В последние годы именно это применение обеспечивает около 90% рынка солнечных панелей. В подавляющем большинстве случаев солнечные панели работают параллельно с сетью и генерируют экологически чистое электричество для сетей централизованного электроснабжения. Можно ожидать, что в ближайшее время солнечная энергетика станет стимулом для экономического развития стран и регионов, обладающих максимальным «солнечным» ресурсом [1].
Одним из ключевых параметром оценки эффективности солнечных батарей и фотоэлектрических элементов является КПД. КПД отражает эффективность преобразования солнечной энергии в электрическую как фотоэлектрическими элементами, так и солнечными батареями, собранными из этих элементов.
Также в литературных источниках существует много работ, посвященных оптимизации и увеличению эффективности солнечных панелей с помощью так называемого метода отслеживания точки максимальной мощности [2].
Основной характеристикой солнечного элемента (или фотоэлемента) является его вольт-амперная характеристика (ВАХ). Вольт-амперная характеристика солнечной панели – это один из самых важных параметров, который напрямую связан с его эффективностью. Данная характеристика показывает, как меняется ток, который проходит по цепи от напряжения, которое к ней прилагают. На вольт-амперной характеристике находится точка с координатами (Ump, Imp) (рис. 1), в которой ее выходная мощность достигает своего максимума.
На рис. 1 также есть кривая мощности, по которой можно оценить мощность фотоэлектрического модуля. За рабочее напряжение (Ump) принимают напряжение, при котором мощность системы максимальна, рабочий ток (Imp) – это ток, который течет при рабочем напряжении. Как можно видеть, кривая вольт-амперной характеристики солнечных батарей проведена из точек напряжения разомкнутой цепи Vос и тока короткого замыкания Isc.
Для достижения максимальной эффективности солнечного модуля используется алгоритм слежения за точкой максимальной мощности (Pmp), чтобы передавать в нагрузку максимально возможную мощность солнечного модуля. Выполнение этой задачи осложняется нелинейной зависимостью генерируемого солнечным модулем тока от его выходного напряжения.