Солнечная батарея «наоборот» — чудо наяву

Виды светильников на солнечных батареях

Не трудно понять, почему приборы на солнечных батареях сейчас столь популярны. Конечно, здорово, что такое освещение позволяет не платить за электричество, но для многих главным плюсом все же является возможность монтировать светильники, не прокладывая проводку. Все что нужно – вынуть прибор из коробки и установить его, например, около дорожки. На большинстве моделей присутствуют датчики темноты, так что вам даже о включении света не нужно думать – все происходит автоматически.

Данная технология развивается очень быстро. Светильники на солнечных батареях выглядят все более привлекательными, их свечение становится ярче, а время бесперебойной работы при этом увеличивается. Чтобы понять какой прибор подойдет именно вам, необходимо ознакомиться с ассортиментом и основными видами.

• Светильники на коротких подставках отличаются низкой ценой и простотой установки. Вы просто вдавливаете ножку в грунт и монтаж закончен.
• Подвесные фонари крепятся к потолку беседки, на ветки деревьев или на забор. Их можно использовать как предмет декора.
• Для подсветки забора зачастую используют светодиодные прожекторы, мощность которых приравнивается к лампе накаливания в 100 Ватт.
• Уличные фонари, установленные на ножку или столб. Используются на парковках, дворах с большой площадью или садах. Также применяются для освещения автомобильных дорог.
• Для подсветки фасада здания используют настенные солнечные светильники.

О назначении «солнечных» светильников

При покупке осветительных приборов для сада важно учесть, какую функцию они будут выполнять. Всего различают три группы освещения: декоративные, для дорожек и прожекторы

Декоративные светильники

Декоративные лампы придают приятное освещение вашему участку. Они отмечают конкретное место, их цель вовсе не связана с максимальной освещенностью территории. Из-за слабого светового излучения срок службы декоративной подсветки значительно превышает аналоги на солнечных батареях. Достаточно частое явление, когда декоративное освещение работает несколько ночей подряд, зарядившись в один яркий солнечный день.

Зарядка приборов происходит полноценно даже в пасмурную погоду. Обычно эти светильники испускают не белый, а желтый свет, некоторые модели даже способны мерцать и создавать эффект пламени. Благодаря желтому цвету, потребление электричества у таких светильников снижено. Помимо эстетической функции декоративные автономные светильники используются и для освещения потенциально опасных мест. Это зона хранения инструментов, область с декоративными элементами ландшафта и так далее. Светильники-декорации являются самыми доступными, отличаются сравнительно низкой стоимостью.

Светильники для дорожек

Эти светильники освещают дороги и тропы на участке. Таких приборов, как правило, требуется несколько вдоль всей дорожки. Такой подход позволяет максимально обезопасить путь. Существует несколько способов крепления: их можно подвесить, воткнуть в землю или же просто поставить на поверхность. Свет в таких приборах всегда направлен вниз.

Большинство моделей светильников для дорожек оборудовано ручными переключателями. Таким образом экономится заряд, а приборы используются только при необходимости. Самые удобные светильники оборудованы датчиками движения, которые включаются автоматически при приближении объекта к дорожке. Этот тип фонарей дает освещение средней мощности и относится к средней ценовой категории.

Прожекторы

Эта разновидность автономных светильников сама мощная, поэтому подобные приборы стоят дорого

Важно понимать, что большая мощность не подразумевает отдачу света, аналогичного характеристикам прожектора в 100 ватт. Максимальная мощность автономного прожектора напоминает 40-ваттную лампу накаливания, и этого вполне достаточно

Большинство приборов сконструировано таким образом, что их можно монтировать разными способами. Вы можете осветить прожекторами вход в дом, на участок или парковку. Как правило, именно эти лампы на солнечных батареях отличаются повышенной прочностью. Несомненно, все подобные светильники защищены от погодных условий и прямого солнечного света, но в данном случае уровень защиты гораздо выше. Особенности конструкции позволяют получить больше света при низких температурах.

Средние цены

Стоимость солнечных батарей – это один из критериев их выбора.

