По мере того, как такие электромобили повышают спрос на электроэнергию, промышленность и правительства ищут более чистые и богатые источники энергии, чем традиционные угольные котлы. Безусловно, самый богатый источник энергии, который есть у человечества, - это звезда в центре нашей Солнечной системы. Солнце, по сути, представляет собой гигантский термоядерный реактор, излучающий тепло и плазму, и он будет гореть миллиарды лет.
Чтобы использовать производство солнечной энергии в форме, которая может питать повседневные устройства, человечество придумало фотогальванические элементы, широко известные как солнечные батареи. Нокак работают солнечные батареи?
Когда-то они использовались почти исключительно в космосе, питая электрические системы спутников еще в 1958 году, но все больше и больше используются менее экзотическими способами. Эта технология все время появляется в новых устройствах, от солнцезащитных очков до зарядных станций для электромобилей.
Надежда на «солнечную революцию» витала в воздухе уже несколько десятилетий - идея о том, что однажды мы все будем использовать бесплатное солнечное электричество. Это заманчивое обещание, ведь в ясный солнечный день солнечные лучи выделяют примерно 1000 ватт энергии на квадратный метр поверхности планеты. Если бы мы могли собрать всю эту энергию, мы могли бы легко питать наши дома и офисы бесплатно и иметь запасы, хранящиеся за счет избыточной произведенной энергии.
В этой статье мы рассмотрим, как солнечные батареи генерируют электричество и как именно они работают. В процессе вы узнаете, почему мы приближаемся к ежедневному использованию солнечной энергии и почему нам еще предстоит провести дополнительные исследования, прежде чем этот процесс станет рентабельным.
Фотоэлектрические солнечные панели: преобразование фотонов в электроны
Солнечные панели, которые вы видите на электростанциях и спутниках, также называются фотоэлектрическими (PV) панелями или фотогальваническими элементами, которые, как следует из названия (фото означает «свет», а voltaic означает «электричество»), преобразуют солнечный свет непосредственно в электричество. Модуль представляет собой группу панелей, соединенных электрически и упакованных в раму (более известную как солнечная панель), которая затем может быть сгруппирована в более крупные солнечные батареи, подобные той, что работает на базе ВВС Неллис в Неваде.
Фотогальванические элементы изготавливаются из специальных материалов, называемых полупроводниками, таких как кремний, который в настоящее время используется чаще всего. В основном, когда свет падает на панель, определенная его часть поглощается полупроводниковым материалом. Это означает, что энергия поглощенного света передается полупроводнику. Энергия выбивает электроны, позволяя им течь свободно.
Солнечные панели работают с одним или несколькими электрическими полями, которые заставляют электроны, высвобождаемые при поглощении света, течь в определенном направлении. Этот поток электронов представляет собой ток, и, поместив металлические контакты сверху и снизу фотоэлемента, мы можем использовать этот ток для внешнего использования, например, для питания калькулятора. Этот ток вместе с напряжением элемента (которое является результатом его встроенного электрического поля или полей) определяет мощность (или мощность), которую может производить солнечный элемент.
Это основной процесс, но на самом деле это еще не все. Далее давайте более подробно рассмотрим один пример фотоэлектрической панели: панель из монокристаллического кремния.
Солнечная энергия, экологичность
Добавление солнечных панелей для выработки солнечной энергии в существующий дом может быть дорогостоящим, но есть много других способов сделать ваш дом более экологичным.
Как из кремния делают солнечные батареи
Кремний обладает некоторыми особыми химическими свойствами, особенно в кристаллической форме. Атом кремния имеет 14 электронов, расположенных на трех разных оболочках. Первые две оболочки, содержащие два и восемь электронов соответственно, полностью заполнены. Однако внешняя оболочка заполнена только наполовину, в ней всего четыре электрона.
