Солнечные батареи в энергетической установке

Одним из основных элементов автономной энергетической установки, приобрётшей популярность в последнее время из-за интенсивного развития альтернативных источников энергии, является солнечная батарея. Обычно солнечные элементы не используются поодиночке ввиду их низкой электрической мощности, а соединяются в батареи. Рассмотрим подробнее параметры, характеризующие солнечные батареи и способы их соединения в группы.

Основными характеристиками солнечных батарей, исходя из которых нужно делать выбор в пользу той или иной модели, являются:

1. Номинальная электрическая мощность. Этот параметр указывается для какого-то конкретного уровня освещенности. Обычно это 1000 Вт/м². Для непрофессионала это значение ни о чем не говорит. Если объяснять на более простом языке, то солнечная батарея номинальной мощностью в 100 Вт выдает 85-95 Вт электрической энергии в солнечную погоду, а при  легкой облачности – примерно 50 Вт.
2. Номинальное электрическое напряжение – это выходное напряжение солнечной батареи при подключенной нагрузке. Обычно оно составляет 12 или 24 В. Не стоит путать этот параметр с напряжением холостого хода – величина напряжения без нагрузки – оно будет на несколько вольт больше.
3. Тип солнечных элементов. Бывают односторонние и двухсторонние. У вторых тыльная сторона тоже чувствительна к солнечному свету. Двухсторонние элементы более мощные, при этом стоят они не намного дороже односторонних.

При проектировании автономной энергетической установки придется собирать систему из нескольких солнечных батарей – ставить одну большую неудобно. Существует два варианта электрического соединения солнечных элементов (батарей):

1. Последовательный – все элементы идут цепочкой и соединяются с соседними противоположными полюсами. При таком соединении увеличивается электрическое напряжение всей системы. Например, чтобы получить на выходе готовое напряжение 220 В достаточно соединить параллельно 10 солнечных элементов с выходным напряжением 24 В или 20 – с напряжением 12 В. Однако у этого соединения есть ряд недостатков. Во-первых – нестабильное значение напряжения при плохой освещенности. Во-вторых – слабая мощность всей системы, которая равняется мощности одной батареи.



2. Параллельный – все элементы соединены параллельно однотипными полюсами. Хотя подобное соединение требует использования дополнительного преобразователя напряжения, оно позволяет получить значительно большую электрическую мощность и стабильность в работе.

В принципе рассчитать и самостоятельно соединить солнечные элементы в систему не сложно. Сложнее найти наиболее эффективное место для их установки. Но и это при определенной сообразительности тоже вполне решаемая задача.