Солнечные технологии в энергетике не стоят на месте. В свете того, что полезные ископаемые истощаются, особенно те из них, которые идут на выработку электроэнергии, требуются новые, альтернативные источники пополнения запасов электроэнергии. Такая ситуация, лишний раз, подстегивает ученых всего мирового сообщества активнее действовать. Практически, каждый год происходят модернизации и усовершенствования существующих источников энергии. Разрабатываются абсолютно новые материалы, например гелий-теллур. Одним из последних изобретений в этой области являются тонкопленочные солнечные батареи.
Такие тонкоплёночные технологии призваны максимально снизить материальные затраты на изготовление солнечных модулей. Так как подобные разработки появились сравнительно недавно, результаты их испытания и выявление недостатков и достоинств до конца не изучены. Но те опытные образцы, которые отлично работают в настоящее время, показывают впечатляющие результаты.
Тонкопленочные источники: материалы для изготовления
Тонкопленочные солнечные батареи могут быть выполнены из следующих материалов:
- аморфный кремний,
- сульфид кадмия,
- индий,
- галлий,
- кристаллический кремний.
Производных данных материалов очень много и все они используются в производстве батарей. Из-за большого объема сульфидов и оксидов изучение их способностей в области солнечной энергетики затруднено, но работы ведутся во всех направлениях.
Тонкоплёночные батареи уникальны тем, что имеют необычную в данной области особенность – вырабатывать электрическую энергию при отсутствии прямых солнечных лучей. Это означает, что в пасмурный или короткий зимний день, солнечные батареи на подобной основе могут вырабатывать до 15% энергии сверх положенной нормы. Это не только позволяет таким батареям обойти стандартные солнечные элементы, а полностью обогнать их в своем развитии. К тому же тонкоплёночные солнечные батареи открывают дорогу подобным модулям в уникальных туманных районах нашей планеты и в местах, где пасмурная погода составляет основной процент всех метеоусловий. К тому же тонкоплёночные солнечные элементы могут найти свое применение в местах с повышенной запыленностью и увеличенным наличием микрочастиц в воздухе.
Преимущества и недостатки солнечных устройств
Существенным недостатком уникальных батарей в том, что их площадь в 2-2,5 раза больше стандартных кремниевых поликристаллических модулей. Имея не очень высокий КПД, тонкоплёночные солнечные батареи не выгодно использовать в компактных системах. Благодаря этому недостатку, основное применение такого типа модулей лежит в области больших световых установок мощность более 10-15 кВт.
Плюсы
Что же заставляет людей использовать тонкоплёночные солнечные батареи в быту?
Есть несколько ответов на этот вопрос:
- доступность данного источника энергии,
- бесперебойная работа, особенно в солнечных странах,
- автономность, то есть применение в любом месте не зависимо от наличия сопутствующих факторов,
- абсолютная экологичность такого типа добычи энергии, по сравнению с устоявшимися источниками,
- постоянно уменьшающаяся стоимость комплектов подобных модулей, в связи с постоянными усовершенствованиями,
- неумолимо растущий КПД батарей, помогает им составлять конкуренцию стандартным источникам энергии,
- абсолютная доступность для любого человека, так как установка подобных устройств не требует никакого согласования, а в некоторых странах влечет за собой дополнительные государственные субсидии, поощряющие жителей пользоваться экологически чистыми источниками.
Многим может показаться, что установка солнечных модулей под силу исключительно состоятельным людям, но это далеко не так. Не приходится спорить, что начальный этап потребует немалых вложений на покупку и обустройство жилища такими источниками бесплатной энергии. Но, по прошествии некоторого времени, экономия начнет давать свои результаты, а если учесть фактор постоянного повышения стоимость электроэнергии, предстоящая выгода может превзойти все ожидания.
Экономия электроэнергии не заканчивается на электроприборах. Установив водяные коллекторы, которые помогут сэкономить до 70-80 % электричества на нагреве воды и отоплении, можно получить довольно достойные результаты работы. Установив солнечные батареи достаточной мощности, можно существенно пополнить семейный бюджет сэкономленными средствами в зимнее время. Дело в том, что в такие холодные времена достаточно большое количество энергии уходит на обогрев жилища. Применяя водяные коллекторы, любые солнечные батареи, даже тонкоплёночные, принесут свои плоды.
Минусы
Стоит упомянуть и о недостатках батарей, так как данный источник имеет их предостаточно.
К ним можно отнести:
- многие доступные солнечные батареи имеют небольшой уровень КПД,
- любые элементы подобного типа требуют постоянного наблюдения и ухода, чтобы не снижалась производительность всего комплекса,
- высокая температура снижает выработку электроэнергии, а при отсутствии охлаждающих элементов в комплектах установки модулей, этот вопрос становится достаточно актуальным,
- негативное влияние времени на мощность установок, так как со временем кристаллы перестаю выдавать первоначально заявленное количество энергии,
- высокая стоимость всей схемы.
Перспективы маломощных батарей
Тонкопленочные световые модули в последнее время совершенствуются многими исследовательскими лабораториями. К сожалению самый большой КПД таких элементов менее 15%. Основное применение этого направления лежит в области бытовых приборов, так как им вполне достаточно того количества энергии, которые вырабатывают подобные батареи.
Со временем, тонкопленочные элементы могут получить шанс встать в одну шеренгу с поликристаллическими солнечными батареями, но для этого у них должны быть свои, индивидуальные положительные моменты, например, сокращение сроков умирания батарей или неприхотливые условия эксплуатации. Если маломощные батарея смогут выровнять баланс затрачиваемых на их приобретение материальных средств и выдаваемого электричества, то у таких батарей может быть своя область применения, которая найдет своего потребителя.