Атом кремния всегда будет искать способы заполнить свою последнюю оболочку, и для этого он поделится электронами с четырьмя соседними атомами. Это похоже на то, как каждый атом держится за руки со своими соседями, за исключением того, что в этом случае у каждого атома есть четыре руки, соединенные с четырьмя соседями. Это то, что формируеткристаллическую структуру, и эта структура оказывается важной для этого типа фотоэлемента.
Единственная проблема заключается в том, что чистый кристаллический кремний является плохим проводником электричества, потому что ни один из его электронов не может свободно перемещаться, в отличие от электронов в более оптимальных проводниках, таких как медь.
Чтобы решить эту проблему, кремний в солнечном элементе содержит примеси - другие атомы, намеренно смешанные с атомами кремния, - что немного меняет принцип работы. Обычно мы думаем о примесях как о чем-то нежелательном, но в данном случае без них наша клетка работать не будет. Рассмотрим кремний с атомом фосфора здесь и там, может быть, один на каждый миллион атомов кремния.
Фосфор имеет пять электронов на внешней оболочке, а не четыре. Он по-прежнему связан с соседними атомами кремния, но в каком-то смысле у фосфора есть один электрон, которому не с кем держаться за руки. Он не является частью связи, но в ядре фосфора есть положительный протон, удерживающий его на месте.
Когда к чистому кремнию добавляется энергия, например, в виде тепла, это может привести к тому, что несколько электронов разорвут свои связи и покинут свои атомы. В каждом случае остается отверстие. Эти электроны, называемыесвободными носителями, затем беспорядочно блуждают по кристаллической решетке в поисках другой дыры, в которую можно попасть, и переносят электрический ток. Однако в чистом кремнии их так мало, что они не очень полезны.
Но наш нечистый кремний с примесью атомов фосфора - это совсем другая история. Требуется намного меньше энергии, чтобы выбить один из наших «лишних» электронов фосфора, потому что они не связаны связью с какими-либо соседними атомами. В результате большинство этих электронов вырываются на свободу, и у нас гораздо больше свободных носителей, чем было бы в чистом кремнии.
Процесс преднамеренного добавления примесей называется легированием, а при легировании фосфором получаемый кремний называетсяN-типа (" n" означает отрицательный) из-за Преобладание свободных электронов. Легированный кремний N-типа является гораздо лучшим проводником, чем чистый кремний.
Другая часть типичного солнечного элемента легирована элементом бором, который имеет только три электрона во внешней оболочке вместо четырех, чтобы стать кремнием P-типа. Вместо свободных электроновP-типа(«p» для положительного) имеет свободные отверстия и несет противоположный (положительный) заряд.
Анатомия солнечной панели
До сих пор наши два отдельных куска кремния были электрически нейтральными; самое интересное начинается, когда вы соединяете их вместе. Это потому, что безэлектрического поля ячейка не будет работать; поле формируется при соприкосновении кремния N-типа и P-типа. Внезапно свободные электроны на стороне N видят все отверстия на стороне P и безумно спешат заполнить их.
Все ли свободные электроны заполняют все свободные дырки? Нет. Если бы они это сделали, то вся схема не была бы очень полезной. Однако прямо на стыке они смешиваются и образуют что-то вроде барьера, из-за чего электронам с N-стороны становится все труднее переходить на P-сторону. В конце концов достигается равновесие, и у нас есть электрическое поле, разделяющее две стороны.
Это электрическое поле действует какдиод, позволяя (и даже толкая) электронам течь со стороны P на сторону N, но не наоборот. Это как холм - электроны могут легко спуститься с холма (в сторону N), но не могут взобраться на него (в сторону P).
Когда свет в форме фотонов попадает на нашу солнечную панель, его энергия разрывает электронно-дырочные пары. Каждый фотон с достаточной энергией обычно освобождает ровно один электрон, что также приводит к образованию свободной дырки. Если это произойдет достаточно близко к электрическому полю или если свободный электрон и свободная дырка попадут в область его влияния, поле отправит электрон в сторону N, а дырку в сторону P.