Розничная цена, для рассмотренных выше моделей, выпускаемых китайской компанией «TOPRAY Solar», и реализуемых через специализированные организации, составляет:

• Солнечная батарея 60П – 3400,00 рублей;
• Солнечная батарея 100П – 4980,00 рублей;
• Солнечная батарея TopRaySolar TPS-FLEX-50W (50,0 Вт) – 6790,00 рублей;
• Солнечная батарея TopRaySolar TPS-FLEX-80W (80,0 Вт) – 10410,00 рублей;
• Солнечная батарея TopRaySolar TPS-FLEX-100W (100,0 Вт) – 12440,00 рублей;
• Солнечная батарея TopRaySolar 100М (100,0 Вт) – 5210,00 рублей;
• Солнечная батарея TopRaySolar TPS-FLEX-100W (100,0 Вт) – 12440,00 рублей.

Стоимость аналогичных по техническим параметрам устройств, других производителей, лежит в этом же ценовом диапазоне, поэтому всегда есть возможность сделать свой, выбор, в соответствии с индивидуальными пожеланиями.

Определение солнечной батареи

Конструктивно солнечная батарея представляет собой схему преобразователя одного вида энергии в другой. В частности, энергия света преобразуется в электрическую энергию. Причём результатом преобразования становится электрический ток постоянной величины.

Активными элементами конструкции солнечной панели выступают полупроводники, обладающие свойствами фотохимического синтеза. Например, кремний (Si), применением которого были отмечены самые первые исследования в области получения электричества солнца.

Простейший набор из солнечной панели и автомобильного аккумулятора уже составляет конструкцию настоящей домашней энергетической установки

На текущий момент кремний уже не рассматривается безальтернативным химическим элементом, опираясь на который есть смысл сооружать солнечные батареи из панелей, в том числе своими руками.

Более перспективными и эффективными теперь видятся другие представители таблицы Менделеева (в скобках цифры энергетической отдачи):

1. Арсенид галлия GaAs (кристаллический 25,1).
2. Фосфит индия InP ( 21,9).
3. Фосфат индия с галлием + Арсенид галлия + Германий GaInP + GaAs + Ge (32).

Рассматривать солнечную панель глазами обывателя следует как пластину полупроводника (кремния и т.п.), каждая из сторон которой является положительным и отрицательным электродом.

Под влиянием света солнца, в результате химического фотосинтеза, на электродах панели образуются электрические потенциалы. Казалось бы, всё просто. Остаётся только подключить провода к нагрузке и пользоваться электричеством. Но на деле всё несколько иначе.

Разновидности инверторов по типу сигнала

Любой инвертор солнечных батарей классифицируется на основании типа выходного сигнала U.

Итак, сигнал бывает:

• синусоидальный;
• прямоугольный;
• псевдосинусоидальный.

Умение различать инверторы на основании этого главного показателя является очень важным. От него зависят качество работы, сфера применения элемента и его цена.

Преобразователи, имеющие прямоугольный тип сигнала, стоят недорого и подходят для того, чтобы обслуживать разные источники освещения. Однако они не обеспечивают должной защиты от скачков напряжения в сети и не годятся для обслуживания большей части бытовой техники.

Лучше приобрести инвертор с синусоидальным сигналом. Ток, который он выдает, имеет отличные показатели качества, в отличие от идущего непосредственно из розетки. Стоит он значительно дороже первого варианта. Однако от него прекрасно и без проблем работает любой холодильник, увлажнитель воздуха, котел или насос. Поскольку большая часть современных бытовых приборов обладает высокой чувствительностью, такой инвертор сможет обеспечить им должную защиту.

Что же касается преобразователя с псевдосинусоидальным типом сигнала, это — усредненный вариант двух предыдущих, со стоимостью ниже синусоидального. В принципе, он может применяться для питания любого устройства с одним условием: оно не должно быть слишком чувствительным к перепадам напряжения. Минус псевдосинусоидального инвертора состоит в несовершенстве сигнала на выходе — отсюда могут возникать помехи и шумы.

