Увеличение спроса на электроэнергию приводит к быстрому истощению традиционных ископаемых видов топлива и обостряет проблему загрязнения окружающей среды. Поэтому существует необходимость в развитии альтернативных (возобновляемых) источников энергии для обеспечения устойчивых энергопоставок потребителю, а также для уменьшения локальных и глобальных загрязнений окружающей среды [1–4]. В литературных источниках существует много работ посвященных оптимизации и увеличению эффективности фотоэлектрических преобразователей [5–8].
Солнечная энергия является одним из наиболее подходящих вариантов генерации электроэнергии, поскольку она неисчерпаема, абсолютно бесплатна и экологически чистая. Многие страны переходят к использованию подобного рода систем выработки электрической мощности даже при высокой их себестоимости. При этом, чтобы накопить выработанную за день солнечную энергию используют аккумуляторы. В статье предлагается вместо АКБ использовать ионистр.
Что такое и чем интересны ионисторы? Это, упрощенно говоря, конденсатор огромной емкости – которая может составлять сотни фарад. Ионисторы (суперконденсаторы) – это электрохимические накопители энергии. Они отличаются от обычных конденсаторов тем, что для сохранения электрической энергии используется не макроскопический диэлектрический слой между проводящими обкладками, а микроскопический поляризованный слой на границе поверхности раздела твердого вещества и электролита [9–12]. Функционально представляет собой гибрид конденсатора и химического источника тока. По характеристикам ионистор занимает промежуточное положение между конденсатором и химическим источником тока [13, 14]. Ионисторы обладают большими токами разряда, благодаря чему они применяются в экспериментальных автобусах с электроприводом и электромобилях, а также для сглаживания пиковых нагрузок в автономных электрогенераторах возобновляемых источников энергии. Несмотря на расширяющуюся область применения ионисторов и их активное промышленное производство, теоретическое описание процессов, происходящих в ионисторе, далеко от завершения [15–18]. Емкость ионисторов может составлять несколько Фарад, а плотность запасенной энергии исчисляется Ваттами на килограмм [19, 20]. На основании статистических и экспериментальных данных ионисторы данного типа имеют наработку на отказ, равную 15 000 циклов, при сроке службы не менее 12 лет.