3.4. Электростанции на солнечных батареях

КПД солнечного элемента определяется как доля появившихся под воздействием потока излучения электронно-дырочных пар, которые участвуют в возникновении тока во внешней цепи фотоэлемента. При полном КПД солнечного элемента 10 % эффективность генерации тока составляет обычно 0,7. Увеличение этого параметра до 0,9 приведет к повышению полного КПД до 20 % и более, поэтому увеличение эффективности генерации тока является основной целью усовершенствования солнечных элементов [7].

Отдельно солнечная панель не является фотоэлектрической системой. Необходимо иметь устройство для ориентирования панели на солнце, а также инвертор, преобразующий постоянный ток в переменный с частотой 50 или 60 Гц.

На рис.3.25 показаны необходимые компоненты фотоэлектрической системы. На контроллер пиковой мощности LR непрерывно поступают выходные значения тока и напряжения, а при изменении климатических условий он перемещает рабочую точку так, чтобы получить максимальную мощность. Вывод панели подключается к потребителю. Для преобразования постоянного тока в переменный используется инвертор. Избыточная мощность идет на заряд аккумулятора. Выключатель батареи S1 , как правило, представляет собой конвертор типа DC-DC. Если аккумулятор полностью заряжен, то избыточная мощность поступает на балластные резисторы, которые либо обогревают помещение, где установлена система, либо сбрасывают тепло в окружающую среду.

Когда нет солнца, аккумулятор разряжается на нагрузку. Диод в цепи аккумуляторной батареи препятствует заряду аккумулятора после полного заряда, если выключатель S1 включен. Диод в цепи солнечных панелей не дает аккумулятору разряжаться на панель, при отсутствии солнечной энергии.

90