Устанавливаем солнечную батарею на свой автомобиль

Если вы хотите приобщиться к солнечной энергетике, но пока не можете себе позволить настоящий солнцемобиль, можете воспользоваться идей, которая с каждым днем упрочняет свои позиции – это установка солнечной батареи на крышу автомобиля. Причем пользуются ею не только мастера-умельцы, но и гиганты мирового автомобилестроения, такие как Toyota, BMW и другие. Конечно, накопленной энергии вам не хватит, чтобы свободно передвигаться по городу, но обеспечить с помощью солнечной энергии работу навигационной системы или кондиционера вы вполне сможете.

Еще несколько лет назад компания Toyota сообщала об установке солнечных батарей на «топовую» версию гибридного автомобиля модели Prius. Вот только наличие одной этой опции спровоцировало резкий рост стоимости этого автомобиля. Все-таки фотоэлементы дорожают с каждым днем, да и сам процесс сохранения накопленной энергии достаточно сложный. Не меньшей популярностью пользуется и Mercedes Benz LKS 2012, на крышу которого разработчики также установили солнечную батарею.

Автомобильная солнечная батарея предназначена для поддержания питания устройств, потребляющих электроэнергию, а также для сохранения заряда аккумулятора при длительной стоянке. Мощность таких батарей колеблется от 40 до 70 Вт. Помимо батареи вам понадобиться специальный контроллер. Он необходим для регулировки заряда и разряда, так как при изменении погодных условий, а также смене дня и ночи могут наблюдаться различные режимы работы используемых фотоэлементов.

Гибкие солнечные батареи

Очень удобными являются гибкие панели, которые легко сворачиваются в рулон, словно обычная бумага. Хотя стоимость их выше, чем твердотельных аналогов, они на рынке заняли свою нишу. В основном они пользуются спросом у туристов и путешественников, которым в условиях отсутствия электрификации необходимо заряжать мобильные гаджеты. Главным производителем гибких батарей, работающих от солнечной энергии, является компания Sun Charger, которая, к слову, недавно обновила свой модельный ряд моделями 34 Вт и 9Вт.

T_3Fq3YnxMk

Первая модель подходит для питания планшетов, сотовых телефонов, видеокамер, цифровых фотоаппаратов, GPS, гелевых аккумуляторов 6 и 12 вольт, т.е. она может в условиях похода обеспечить потребности нескольких человек.

SunCharger SC-9/14 — батарея в сложенном виде

Она же — в раскрытом виде

Особенности батареи: компактная складывающая конструкция, работающая в диапазоне температур от -50 до +70 градусов, вес которой всего 420 граммов, снабжена антибликовым покрытием, встроенным светодиодом, люверсами для крепления. Выходной разъем круглый (5.5 мм / 2.1 мм.).

Характеристики электрические: рабочее выходное напряжение 13,5 В (стандартное 12В), без нагрузки – 19В; рабочий выходной ток – 0,65 А; габариты в сложенном и развернутом виде — 20.5х15х3 см и 50х41.5х0.4 см; мощность выходная – 8,6 Вт.

Выходной разъём SunCharger SC-9/14

Вторая модель SunCharger SC-34/18 на сегодняшний день является в линейке гибких солнечных батарей самой мощной. Разработана она специально для универсальных накопителей (ноутбуков), имеющих на входе зарядки, как правило, 17-19 вольт. Максимальная мощность – 18В. К накопителям она подключается напрямую, что обеспечивает идеальное согласование. Понятно, что для менее «прожорливых» накопителей она также подходит, в том числе для двенадцати вольтовых свинцовых аккумуляторов, используемых в автомобилях.

Солнечная батарея выдает 18 В в точке своей максимальной мощности и напрямую подключается к этим накопителям. Таким образом, она «идеально» с ними согласована.

Естественно, эта батарея подходит и для зарядки менее прожорливых потребителей. Как известно, мощности мало не бывает. А также спокойно заряжает 12 В свинцовые аккумуляторы, в том числе, и автомобильные (через несколько часов зарядки уже можно завести машину). Толщина ее 4 см (т.е. стала чуть больше), но получилась батарея даже немного компактнее, чем обычные батареи на 12 В.

Солнечная гибкая батарея (модель SunCharger SC-34/18)

Достигнуто это за счет более тонкой ткани, используемой в ее производстве и ламинированных фотоэлементов большей площади.

