показателем эффективности фотоэлементов является коэффициент полезного действия – отношение количества энергии, поступившей на фотоэлемент, к количеству энергии, получаемой потребителем. Наибольшей эффективности работы (КПД) фотоэлектрических панелей можно добиться только при их установке перпендикулярно падающим солнечным лучам. Угол наклона солнца относительно горизонта меняется как в течение суток так и в течение года. Для увеличения КПД солнечных электростанций применяют системы автоматического слежения за солнцем (трэкеры). Такие установки дороги и сложны в установке, поэтому их применение оправдано только при большом количестве панелей. Ещё одним эффективным способом повышения энергоотдачи фото панелей является применение концентраторов солнечного излучения: линзы Френеля, параболические концентраторы, гелиостаты. Но увеличение плотности энергии, поступающей на фото панель приводит к необходимости использования систем охлаждения, что делает конструкцию более сложной. Солнечный модуль – это батарея взаимосвязанных солнечных элементов, заключенных под стеклянной крышкой, рис. 2. Чем интенсивнее свет, падающий на фотоэлементы и чем больше их площадь, тем больше вырабатывается электричества и тем больше сила тока.
Рис. 2. Солнечный модуль
Модули классифицируются по пиковой мощности в ваттах (Вт). Один пиковый ватт – техническая характеристика, которая указывает на значение мощности установки в определенных условиях, т.е. когда солнечное излучение в 1 кВт/м2 падает на элемент при температуре 25°С. Такая интенсивность достигается при хороших погодных условиях и Солнце в зените. Чтобы выработать один пиковый ватт, нужен один элемент размером 10 x 10 см. Более крупные модули, площадью 1м x 40см, вырабатывают около 40–50 Вт. Однако солнечная освещенность редко достигает величины 1 кВт/м2. Более того, на солнце модуль нагревается значительно выше номинальной температуры. Оба эти фактора снижают производительность модуля.
Эффективность широко применяемых фотоэлементов и модулей, достигнутых в лабораторных условиях представлена в таблице 2.
Соединение нескольких фотоэлектрических элементов вместе образует фотоэлектрический модуль (ФЭМ) или солнечные панели (СП). Для получения большой мощности несколько ФЭМ соединяется в фотоэлектрические батареи.
В течение ряда лет разработано множество типов солнечных элементов на основе кремния. В настоящее время широко используются следующие типы фотоэлектрических преобразователей (ФЭП), изготовленных из различных полупроводниковых материалов. ФЭП из поликристаллических фотоэлектрических элементов. рис.3, наиболее распространены ввиду оптимального соотношения цены и КПД среди всех разновидностей панелей, КПД которых составляет 12–14%. Такие панели имеют синий цвет и кристаллическую структуру
Таблица 2. Эффективность фотоэлементов и модулей