Это вызывает дальнейшее нарушение электрической нейтральности, и если мы обеспечим внешний путь тока, электроны будут течь по пути на сторону P, чтобы соединиться с дырками, которые отправило туда электрическое поле, выполняя работу за нас по пути.. Поток электронов обеспечиваетток, а электрическое поле клетки вызываетнапряжениеКак с током, так и с напряжением, мы имееммощность, который является произведением двух.
Осталось еще несколько компонентов, прежде чем мы сможем по-настоящему использовать нашу камеру. Кремний является очень блестящим материалом, который может заставить фотоны отскакивать, прежде чем они сделают свою работу, поэтому для уменьшения этих потерь применяетсяантиотражающее покрытие.
Последний шаг - установить что-то, что защитит камеру от непогоды - часто стеклянную крышку. Фотоэлектрические модули, как правило, изготавливаются путем соединения нескольких отдельных солнечных панелей вместе для достижения полезных уровней напряжения и тока и помещения их в прочную раму с положительными и отрицательными клеммами.
К сожалению, процесс преобразования солнечного света в полезную энергию не идеален. По состоянию на 2019 год коммерчески доступные солнечные панели имеют КПД менее 30 процентов, а это означает, что две трети потенциальной концентрированной солнечной энергии тратятся впустую. В лабораторных условиях некоторым исследователям удалось достичь 47-процентной эффективности, но они использовали направленный световой луч, который в несколько раз мощнее, чем окружающий нас солнечный свет.
На данный момент единственным практическим решением этой проблемы эффективности является установка большего количества солнечных панелей на больших площадях, но это значительно увеличивает стоимость создания солнечной фермы как в сфере недвижимости, так и в отношении природных ресурсов. С денежной точки зрения солнечная энергия была одним из самых дорогих источников энергии по сравнению с собираемой энергией. Тем не менее, в последние годы цены имеют тенденцию к снижению, в результате чего стоимость фотоэлектрической энергии стала больше соответствовать стоимости строительства ветряных турбин.
Эффективной альтернативой фотоэлектрической системе является концентрированная солнечная электростанция. Этот метод позволяет отказаться от кремниевых панелей и вместо этого использовать массив полированных зеркал для улавливания солнечного света. Эти зеркала запрограммированы следовать за движением солнца и направлять свет на большую башню, известную как центральный приемник. Ресивер содержит большой резервуар с химическим раствором, известным как расплавленная соль, который нагревается до температуры, превышающей 1000 градусов по Фаренгейту (538 градусов по Цельсию). Затем тепло можно отводить для работы традиционных паровых турбин в течение дня, а также в ночное время.
Концентрированная солнечная энергия способна генерировать в несколько раз больше энергии, чем обычная солнечная батарея, но для этого требуется огромный участок плоской поверхности, а выделяемое тепло представляет опасность как для людей, так и для дикой природы. По этим причинам электростанции, как правило, располагаются в относительно необитаемых районах, таких как пустыня Мохаве.
Потери энергии в солнечной панели
Видимый свет - это только часть электромагнитного спектра. Электромагнитное излучение не является монохроматическим - оно состоит из диапазона различных длин волн и, следовательно, уровней энергии.
Свет можно разделить на разные длины волн, которые мы можем увидеть в виде радуги. Поскольку свет, падающий на нашу клетку, имеет фотоны с широким диапазоном энергий, оказывается, что у некоторых из них не будет достаточно энергии, чтобы изменить электронно-дырочную пару. Они просто пройдут через ячейку, как если бы она была прозрачной. У других фотонов слишком много энергии. Только определенное количество энергии, измеряемое в электрон-вольтах (эВ) и определяемое материалом нашей ячейки (около 1,1 эВ для кристаллического кремния), требуется, чтобы выбить электрон.