Эта же батарея в раскрытом виде

Помимо особенностей, характерных для предыдущей модели, здесь имеются на выходе помимо круглого разъема, еще «мама» и «папа».

Электрические характеристики: мощность выходная, как понятно из маркировки, 34 Вт; рабочий выходной ток – 1.9 А; габариты 40х18х4 см (в сложенном виде) и 40х18х4 см (в раскрытом). Напряжение на выходе – 18 В и 26 В (без нагрузки). Вес, конечно, намного больше – 1,7 кг.

Использование солнечной энергии в мире

Комплекс солнечных батарей в ГерманииМногие государства всерьёз задумались о масштабном производстве и использовании солнечной энергии.

Лидерами по производству энергии с помощью солнечных батарей являются США, Япония и Германия.

Производство солнечной энергии получает своё развитие и в России.

В настоящее время в РФ уже построено следующее количество установок по производству солнечной энергии:

• Краснодарский край – 46 ед.;
• Дагестан – 8 ед.;
• Ставропольский край – 2 ед.;
• Бурятия, Хабаровский край, Костромская область – по 1 ед.

Бурное развитие данной отрасли во всем мире оставляет надежду на то, что в будущем этот неисчерпаемый источник экологичной энергии станет основным для населения планеты.

Смотрите видео, в котором подробно рассказывается об устройстве и производстве солнечных панелей:

Солнечная энергия для обогрева помещений

Солнечную энергию в основном рассматривают как источник электричества. Тем не менее, ее можно преобразовывать в тепло, для чего на рынке доступный не меньший ассортимент оборудования. Устройства этого класса более известны как солнечные коллекторы и работают как нагревательные элементы для отопительных систем. Если скомбинировать котлы от системы отопления и нагреватели горячей воды с солнечными коллекторами, экономия может достигнуть до 36% по сравнению с затратами на услуги центральных теплосетей.

Если рассматривать ходовой коллектор в плане конструкции, он представляет собой небольшую прямоугольную панель (1×2 метра, толщина — 100 мм). Основное отличие таких коллекторов — тепловой поток. Это количество тепла, передаваемое жидким теплоносителям по контактной поверхности. Также этот показатель известный как коэффициент потери тепла (Вт/м²×°К). То есть, сколько тепла передается через площадь, чтобы повысить температуру жидкости. У современных моделей этот показатель на одну панель достигает до 5 Вт/м²×°К.

Первая в мире дорога из солнечных батарей оказалась совершенно провальным проектом

Ещё несколько лет назад многие ожидали, что дороги, созданные из солнечных батарей (или солнечные дороги) совершат крупнейший переворот, не имеющий аналогов в наше время, причём не только в сфере возобновляемых источников, но и во всём энергетическом секторе.

Первым подобным сооружением стала солнечная дорога в Нормандии площадью 2,8 тысяч квадратных метров. Её торжественно открыли в 2016 году в коммуне Турувр-о-Перш. Однако, несмотря на огромную шумиху, поднявшуюся вокруг этой новинки, уже через два года стало ясно, что эксперимент обернулся грандиозным провалом – с точки зрения как функциональности, так и прибыльности.

На сегодняшний день неприглядная действительность заключается в том, что эта дорога пребывает в весьма плачевном состоянии – восстанавливать её просто не имеет смыла. Как сообщает издание Le Monde, составные части дороги уже не стыкуются друг с другом должным образом, поскольку одни панели разболтались, другие – разбились на части. В прошлом мае 100-метровый участок пришёл в такую негодность, что его пришлось демонтировать.

Дело в том, что дорога оказалась довольно уязвимой к внешнему воздействию – для её поверхности опасность представляют даже гниющие листья и грозы. Кроме того, она продемонстрировала повышенный уровень шума, в результате чего скорость движения пришлось ограничить 70 километрами в час.

Вдобавок к масштабным повреждениям и повышенному износу, солнечная дорога не оправдала себя и в выработке энергии. Изначально планировалось, что ежедневный объём должен составлять 790 киловатт-часов – такого количества энергии хватило бы на освещение жилищ 3-5 тысяч жителей. Однако фактически удалось получить только половину от расчётных значений. Второй год показал ещё более печальные результаты, причём тенденция к снижению продолжилась и дальше.

