вам магазине. В идеале нам будут нужны кремниевые фотоэлементы, но они очень дороги.

2. Далее нам понадобится рама, куда мы будем их вставлять. Рама должна быть диэлектрически непроницаема – то есть не проводить ток. Например, деревянная. Ее следует тщательно подготовить. Вырежьте в ней дырочки для проводов, прикиньте размеры, сколько пластинок туда влезет, придумайте, как она будет стоять и так далее.

3. Далее нам следует тщательно подключить ВСЕ пластинки к проводкам, если они еще не подключены, приклеить их к раме, продев все проводки в заранее отведенные и обдуманные места. Это, пожалуй, самый долгий и кропотливый шаг в нашей работе.

4. Далее нам следует решить, что нам важнее: Мощность или Сила тока? В первом случае нам нужно будет соединить все проводники последовательно, а во втором – параллельно.

5. И наконец, установите получившуюся батарею в наиболее солнечное место. Не волнуйтесь, если выходная мощность окажется невелика – наша широта все так и не очень хорошо приспособлена для извлечения энергии из солнечного потока. Результаты, как правило, в 2-3 раза ниже чем, скажем, на экваторе.

Достоинства и недостатки

Достоинства

1. Общедоступность и неисчерпаемость источника.

2. Теоретически, полная безопасность для окружающей среды, хотя существует вероятность того, что повсеместное внедрение солнечной энергетики может изменить альбедо земной поверхности и привести к изменению климата (однако при современном уровне потребления энергии это крайне маловероятно).

Недостатки

1. Зависимость от погоды и времени суток.

2. Как следствие необходимость аккумуляции энергии.

3. Высокая стоимость конструкции.

4. Необходимость постоянной очистки отражающей поверхности от пыли.

5. Нагрев атмосферы над электростанцией.

«За» и «против» солнечной энергии

Идеальна ли солнечная энергетика с технической и экономической точки зрения? К сожалению, не совсем. Мы постараемся выделить основные преимущества и недостатки этого способа добычи энергии.

Начнем с положительных сторон. Во-первых, «сырье», т.е. солнечный свет, никогда не закончится. Вторым плюсом солнечной энергии является ее общедоступность, так как солнце светит на юге и западе, в Африке и Европе.

Противоречивым является вопрос абсолютной безопасности этих технологий для окружающей среды. Конечно, это не атомная энергетика и не добыча нефти, газа, однако на данном этапе развития «солнечных» технологий при изготовлении батарей используются вредные вещества, которые тем или иным образом могут навредить природе. Уже готовые образцы (фотоэлементы) содержат ядовитые вещества, такие как свинец, кадмий, галлий, мышьяк.

Что касается срока службы преобразователей (30 – 50 лет), то здесь возникает проблема последующей переработки отживших свое модулей, а решение вопроса их утилизации до сих пор не найдено. Явным недостатком процесса добычи энергии является так называемая непостоянность. Солнечные системы не способны работать ночью, а вечером и в утренних сумерках эффективность станций падает в несколько раз.

Серьезное влияние оказывают и погодные факторы. Многие сетуют на относительную дороговизну солнечных элементов, недостаточную эффективность в плане материальных затрат и окупаемости (на данный момент). «Подводным камнем» функционирования современных «солнечных ферм» становится проблема технической поддержки и обслуживания. Разработчики утверждают, что интенсивный нагрев фотоэлементов существенно снижает эффективность системы в целом, поэтому здесь нужно предусматривать решение проблемы организации охлаждения модулей. Также солнечные батареи необходимо периодически чистить от пыли и грязи, а в случае работы с установкой площадью несколько квадратных километров с очисткой могут возникнуть значительные сложности.

У идеальной, на первый взгляд, технологии добычи энергии даже сегодня имеется целый ряд недостатков, однако можно быть уверенными в том, что это всего лишь индикатор совершенствования солнечной энергетики. Каждый день технологического прогресса сможет искоренять один недостаток за другим, поэтому это вопрос времени.