Мы называем этоэнергией запрещенной зоны материала. Если фотон имеет больше энергии, чем требуется, то лишняя энергия теряется. (То есть, если только фотон не обладает удвоенной необходимой энергией и не может создать более одной электронно-дырочной пары, но этот эффект незначителен.) Одни только эти два эффекта могут объяснить потерю около 70 процентов энергии падающего излучения. на нашем мобильном.
Почему мы не можем выбрать материал с действительно низкой шириной запрещенной зоны, чтобы мы могли использовать больше фотонов? К сожалению, наша запрещенная зона также определяет силу (напряжение) нашего электрического поля, и если она слишком мала, то то, что мы компенсируем дополнительным током (поглощая больше фотонов), мы теряем из-за небольшого напряжения. Помните, что мощность равна напряжению, умноженному на силу тока. Оптимальная ширина запрещенной зоны, уравновешивающая эти два эффекта, составляет около 1,4эВ для ячейки, сделанной из одного материала.
У нас есть и другие потери. Наши электроны должны перетекать с одной стороны клетки на другую через внешнюю цепь. Мы можем покрыть дно металлом, что обеспечит хорошую проводимость, но если мы полностью покроем верх, то фотоны не смогут пройти через непрозрачный проводник, и мы потеряем весь наш ток (в некоторых солнечных панелях используются прозрачные проводники на верхнюю поверхность, но не во всех). Если мы поместим наши контакты только по бокам нашей ячейки, то электронам придется преодолеть очень большое расстояние, чтобы добраться до контактов.
Помните, кремний - это полупроводник, и он далеко не так хорош для передачи тока, как металл. Его внутреннее сопротивление (называемоепоследовательным сопротивлением) довольно велико, а высокое сопротивление означает большие потери. Чтобы свести к минимуму эти потери, клетки обычно покрывают металлической контактной сеткой, которая сокращает расстояние, которое должны пройти электроны, при этом покрывая лишь небольшую часть поверхности клетки. Тем не менее, некоторые фотоны блокируются сеткой, которая не может быть слишком маленькой, иначе ее собственное сопротивление будет слишком высоким.
Теперь, когда мы знаем, как работает солнечная батарея, давайте посмотрим, что нужно для питания дома с помощью этой технологии.
Как солнечные панели вырабатывают электричество в доме
Что вам нужно сделать, чтобы обеспечить свой дом солнечной энергией? Хотя это не так просто, как просто установить несколько модулей на крыше, чтобы начать производство солнечной энергии, это также не так уж и сложно.
Во-первых, не каждая крыша имеет правильную ориентацию илиугол наклона, чтобы в полной мере использовать энергию солнца. Неотслеживающие фотоэлектрические системы в Северном полушарии в идеале должны быть направлены на истинный юг, хотя ориентации, обращенные в более восточном и западном направлениях, тоже могут работать, хотя и с разной степенью эффективности.
Солнечные панели также должны быть наклонены под углом как можно ближе к широте местности, чтобы поглощать максимальное количество энергии круглый год. Можно использовать другую ориентацию и/или наклон, если вы хотите максимизировать выработку энергии утром или днем, и/или летом или зимой. Разумеется, модули никогда не должны быть затенены соседними деревьями или зданиями, независимо от времени суток и времени года. В фотоэлектрическом модуле, если хотя бы одна из его панелей заштрихована, производство энергии может быть значительно снижено.
Если у вас есть дом с незатененной крышей, выходящей на юг, вам нужно решить, какой размер системы вам нужен. Это осложняется тем фактом, что производство электроэнергии зависит от погоды, которую невозможно полностью предсказать, и что потребность в электроэнергии также будет варьироваться.
К счастью, эти препятствия довольно легко преодолеть. Метеорологические данные дают среднемесячные уровни солнечного света для различных географических районов. При этом учитываются осадки и облачные дни, а также высота над уровнем моря, влажность и другие более тонкие факторы. Вы должны рассчитывать на худший месяц, чтобы вырабатывать электроэнергию круглый год.
