Сонячною батареєю називають кілька фотоелектричних елементів, об'єднаних в один прилад. У свою чергу фотоелектричний елемент являє собою напівпровідниковий пристрій, що дозволяє безпосередньо перетворювати енергію сонячного світла в електричну енергію.
Прикладів використання сонячних батарей, а точніше фотоелектричних елементів, чимало, але самий простий і доступний, це приклад роботи калькулятора, забезпеченого сонячною батареєю. Знайти в ньому фотоелемент нескладно. Як правило, це невелике віконце темного кольору, розташоване на передній панелі калькулятора. Саме воно на світлі виробляє струм, потрібний счетному пристрою і накопичує його в акумуляторі.
Таким же чином працюють і всі інші сонячні батареї: в сонячну погоду вони виробляють електричну енергію, яка використовується для зарядки акумуляторів, а після цього витрачається за потребою.
Як використовують сонячні батареї в опаленні
Сонячні батареї виробляють тільки електричну енергію. Ніякого відношення до теплової енергії вони не мають: не накопичують її і не перетворять.
Вони в рівній мірі ефективно працюють при плюсовій температурі повітря і в морозний день: для них важлива лише інтенсивність сонячного світла. Так, наприклад, сонячні батареї широко використовуються для отримання електрики на Чукотці, де чимало сонячних днів в році, але при цьому дуже холодно, а також успішно функціонують навіть у відкритому космосі, виробляючи електрику для космічних кораблів і станцій.
Це означає, що сонячні батареї для опалення будинку можна використовувати тільки в разі підключення до електричної мережі, що одержує від них енергію, нагрівальних приладів. Наприклад, встановивши сонячні батареї для опалення будинку, до них можна підключити тепловий насос, інфрачервоний тепло випромінювач або будь-який інший нагрівальний прилад.
сонячні колектори
Для накопичення теплової енергії сонця використовують не сонячні батареї, а сонячні колектори: саме вони призначені для нагріву води або теплоносія, а також для влаштування теплових акумуляторів, що дозволяють підтримувати комфортні умови в будинку за рахунок накопичення сонячного тепла.
По суті, сонячний колектор цей пристрій для збору теплової енергії Сонця, що передається його видимим світлом і інфрачервоним випромінюванням. Його також часто називають «геліоустановкою».
Сонячні колектори для опалення будинку можуть мати різний вигляд і пристрій. Найпростіший, газова плита, складається з елемента, що поглинає сонячне випромінювання і званого «абсорбер». У примітивному вигляді це може бути плоска металева пластина чорного кольору. Для захисту від втрат тепла абсорбер зверху накривають светопрозрачной пластиною, наприклад склом, залишаючи між ним і поверхнею скла вільний простір. Задня частина абсорбера покривається шаром теплоізоляційного матеріалу.
Для зменшення втрат тепла теплопровідністю пристрій роблять герметичним і викачують з нього повітря. На поверхні абсорбенту розташовують теплообмінник у вигляді тонких труб, поверхня яких має високу теплопровідність. За ним циркулює вода або теплоносій, нагрів якого може складати від 50 до 200 С.
Сонячні колектори є високоефективними теплотехнічними пристроями, з успіхом використовуються практично у всіх розвинених країнах. Вони працюють при будь-якій температурі повітря: головне, щоб світило сонце і його промені падали на поверхню абсорбенту.
Для цього колектори встановлюють під певним кутом нахилу до горизонту, орієнтуючи їх на сонці. Більш досконалі колектори можуть переміщатися за небесним світилом протягом дня.