Схожей судьбы не избегла и другая солнечная дорога, введённая в эксплуатацию в 2016 году в американском штате Айдахо и потребовавшая примерно 6,1 миллиона долларов(авт. тут они постеснялись даже назвать площадь этого чуда). Итог оказался аналогичным – на сегодняшний день выработка энергии не производится, 83 процента панелей сломаны, эксплуатация дороги не представляется возможной. Один инженер по электрооборудованию назвал происходящее «грандиозным и чудовищным провалом». Впрочем, даже будь эта система работоспособной, полученной энергии хватило бы только на какие-то небольшие цели – например, на маленький фонтанчик и освещение в уборной.

Надо отметить, с самого начала оптимистичный настрой разделялся далеко не всеми – учёные неоднократно высказывали опасения по поводу возможной неэффективности подобных идей, поскольку встроенные в дорогу панели не могут менять угол наклона по ходу движения солнца и часто оказываются под проезжающими автомобилями.(авт. Да, мы с самого начала были категорически против, но нас заставили!!!)

Самые запоминающиеся представители класса солнцемобилей

Ecletic

Авто Ecletic на солнечных батареях, является одной из разработок французской компании Venturi. Отличительная черта этого автомобиля – мощность в 22 л.с. Стоит отметить, что у большинства солнцемобилей этот показатель не превышает 1 л.с. при площади солнечной батареи 2 кв.метра. Работает Ecletic исключительно без использования топлива.

К примеру, без подзарядки такой автомобиль сможет проехать 50 км при средней скорости 50 км/ч. Помимо солнечной энергии Ecletic может использовать энергию ветра, ее хватит всего на 15 км. А вот при пасмурной погоде зарядить автомобиль можно и от обычной розетки, понадобится всего 5 часов.

Astrolab

Производство автомобиля на солнечных батареях Astrolab также принадлежит компании Venturi. Эта модель получилась более совершенной, чем Ecletic. Ее максимальная скорость равняется 120 км/ч, а проехать она может до 110 км. Площадь фотогальванических элементов составила 3,6 кв.метра. Да и цена автомобиля тоже не «подкачала» — 92 тысячи евро, именно столько вам придется заплатить за это чудо современного автомобилестроения.

Столь высоких технических характеристик разработчикам удалось достичь благодаря форме автомобиля. Спроектирован он наподобие болидов, участвующих в Формуле 1. А в качестве дополнительной защиты используется сверхлегкий карбоновый монокок. Дизайнером Astrolab выступил известный Саша Лакик, сравнивший новую модель с крылом, поставленным на колеса.

Solar World GT

Разработка электромобиля, работающего на солнечных батареях, Solar World GT пока еще не закончена. По данным швейцарской компании Green GT электрический суперкар будет обладать следующими техническими характеристиками:

• разгон до 100 км всего за 4 секунды;
• максимальная скорость составит 275 км/ч;
• мощность электрической силовой установки дойдет до 350-400 л.с.

Но все эти цифры пока только в планах, а как все будет на самом деле, узнаем лишь после того, как Solar World GT будет представлен широкой общественности.

Популярные модели и марки светильников на солнечных батареях

С датчиком движения

Удобная опция для освещения объектов, где свет нужен в момент присутствия человека. Датчик движения позволяет включать свет, когда в зону действия сенсора попадает движущийся объект. Если функция становится ненужной, то в большинстве светильников ее можно отключить.

Из популярных моделей с датчиком движения можно назвать китайский фонарь Star Alliance YH0607A-PIR / Sanhoo 2LEDPIR и венгерский светильник Novotech Solar 357413.

Star Alliance YH0607A-PIR / Sanhoo 2LEDPIR

Star Alliance YH0607A-PIR / Sanhoo 2LEDPIR

Star Alliance предназначен для настенного крепления, крепеж универсальный. Лампа светит в двух режимах: фоновом и ярком (при появлении движущихся объектов). Фоновый режим можно отключать.