С учетом этих данных и вашего среднего бытового спроса (ваш счет за коммунальные услуги удобно позволяет узнать, сколько энергии вы используете каждый месяц), есть простые методы, которые вы можете использовать, чтобы определить, сколько фотоэлектрических модулей вам понадобится. Вам также необходимо определиться с напряжением в системе, которым вы можете управлять, решая, сколько модулей соединить последовательно.
Вы, наверное, уже догадались о парочке проблем, которые нам предстоит решить. Во-первых, что мы делаем, когда солнце не светит?
Решение проблем солнечной энергетики
Мысль о том, чтобы жить по прихоти метеоролога, вероятно, не волнует большинство людей, но три основных варианта могут гарантировать, что у вас все еще есть энергия, даже если солнце не сотрудничает. Если вы хотите жить полностью автономно от сети, но не доверяете своим фотоэлектрическим панелям, чтобы получить всю электроэнергию, которая вам понадобится в крайнем случае, вы можете использовать резервный генератор, когда солнечные батареи иссякают.
Вторая автономная система предполагает накопление энергии в виде аккумуляторов для производства электроэнергии. К сожалению, батареи могут увеличить стоимость и обслуживание фотоэлектрической системы, но в настоящее время это необходимо, если вы хотите быть полностью независимыми.
Альтернативой является подключение вашего дома к коммунальной сети, покупка электроэнергии, когда она вам нужна, и продажа ее обратно, когда вы производите больше, чем используете. Таким образом, утилита действует как практически бесконечная система хранения. Имейте в виду, что правительственные постановления различаются в зависимости от местоположения и могут быть изменены. Ваша местная коммунальная компания может быть обязана или не обязана участвовать, и цена обратного выкупа может сильно различаться.
Вам также, вероятно, понадобится специальное оборудование, чтобы убедиться, что мощность, которую вы хотите продать коммунальной компании, совместима с их собственной. Безопасность также является проблемой. Коммунальное предприятие должно убедиться, что в случае отключения электроэнергии в вашем районе ваша фотоэлектрическая система не будет продолжать подавать электричество в линии электропередач, которые, по мнению обходчика, отключены. Это опасная ситуация, называемаяизоляция, но ее можно избежать с помощью инвертора, препятствующего изоляции - мы скоро к этому вернемся.
Если вы решите использовать батарейки, имейте в виду, что их нужно обслуживать, а затем заменять через определенное количество лет. Срок службы большинства солнечных панелей составляет около 30 лет (и увеличение срока службы, безусловно, является одной из целей исследований), но батареи просто не имеют такого срока полезного использования. Аккумуляторы в фотоэлектрических системах также могут быть очень опасны из-за энергии, которую они хранят, и кислотных электролитов, которые они содержат, поэтому вам понадобится хорошо вентилируемый неметаллический корпус для них.
Несмотря на то, что обычно используются несколько различных типов аккумуляторов, у них должна быть одна общая характеристика:батареи глубокого цикла В отличие от автомобильного аккумулятора, который представляет собой Аккумуляторы с неглубоким циклом, аккумуляторы с глубоким циклом могут разряжать больше накопленной энергии, сохраняя при этом длительный срок службы. Автомобильные аккумуляторы разряжают большой ток в течение очень короткого времени, чтобы завести автомобиль, а затем сразу же заряжаются во время движения.
Аккумуляторы PV обычно должны разряжаться меньшим током в течение более длительного периода времени (например, ночью или во время отключения электроэнергии), а заряжаться в течение дня. Наиболее часто используемые аккумуляторы глубокого разряда - это свинцово-кислотные аккумуляторы (как герметичные, так и вентилируемые) и никель-кадмиевые аккумуляторы, оба из которых имеют различные плюсы и минусы.
Литий-ионные батареи также становятся все более распространенными в солнечных батареях. Они имеют больший потенциал накопления энергии, чем старые конструкции, но и более дорогие. Они также представляют опасность перегрева и даже возгорания при перезарядке или хранении в жарких условиях.
