Пусть всегда будет Солнце!
Наиболее перспективное направление в решении проблем энергообеспечения – автономные системы на базе солнечных модулей. У солнечных батарей множество плюсов: им не нужно топливо, они не выделяют вредных веществ, не изнашиваются и требуют минимального обслуживания. Есть и минусы: солнечные модули обладают низким КПД, весьма чувствительны к механическим воздействиям, а их работоспособность зависит от местных климатических условий, времени года и суток. Хотя последний фактор не так уж снижает возможность использования солнечной энергии в наших северных широтах, как это может показаться. Исследования специалистов Института высоких температур РАН показали, что поступление энергии солнечного излучения во многих регионах страны ненамного отличается от одного из самых солнечных районов Европы – юга Испании.
Солнечные батареи, которые устанавливаются на крышах домов, могут работать не только днем, но и во время низкого солнцестояния или в пасмурную погоду. Ни ветер, ни низкая температура воздуха – не помеха сбору энергии. Кроме того, эти батареи бесшумны, чем выгодно отличаются от других систем энергоснабжения.
Фотоэлектрические солнечные модули состоят из монокристаллических или мультикристаллических элементов. Фронтальная поверхность модуля покрыта высокопрозрачным закаленным стеклом для защиты от механических и климатических воздействий. Под стеклом ячейки встроены в мягкий пластик, который способствует термическому расширению клеток. Тыльная сторона модуля постоянно герметически закрыта белым многослойным пластиковым листом высокой прочности. Рама модуля состоит из алюминиевого профиля, устойчивого к скручиванию, который благодаря своей антикоррозийной анодированной поверхности устойчив к атмосферным влияниям. Для оптимизации улавливания солнечной энергии используются трекеры, поворачивающие панели в течение дня, отслеживая движение солнца, и концентраторы – зеркала, увеличивающие степень освещения. Другая технология «солнцедобычи» – использование тонких полимерных пленок со встроенными молекулами, собирающими энергию. Такие пленки не столь эффективны при сборе солнечной энергии, как панели, но производство тонкопленочных солнечных панелей дешевле. А стоимость солнечных панелей на сегодняшний день достаточно высока и может быть в пределах от 5 до 10 евро за ватт. Для использования солнечной энергии для бытовых нужд потребуются не только солнечные панели, но также и специальное преобразующее и аккумулирующее оборудование, стоимость которого также необходимо учитывать.
Вообще, специально для регионов с холодным климатом разработаны вакуумные солнечные коллекторы. Для аккумулирования энергии необходимы: контроллер заряда от солнечных панелей, аккумуляторные батареи и инвертор.
