В настоящее время все большее значение приобретают проблемы охраны природной среды и ее воспроизводства, а также надежного обеспечения человечества топливом и энергией. Эта глобальная проблема связана прежде всего с ограниченностью важнейших органических и минеральносырьевых ресурсов планеты и негативным воздействием традиционных способов получения топливно-энергетических ресурсов на окружающую среду. Использование альтернативных источников энергии является в настоящее время одним из главных путей решения энергетической проблемы.
Важное место среди альтернативных энергетических источников зани мает солнечная энергия в различных видах, в том числе и для выработки электроэнергии на солнечных электростанциях. В современном мире используется много солнечных электростанций различной мощности и состава. Они позволяют получать электроэнергию без загрязнения окружающей среды.
Солнечные электростанции являются перспективными источниками для применения в малой энергетики, например, чтобы обеспечить электроснабжение потребителей небольшой мощности, особенно удаленных от централизованной электрической сети. Их работа основана на преобразовании световой энергии в электричество солнечными батареями.
Для простоты выполнения часто солнечные батареи или панели устанавливаются неподвижно, направленными в южном направлении. Такое техническое решение упрощает всю установку в целом, но приводит к неполному использованию солнечной энергии, т. к. в промежуток времени между весенним и осенним равноденствием существуют временные интервалы, когда Солнце уже находится на небе, но еще не освещает солнечные батареи.
Для наглядного пояснения такого явления рассмотрим суточное изменение положения Солнца в день, близкий к летнему солнцестоянию. Определим моменты восхода и захода Солнца, а также время, когда Солнце пересекает направления на восток и на запад, или же моменты начала и окончания освещения солнечных панелей. Рассчитать эти моменты времени можно используя известные формулы, приведенные в разных изданиях [1–3].