Сегодня сонячними панелями, розташованими на даху сусіднього будинку, вже нікого не здивуєш. Сонячна енергетика отримала інтенсивний розвиток в Україні після прийняття закону про Зелений тариф. Це дало можливість не тільки юридичним особам будувати сонячні електростанції з метою продажу отриманої електроенергії за вигідним тарифом.
Навіть фізичні особи, маючи ділянку в приватному секторі, можуть встановлювати сонячні панелі (більш детальна информация на сайте prel.prom.ua) і підключати їх до Зеленого тарифу або використовувати електрику для своїх потреб, забезпечивши собі повну енергонезалежність від загальної мережі. Розглянемо детально що представляє собою сонячна енергетика.
Від створення до сучасності
Вважається, що розробка першого прототипу сонячної батареї був надбанням італійського фотохіміка. Однак офіційно датою створення цих пристроїв вважається 25 квітня 1954 року. Саме в цей день американська компанія Bell Laboratories офіційно повідомила про вдалу розробці сонячних панелей. Отже, першість в цьому сегменті енергетики визнано за американцями. Починаючи з того часу, сонячні батареї вдосконалилися і набули поширення у всьому світі. Вони використовувалися тільки як резервні джерела живлення або в тих випадках, коли не було умов отримання електрики іншими способами. Це було обумовлено низьким ККД такого способу перетворення енергії.
ККД сонячних батарей – це таке ж значення, як і в двигунах внутрішнього згоряння. Іншими словами, коефіцієнт корисної дії сонячних батарей визначається в процентному змісті, в залежності від кількості сонячної енергії, що перетворюється в електрику. Перші панелі мали ККД всього 1%. Природно, про їх ефективне використання не могло бути й мови. Тільки після того, як з’явилися батареї з ККД 10-15%, такий спосіб вироблення електроенергії став розвиватися в усьому світі. Сьогодні сонячні батареї стали доступними широкій аудиторії покупців, тому що маючи ККД 15-25%, вони можуть швидко окупати себе, і при цьому відрізняються високою енергоефективністю.
Варто зазначити, що висока енергоефективність сонячних електростанцій є не завжди, так як їх робота сильно залежить від зовнішніх факторів. Зокрема, енергія не перетворюється в нічний час, а під час сутінків або в похмуру погоду знижується вихідна потужність панелей. Також потужність знижується в годинник сонячної активності, так як при нагріванні самих панелей прямими сонячними променями зменшується ефективність фотоелементів. Звідси можна зробити висновок, що в зимовий час сонячні електростанції працюють з самої високою енергоефективністю, за умови наявності прямих сонячних променів. Чи не нагріваючись, фотоелементи працюють ефективно, але і в зимовий час цей фактор теж залежить від погодних умов.
Можливості сонячних батарей
Можливості таких пристроїв визначаються їх максимальною потужністю. Вона в свою чергу залежить від ККД і погодних умов. Відомо, що потужність сонячного випромінювання дорівнює 1000 Вт на 1 м2 площі. Таким чином, якщо ККД сонячної панелі дорівнює 15%, то 1 м2 її площі буде виробляти 150 Вт електроенергії. При сході чи заході, а також наявності хмар в небі, цей показник знижується приблизно на 40%, так як сонячні промені потрапляють на поверхню панелі під кутом 30 градусів, а частина енергії поглинається хмарами. Отже, знаючи, скільки сонячної енергії приймають батареї в ясну погоду, можна розрахувати їх кількість, необхідну для забезпечення будинку електрикою. При цьому сумарна площа панелей повинна бути на 40% більше, щоб забезпечити достатню потужність в похмуру погоду або на сході з заходом. Отже, якщо щоденна споживана потужність будинку становить 6 кВт, то необхідно мінімум 40 м2 сонячних панелей, щоб забезпечити його електрикою.