Завершение настройки солнечной энергии
Использование аккумуляторов требует установки другого компонента, который называетсяконтроллер заряда Аккумуляторы служат намного дольше, если они не перезаряжаются и не разряжаются слишком сильно. Это то, что делает контроллер заряда. Как только батареи полностью заряжены, контроллер заряда не позволяет току от фотоэлектрических модулей продолжать поступать в них.
Точно так же, как только аккумуляторы разряжены до определенного заданного уровня, контролируемого путем измерения напряжения аккумуляторов, многие контроллеры заряда не позволяют разряжать аккумуляторы большему току до тех пор, пока они не будут перезаряжены. Использование контроллера заряда необходимо для увеличения срока службы батареи.
Другая проблема, помимо накопления энергии, заключается в том, что электроэнергия, вырабатываемая вашими солнечными панелями и извлекаемая из ваших батарей, если вы решите их использовать, не находится в той форме, в которой она поставляется вашей коммунальной службой или используется электроприборами в твой дом.
Электроэнергия, вырабатываемая солнечной системой, представляет собой постоянный ток, поэтому вам понадобитсяинвертор, чтобы преобразовать его в переменный ток. И, как мы уже обсуждали, помимо переключения постоянного тока на переменный, некоторые инверторы также предназначены для защиты от изолирования, если ваша система подключена к электросети.
Большинство больших инверторов позволят вам автоматически контролировать работу вашей системы. Некоторые фотоэлектрические модули, называемыемодулями переменного тока, на самом деле имеют инвертор, уже встроенный в каждый модуль, что устраняет необходимость в большом центральном инверторе и упрощает проблемы с проводкой.
Добавьте монтажное оборудование, проводку, распределительные коробки, заземляющее оборудование, защиту от перегрузки по току, разъединители постоянного и переменного тока и другие аксессуары, и вы получите систему. Вы должны следовать электрическим нормам (есть раздел в Национальном электрическом кодексе только для фотоэлектрических систем), и настоятельно рекомендуется, чтобы лицензированный электрик, имеющий опыт работы с фотоэлектрическими системами, выполнял установку. После установки фотоэлектрическая система требует минимального обслуживания (особенно если не используются батареи) и будет обеспечивать чистое и тихое электричество в течение 20 и более лет.
Разработки в области технологий солнечных батарей
Мы много говорили о том, как работает типичная фотоэлектрическая система, но вопросы, касающиеся экономической эффективности (о которых мы поговорим подробнее в следующем разделе), стимулировали бесконечные исследовательские усилия, направленные на разработку и доводку. новые способы сделать солнечную энергию более конкурентоспособной по сравнению с традиционными источниками энергии.
Например, монокристаллический кремний - не единственный материал, используемый в фотоэлектрических панелях. Поликристаллический кремний используется в попытке сократить производственные затраты, хотя полученные элементы не так эффективны, как монокристаллический кремний. Технология солнечных панелей второго поколения состоит из так называемыхтонкопленочных солнечных панелей
Хотя они также имеют тенденцию жертвовать некоторой эффективностью, их проще и дешевле производить, и они постоянно становятся более эффективными. Тонкопленочные солнечные панели могут быть изготовлены из различных материалов, включая аморфный кремний (не имеющий кристаллической структуры), арсенид галлия, диселенид меди, индия и теллурид кадмия.
Другая стратегия повышения эффективности заключается в использовании двух или более слоев из разных материалов с разной шириной запрещенной зоны. Помните, что в зависимости от вещества поглощаются фотоны различной энергии. Таким образом, укладывая материал с большей шириной запрещенной зоны на поверхность для поглощения фотонов высокой энергии (при этом позволяя фотонам с меньшей энергией поглощаться материалом с меньшей шириной запрещенной зоны под ним), можно получить гораздо более высокую эффективность. Такие панели, называемыемногоузловыми панелями, могут иметь более одного электрического поля.