Мощность солнечной панели – 0,4 Вт, емкость аккумуляторов – 400-500 мА*ч, IP44. В зависимости от модели различается количество светодиодов и, соответственно, яркость (от 40 до 150 лм).

Novotech Solar 357413

Novotech Solar 357413

Наземный светильник с датчиком движения. 28 светодиодов обеспечивают освещение площади равной 5 м2. Мощность лампы составляет 2,5 Вт, цветовая температура 3000 К. IP54. Высота светильника – 600 мм. Изготовлен из металла и пластика.

Для дачи

Для красивой подсветки дачных дорожек и декорирования участка можно воспользоваться декоративными светодиодными светильниками «на ножке». Они устанавливаются сразу в грунт. При желании их легко переместить в другое место, а на зиму легко убрать на хранение. Почти все модели оснащаются фотореле, некоторые датчиками движения. Например, упоминавшийся Novotech Solar 357413 хорошо подойдет для подсветки дорожек. Также пользуются популярностью Globo Lighting Solar 33839, 33271 и многие другие модели.

Globo Lighting Solar 33839

Globo Lighting Solar 33839

Оригинальный австрийский светильник со встроенным термометром. Корпус металлический, плафон – пластиковый. Световой поток лампы – 270 лм, площадь освещения 0,1 2, IP44. Стойка высотой 37,7 см. Заряда аккумулятора напряжением 3 В хватает на 8 часов непрерывной работы. У светильника есть два режима: ручной и автоматический (с фотореле). Цена около 2900 рублей.

Globo Lighting Solar 33271

Globo Lighting Solar 33271

Стильный внешний вид, стойка высотой 68 см. Металлический корпус, пластиковый плафон. Площадь освещения 0,1 м2, напряжение аккумулятора 1,2 В, мощность лампочки 0,05 Вт, IP44.

Для походов

Для туристов главное – удобство. Фонарь должен быть нетяжелым и негабаритным. Часто солнечная батарея дублируется встроенными аккумуляторами или возможностью заряда от сети 220 В. Хороший представитель кемпинговых фонарей – SX-6800T/GH-5800T. Он недорогой, оснащен 6 светодиодами. Цена около 400 рублей. Заряжается как от сети, так от солнечных батарей. Может подвешиваться или использоваться в руке.

SX-6800T/GH-5800T

С USB разъемом

Удобная опция для заряда гаджетов от светильника. Часто им освещаются кемпинговые фонари, как например, G-85. Он похож на модель SX-6800T/GH-5800T, но имеет usb-разъем для зарядки электронных устройств. К тому же светить может не только от солнечной батареи и сети 220 В, но и от обычных батареек. 6 светодиодов обеспечивают яркий световой поток. Емкости аккумулятора хватает на 5-9 часов работы. Имеет ручку для подвешивания. Высота регулируется.

G-85 в сложенном виде

Уличные фонари

Уличные светильники мощнее других типов. Они оснащены множеством светодиодов мощностью 0,06 Вт, поэтому светят ярко и на большую площадь

При выборе уличного фонаря обращайте внимание на мощность аккумулятора (чем мощнее, тем лучше), поверхность плафона (лучше выбирать рифленое стекло)

В качестве примера можно привести модели LC СВЕТЛЯЧОК 4,5 В и Novotech Solar 358020.

LC Светлячок 4.5Вт

Оснащен датчиком движения, фотореле. IP 54. Световой поток 520 лм. Цветовая температура 6000 К. Заряжается за 6-8 часов, полностью заряженный работает до 12 часов. Имеет разные варианты режимов работы. Цена около 1000 рублей.

Novotech Solar 358020

Настенный светильник, ip54. Мощность лампы 12,4 Вт. Световой поток 500 лм. Цветовая температура 6000 К. Напряжение аккумулятора 3,7 В. Пластиковый корпус.

Как работает солнечная батарея

Все живое на земле возникло, благодаря энергии солнца. Ежесекундно на поверхность планеты поступает огромное количество энергии в виде солнечного излучения. В то время, как мы сжигаем тысячи тонн угля и нефтепродуктов для обогрева жилища, страны, расположеные ближе к экватору изнывают от жары. Пустить энергию солнца на нужды человека — вот достойная для пытливых умов задача. В этой статье мы рассмотрим конструкцию прямого преобразователя солнечного света в электрическую энергию — солнечного элемента.

