Рассказывая о всевозможных достоинствах солнечных батарей, используемых для производства электроэнергии для дома, нельзя умолчать и об их недостатках. Конечно, они есть, причем часть из них неустранима, так как вызвана принципом работы солнечной батареи, а часть со временем будет устранена благодаря научным и техническим разработкам.
1. Низкий КПД
Производители всевозможных типов солнечных батарей стремятся максимально повысить коэффициент полезного действия. Сейчас для большинства панелей, используемых в домашних электростанциях, он колеблется в пределах 18-25%. Для изготовления всех этих панелей используется кремний, который в избытке содержится в земной коре, например, в песке. Однако даже при использовании столь дешевого сырья конечная продукция стоит дорого.
Технология получения электроэнергии от солнца основана на использовании полупроводников. Если в этом качестве применять соединения более редких металлов: теллурид кадмия, селенид индия-меди-галлия и селенид индия-меди, КПД солнечной батареи вырастет до 40%. К сожалению, стоимость тоже возрастет в разы, поэтому используют такие батареи только в высокотехнологичных дорогостоящих проектах.
Ученым и инженерам еще только предстоит найти технологию или материал, которые позволят увеличить эффективность солнечных батарей без существенного удорожания.
2. Сезонные перепады производительности
Движение Земли вокруг солнца провоцирует смену сезонов. В осенне-зимний период солнце находится ниже над горизонтом, чем летом, поэтому световой день существенно уменьшается, что отрицательно сказывается на производительности солнечных станций. Чтобы хоть немного компенсировать потери энергии, корректируют угол наклона солнечных панелей, добиваясь максимально близкого к перпендикуляру угла падения лучей солнца.
Изменить что-то в порядке смены сезонов невозможно, поэтому такая проблема будет существовать всегда для регионов, отдаленных от экватора.
3. Ночные перерывы в выработке энергии
Электроэнергия вырабатывается только днем, пока светит солнце. Решить эту проблему также не удастся, поэтому в темное время суток для питания потребителей, в зависимости от типа солнечной электростанции, используют энергию, накопленную аккумуляторами, или из централизованной сети электроснабжения.
4. Зависимость от погоды
Чувствительность солнечных батарей разных видов несколько отличается, но все они, безусловно, максимальное количество электроэнергии производят в ясную погоду. Пасмурным серым днем зимой батарея также будет работать, но ее производительность упадет.
В будущем есть шанс существенно снизить влияние плохой погоды на производительность солнечных батарей, благодаря совершенствованию технологий, применению более светочувствительных материалов.
5. Большая площадь
Обычная солнечная панель вырабатывает в среднем 100-450 Вт электроэнергии. Чтобы увеличить мощность, необходимо установить несколько панелей. Чем выше производительность станции, тем большую площадь займут солнечные батареи.
Проблема решится одновременно с увеличением коэффициента полезного действия панелей. Как только улучшатся характеристики солнечной панели, так сразу снизится суммарная площадь установки для выработки необходимой мощности.
6. Чувствительность к чрезмерному нагреву
Солнечной батарее для выработки электроэнергии необходим свет солнца, но не его тепло. Темная поверхность сильно нагревается под действием прямых лучей. Еще в школьном курсе физики изучалось свойство частиц в веществе интенсивнее двигаться при нагреве. То же самое происходит и в солнечной панели. При этом нарушается направленное движение, образующее электрический ток. В результате в жаркий безоблачный летний день производительность электростанции может оказаться ниже, чем в погожий морозный день в конце зимы-начале весны, когда солнце уже высоко поднимается над горизонтом.
Устранить эту проблему удастся со временем. Уже сейчас для ее решения применяют системы охлаждения. В дальнейшем они могут стать более эффективными, или будут использоваться материалы, менее чувствительные к нагреванию до высоких температур.
7. Хрупкость
Поверхность солнечной панели закрыта стеклом, которое обладает достаточной хрупкостью. Сильный град, например, может существенно повредить стеклянную поверхность. Также необходимо проявлять достаточную осторожность при монтаже, очистке панелей от снега, загрязнений.
Град размером существенно больше горошины – редкое погодное явление, поэтому такие повреждения можно отнести к разряду форс-мажора. В остальном достаточно проявлять осторожность, необходимую при обращении с любыми стеклянными предметами.
Применять стекло повышенной прочности для изготовления солнечных панелей нецелесообразно, так как это увеличит массу и стоимость станции.
8. Снижение эффективности со временем
С каждым годом эксплуатации происходит едва заметное снижение эффективности солнечных панелей, так называемая деградация. Падает объем вырабатываемой энергии, снижается КПД. Процесс этот происходит во всех без исключения солнечных батареях, но с разной скоростью. В большинстве случаев, если речь идет о качественной продукции достойного завода-изготовителя, то к концу заявленного срока службы эффективность будут составлять примерно 90% от первоначальной.
На скорость деградации, кроме производственных факторов, также влияет:
- качество монтажа и соединения с другими элементами солнечной станции;
- тщательность и профессионализм обслуживания;
- механические повреждения;
- климатические условия;
- загрязнения.
Чтобы продлить срок эффективной службы солнечных батарей, покупать их надо исходя не из минимальной цены, а максимального качества. Монтаж и обслуживание лучше доверить профессионалам. При эксплуатации необходимо неукоснительно соблюдать требования завода-изготовителя или продавца, который несет гарантию за проданный товар.
9. Высокая цена
Стоимость солнечной электростанции, к сожалению, остается довольно высокой, хотя с каждым годом ее покупка становится все более доступной. Производители постоянно работают над снижением цены и увеличением объемов продаж, поэтому обязательно, уже в недалеком будущем, ситуация изменится!
