Как работает солнечная электростанция?

как работает солнечная электростанция фото
Как работает солнечная электростанция?

Принципы функционирования СЭС зависят от их разновидности. Наиболее популярны станции на модулях из фотоэлементов и варианты башенного типа. Первая разновидность активно используется для частных домов и небольших предприятий, вторая предназначена для снабжения энергией целых регионов. Чтобы разобраться, как работают солнечные электростанции, следует изучить их особенности.

Солнечные электростанции — как это работает?

Чтобы узнать, как это работает, начнем с солнечной электростанции, использующей фотоэлектрические модули. Основная деталь батарей – это фотоэлементы, основой которых служит тот или иной полупроводник. Именно они дают возможность преобразовывать солнечную энергию в электричество.

Фотоэлемент состоит из двух (или более) слоев, которые отличаются различной пропускной способностью. Одни слои имеют на внешних орбитах атомов лишние электроны (n-слой), а второму не хватает этих частиц (p-слой).

Солнечная энергия в виде фотонов, попадая на поверхность панели, воздействует на фотоэлементы, благодаря чему электроны из n-слоя выбиваются и перемещаются в открытые ячейки p-слоя. Дальше эти частицы проходят через аккумулятор и возвращаются обратно в n-слой, а в цепи возникает электрический ток. На этом круг замыкается, и процесс начинается сначала.

Первым материалом, который использовали в солнечных батареях, был селен. Но элемент отличался низким коэффициентом поглощения и выдавал КПД около 1%., из-за чего использовать его для экономически выгодной переработки солнечной энергии было нецелесообразно. На замену селену пришел кремний, КПД которого ныне доведено до 20-22%, благодаря чему удалось запустить массовое производство панелей. Сейчас для переработки солнечной энергии используют разные химические элементы – как добываемые из руды, так и синтезируемые искусственно.

Основными из них (в различных комбинациях) на сегодняшний день являются:

  • кремний (монокристаллический, поликристаллический или аморфный);
  • теллурид кадмия;
  • индий;
  • медь;
  • галлий;
  • германий;
  • органика.

Чтобы получить достаточную мощность для питания электроприборов, фотоэлементы соединяются в блоки, и образуется солнечная батарея. При поломке одной детали ее легко заменить без вреда для всей конструкции. Для защиты от внешней среды панель запаивается в особо прочное закаленное стекло.

Принцип действия солнечных электростанций башенного типа?

Станции башенного типа отличаются от СЭС на фотоэлементах. Работа конструкции направлена на получение перегретого водяного пара, вращающего турбину, с помощью сфокусированного на ней солнечного излучения. Пар вырабатывается в металлическом баке, на который направляется свет, отраженный от сотен и даже тысяч зеркал. Башня с баком располагается в центре системы, вокруг которой концентрическими кругами размещаются большие и идеально отполированные зеркала.

Бак окрашивается в черный цвет для максимального поглощения излучения, а температура превращающейся в пар воды достигает 600-700 градусов. В башне находятся насосы, которые перемещают воду к турбогенератору – он располагается уже за пределами сооружения.

Большинство обывателей все равно не понимают, как работают солнечные электростанции башенного типа. Особенность таких СЭС — в зеркалах гелиостатах, которые размещаются вокруг башни с соблюдением определенного интервала. Гелиостат – это зеркало, размером в несколько метров, закрепленное на специальном основании. Вся система меняет свое положение в зависимости от места нахождения солнца на небе.

Главная проблема СЭС башенного типа – размещение гелиостатов таким образом, чтобы в любое время лучи от зеркал, отражались строго на бак по законам преломления света. Такие солнечные электростанции обеспечивают высокий КПД до 20 % и хорошую мощность.

В нашем блоге вы можете узнать как рассчитать мощность солнечной электростанции.

Солнечные электростанции в Украине

Эффективные солнечные станции производит компания First Solar – эксклюзивный представитель Green Tech Trade в Украине. Модули функционируют на фотоэлементах, но в том, как работает солнечная электростанция от First Solar, есть несколько нюансов. Основой батарей служит не кремний, а теллурид кадмия. Поэтому тонкопленочные монокристаллические панели способны эффективно генерировать энергию даже в пасмурную погоду, на что их кремниевые конкуренты не способны.  Заказать бесплатный расчет и профессиональный монтаж уникальных модулей можно на официальном сайте компании.