Основы фотоэлектричества

Мы можем использовать энергию солнца для разных целей. Одна из них — это выработка электрической энергии. При использовании солнечных батарей энергия солнца напрямую преобразуется в электрическую. Этот процесс называется фотоэлектрический эффект.

Использование солнечного электричества имеет много преимуществ. Это чистый, тихий и надежный источник энергии. Впервые фотоэлектрические батареи были использованы в космосе на спутниках.

Сегодня солнечное электричество широко используется во многих областях. В удаленных районах, где нет централизованного электроснабжения, солнечные батареи используются для электроснабжения отдельных домов, для подъема воды и охлаждения лекарств. Эти системы зачастую используют аккумуляторные батареи для хранения выработанной днем электроэнергии. Кроме того, калькуляторы, телекоммуникационные системы, буи и т.д. работают от солнечного электричества.

Другая область применения — это электроснабжение домов, офисов и других зданий в местах, где есть централизованная сеть электроснабжения. В последние годы именно это применение обеспечивает около 90% рынка солнечных модулей. В подавляющем большинстве случаев солнечные батареи работают параллельно с сетью, и генерируют экологически чистое электричество для сетей централизованного электроснабжения. Во многих странах существуют специальные механизмы поддержки солнечной энергетики, такие как специальные повышенные тарифы для поставки электроэнергии от солнечных батарей в сеть, налоговые льготы, льготы при получении кредитов на покупку оборудования и т.п. Такие механизмы действуют в Европе, США. Японии, Китае, Индии и других странах. К сожалению, Россия в этом отношении отстала, и реально никаких действующих механизмов поддержки возобновляемой энергетики нет, даже несмотря на то, что основы поддержки заложены в законодательство еще в 2007 году. 

Солнечные фотоэлектрические установки могут быть следующих основных типов:

Автономные
В случае если нет подключения к сети, солнечные модули генерируют электричество для целей освещения, питания телевизора, радио, насоса, холодильника или ручного инструмента и т.п. Обычно, для хранения энергии используются аккумуляторные батареи, а в качестве резервного источника энергии применяется жидко-топливный электрогенератор.

Соединенные с сетью
Если объект подключен к сети централизованного электроснабжения, солнечные батареи могут использоваться для генерации собственного электричества. Избыток электрической энергии обычно продается электросетям (точнее, счетчик считает в обратную сторону). Если используются специальные повышенные тарифы для солнечного электричества, то устанавливаются 2 счетчика — один на генерацию, другой на потребление. При этом вся электроэнергия, выработанная СБ продается сетям по повышенной цене, а потребности дома в электроэнергии обеспечиваются путем покупки электроэнергии у сетей по обычной цене. Таким образом можно обеспечить не только нулевые расходы по затратам на электроэнергию в течение года, но и нулевое потребление электроэнергии за год (летом избыток энергии поставляется сетям, а зимой, при недостатке солнца, дом питается в основном от сетей) .

Резервные системы Фотоэлектрическая система подключается к сетям плохого качества. В случае отключения сети или недостаточного качества сетевого напряжения, для покрытия нагрузки используется солнечная система. В этом случае обычно требуются аккумуляторы, ББП или, в случае больших мощностей, другой источник — например генератор. В последнем случае, за счет солнечной энергии существенно сокращается потребление топлива во время перерывов в электроснабжении. В то время, когда сеть есть, обычно система работает как соединенная с сетью.