Концентрация фотоэлектрических технологий - еще одно перспективное направление развития. Вместо того, чтобы просто собирать и преобразовывать часть падающего солнечного света и преобразовывать его в электричество, в концентрирующих фотоэлектрических системах используется дополнительное оптическое оборудование, такое как линзы и зеркала, для фокусировки большего количества солнечной энергии на высокоэффективных солнечных панелях.
Хотя эти системы, как правило, дороже в производстве, они имеют ряд преимуществ по сравнению с обычными солнечными панелями и стимулируют дальнейшие исследования и разработки.
Все эти различные версии технологии солнечных панелей заставляют компании придумывать приложения и продукты, которые охватывают всю гамму, от самолетов на солнечных батареях и космических электростанций до более повседневных вещей, таких как фотоэлектрические шторы, одежда и чехлы для ноутбуков. Даже миниатюрный мир наночастиц не остается без внимания, и исследователи даже изучают потенциал органических солнечных панелей.
Но если фотогальваника является таким замечательным источником бесплатной энергии, то почему весь мир не работает на солнечной энергии?
Стоимость солнечной энергии
У некоторых людей ошибочное представление о солнечной энергии. Хотя это правда, что солнечный свет бесплатен, электричество, вырабатываемое фотоэлектрическими системами, - нет. Есть много факторов, влияющих на определение того, стоит ли установка фотоэлектрической системы своей цены.
Во-первых, вопрос о том, где вы проживаете. Люди, живущие в солнечных частях мира, начинают с большего преимущества, чем те, кто живет в менее залитых солнцем местах, поскольку их фотоэлектрические системы, как правило, способны генерировать больше электроэнергии. Кроме того, следует учитывать стоимость коммунальных услуг в районе. Тарифы на электроэнергию сильно различаются от места к месту, поэтому кто-то, кто живет дальше на севере, все же может подумать о переходе на солнечную энергию, если их тарифы особенно высоки.
Далее стоимость установки; как вы, наверное, заметили из нашего обсуждения бытовой фотоэлектрической системы, требуется довольно много аппаратного обеспечения. В период с 2010 по 2020 год Национальная лаборатория возобновляемых источников энергии пришла к выводу, что средняя стоимость ватта жилой солнечной системы упала с 7,53 до 2,71 доллара. Поскольку солнечные установки стоят чуть более трети от стоимости десятилетней давности, панели для жилых помещений стали гораздо более привлекательным вариантом для домовладельцев. Государственные налоговые льготы также могут еще больше снизить затраты.
Несмотря на фиксированную цену, есть несколько потенциальных способов покрыть стоимость фотоэлектрической системы как для жителей, так и для корпораций, желающих обновиться и перейти на солнечную энергию. Это могут быть налоговые льготы на федеральном уровне и уровне штата, скидки коммунальных предприятий и другие возможности финансирования.
Кроме того, в зависимости от того, насколько велика установка солнечной панели и насколько хорошо она работает, она может помочь окупиться быстрее, создавая случайный избыток энергии. Наконец, также важно учитывать оценки стоимости дома. Ожидается, что установка фотоэлектрической системы добавит тысячи долларов к стоимости дома.
Сейчас солнечной энергии все еще трудно конкурировать с коммунальными службами, но затраты снижаются по мере того, как исследования совершенствуют технологию. Сторонники убеждены, что фотоэлектрическая энергия однажды станет рентабельной как в городских, так и в отдаленных районах.
Часть проблемы заключается в том, что производство должно осуществляться в больших масштабах, чтобы максимально снизить затраты. Однако такого спроса на фотоэлектрические системы не будет до тех пор, пока цены не упадут до конкурентоспособного уровня. Это уловка-22. Тем не менее, поскольку спрос и эффективность модулей постоянно растут, цены падают, а мир все больше осознает экологические проблемы, связанные с традиционными источниками энергии, вероятно, у фотогальваники будет многообещающее будущее.
Для получения дополнительной информации о солнечных батареях и смежных темах перейдите по ссылкам в следующем разделе.