Тонкая пластина состоит из двух слоев кремния с различными физическими свойствами. Внутренний слой представляет собой чистый монокристаллический кремний, обладающий дырочной проводимостью. Снаружи он покрыт очень тонким слоем «загрязненного» кремния, например с примесью фосфора. На тыльную сторону пластины нанесен сплошной металлический контакт. У границы n-и p- слоёв в результате перетечки зарядов образуются обеднённые зоны с нескомпенсированным объёмным положительным зарядом в n-слое и объёмным отрицательным зарядом в p-слое. Эти зоны в совокупности и образуют p-n-переход.

Возникший на переходе потенциальный барьер препятствует прохождению основных носителей заряда, т.е. электронов со стороны p-слоя, но беспрепятственно пропускают неосновные носители в противоположных направлениях. Это свойство p-n-переходов и определяет возможность получения фото-ЭДС при облучении ФЭП солнечным светом. Когда СЭ освещается, поглощенные фотоны генерируют неравновесные электронно-дырочные пары. Электроны, генерируемые в p-слое вблизи p-n-перехода, подходят к p-n-переходу и существующим в нем электрическим полем выносятся в n-область.

Аналогично и избыточные дырки, созданные в n-слое, частично переносятся в p-слой. В результате n-слой приобретает дополнительный отрицательный заряд, а p-слой — положительный. Снижается первоначальная контактная разность потенциалов между p- и n-слоями полупроводника, и во внешней цепи появляется напряжение. Отрицательному полюсу источника тока соответствует n-слой, а p-слой — положительному.

Большинство современных солнечных элементов обладают одним p-n-переходом. В таком элементе свободные носители заряда создаются только теми фотонами, энергия которых больше или равна ширине запрещенной зоны. Другими словами, фотоэлектрический отклик однопереходного элемента ограничен частью солнечного спектра, энергия которого выше ширины запрещенной зоны, а фотоны меньшей энергии не используются. Преодолеть это ограничение позвляют многослойные структуры из двух и более СЭ с различной шириной запрещенной зоны. Такие элементы называются многопереходными, каскадными или тандемными. Поскольку они работают со значительно большей частью солнечного спектра, эффективность фотоэлектрического преобразования у них выше. В типичном многопереходном солнечном элементе одиночные фотоэлементы расположены друг за другом таким образом, что солнечный свет сначала попадает на элемент с наибольшей шириной запрещенной зоны, при этом поглощаются фотоны с наибольшей энергией.

Батареи работают не от солнечных лучей, а от солнечного света в принципе. Электромагнитное излучение достигает земли в любое время года. Просто в пасмурную погоду энергии вырабатывается меньше. Например, мы устанавливали автономные фонари на солнечных батареях. Конечно, бывают небольшие промежутки, когда батареи не успевают полностью заряжаться. Но в целом за зиму это не так уж и часто происходит.

Интересно, что даже если на солнечную панель попадает снег, она все равно продолжает преобразовывать солнечную энергию. А за счет того, что фотоэлементы нагреваются, снег сам оттаивает. Принцип такой же, как подогрев стекла у машины.

Идеальная зимняя погода для солнечной батареи морозный безоблачный день. Иногда в такие дни даже рекорды по генерации можно устраивать.

Зимой эффективность солнечной батареи падает. В Москве и Подмосковье в среднем в месяц она вырабатывает в 8 раз меньше электроэнергии. Скажем, если летом для работы холодильника, компьютера и верхнего освещения дома нужен 1 кВт энергии, то зимой для надежности лучше запастись 2 кВт.

При этом на Дальнем Востоке продолжительность солнечного сияния больше, эффективность снижается всего в полтора-два раза. Ну и, конечно, чем южнее, тем меньше разница между зимним и летним периодом.

Так же важен угол наклона модулей. Можно выставить универсальный угол, на целый год. А можно каждый раз менять, в зависимости от сезона. Делают это не владельцы дома, а специалисты, которые выезжают на место.