Сучасні сонячні фотоелектричні елементи та панелі з них, сонячні електростанції, сонячні електростанції повинні відповідати комплексу вимог.
Ось основні з них:
- висока надійність при терміні служби до 30 років;
- доступність сировини та можливість організації масового виробництва;
- прийнятний термін окупності інвестицій у створення сонячних електростанцій;
- мінімальні витрати на експлуатацію та обслуговування потужностей сонячної енергетики;
- висока ефективність роботи.
На ефективність фотоелектричних елементів і сонячних панелей з них впливає ряд факторів. Серед основних можна виділити наступні.
- Погодні та кліматичні умови
- Зміна дня і ночі
- Нерівномірне освітлення
- Підвищення температури
- Забруднення
- незворотні втрати.
Потужність систем сонячної енергетики залежить від інтенсивності сонячного випромінювання. Зрозуміло, що якщо інтенсивність сонячного випромінювання низька або відсутня зовсім, то потужність сонячних батарей зменшується. Для того, щоб зменшити вплив цього недоліку, геліосистеми оснащуються акумуляторами, які, накопичивши енергію протягом дня, віддають свою енергію споживачеві в нічний час. Як правило, в нічний час споживання електроенергії знижується і, якщо мова йде про автономні системи сонячного електропостачання, запасу енергії цілком вистачає для забезпечення потреб в електроенергії в нічний час.
Рівномірне освітлення сонячної батареї забезпечує її високий ККД. Якщо фотоелемент, що входить до складу сонячної панелі, освітлюється менш інтенсивно, ніж сусідній, він стає паразитним навантаженням і знижує загальну енергоефективність сонячних панелей. Для того щоб зменшити вплив цього фактора, іноді зручно відключити затінений фотоелемент. Для забезпечення максимальної ефективності сонячна панель повинна бути орієнтована саме на сонце. Для цього іноді використовуються поворотні системи з автоматичною системою стеження за сонячною енергією.
Підвищення температури сонячного елемента негативно позначається на його здатності генерувати електричний струм. Сонячні панелі, особливо для великих сонячних енергетичних систем, потребують охолодження. Пил і волога, що осідають на поверхні сонячних панелей, також негативно впливають на їх ефективність. Тому необхідно регулярно очищати поверхню сонячних панелей від пилу та бруду. Іноді поверхня сонячних панелей покривається спеціальним складом, який знижує ступінь забруднення поверхні сонячної панелі.
Сонячні панелі підключаються до навантаження за допомогою спеціального контролера управління фотоелектричними модулями. Основною функцією цього пристрою є узгодження внутрішніх опорів навантажень. Використання цього пристрою забезпечує оптимальну роботу сонячних панелей
Ключ до підвищення ефективності сонячних елементів полягає у зменшенні незворотних втрат сонячної енергії за рахунок взаємодії сонячного світла та речовини, з якої виготовлені фотоелектричні елементи. Зменшення незворотних втрат у фотоелектричних елементах призведе до підвищення їх ефективності. В середньому, ККД сонячних панелей, що експлуатуються в даний час, не перевищує 15-20%. Лабораторії працюють над збільшенням цього показника. Підвищення ефективності всього на один-два відсотки вже вважається хорошим результатом. У засобах масової інформації можна зустріти інформацію про те, що ККД окремих фотоелектричних елементів, виміряний в лабораторних умовах, наближається до 45%.
