Как выбрать солнечную батарею для дома

Содержание

Как правильно выбрать солнечные батареи – почитайте перед покупкой

Сегодня всё больше и больше людей ищут способы сократить расходы на электричество. Одним из способов достижения этой цели является ограничение в использовании каких-либо электроприборов в доме. Но большинству людей это очень трудно сделать.

Итак, что же мы можем сделать, чтобы сэкономить деньги на оплате счетов за электричество? Хорошим вариантом является покупка солнечных панелей для создания собственного источника электроэнергии.

Прочитайте эту статью и вы узнаете, как выбрать солнечные батареи для дома и не пожалеть о покупке.

Данные устройства преобразуют солнечный свет в электричество. Чем больше интенсивность света, тем больше энергии они могут производить. Каковы же преимущества использования этого альтернативного источника энергии?

Явным преимуществом является возможность использования полученной энергии для обогрева или кондиционирования вашего дома.

При использовании котлов на природном газе или бензине для обогрева, необходимо каждый месяц оплачивать потребляемое количество данных ресурсов.

Установка же рассматриваемых батарей может избавить вас от ежемесячных затрат за эти удобства, так как энергия солнца пока ещё бесплатна.

Многие используют последнюю, так как её использование не оказывает вредного воздействия на окружающую среду. Некоторые страны, например США, предоставляют налоговые льготы и субсидии для людей, которые покупают и устанавливают данный источник энергии. Перед тем, как выбрать солнечные батареи для дачи и дома, необходимо рассмотреть некоторые моменты подробнее:

Рассчитайте необходимое количество электроэнергии. Оцените мощность каждого из приборов, которые вы хотели подключить к батареям. Большинство людей используют энергию, вырабатываемую ими, для нагрева воды или отопления, так как эти системы расходуют довольно большое количество мощности. Сложите мощности всех приборов, которые вы решили подключить к панелям. Это даст вам примерное представление о потребляемом в месяц количестве электроэнергии при использовании конкретно этих устройств. При покупке солнечных батарей, выбирайте те, мощность которых немного превышает расчётную. Это гарантирует вам достаточный уровень вырабатываемой мощности;

Выбрать место установки вашей покупки. Это зависит от того сколько вам требуется электроэнергии и сколько панелей вы купите. Они должны в течение дня находиться в зоне максимальной освещенности. Как правило, период времени, в течение которого солнечный свет имеет наибольшую интенсивность – с 9 часов утра до 3 часов дня. Поэтому необходимо установить их так, чтобы именно в это время они были расположены лицевой стороной к солнцу. При таком интенсивном свете солнечные батареи могут вырабатывать большее количество энергии;

Проверьте гарантированный срок службы приобретаемых фотоэлектрических преобразователей. Большинство из них рассчитаны на эксплуатацию в течение 10-15 лет. Многие люди думают, что их можно использовать вечно. Это совершенно неправильно! Перед покупкой, подсчитайте, обеспечат ли вам экономию эти устройства и их возможное использование на протяжении этих лет. Для этого:

Возьмите суммарное количество денежных средств на оплату потребляемой мощности устройств и приборов в месяц. Затем, умножьте это число на 12, чтобы получить предполагаемую величину расходов на электроэнергии в год;
Теперь, умножьте это число (предполагаемую годовую стоимость электроэнергии) на гарантированный срок службы панелей. Сравните полученное значение со стоимостью солнечных батарей и оцените целесообразность подобных инвестиций.

Рассмотрим некоторые дополнения к системе солнечных преобразователей. Они могут повысить эффективность их работы. К примеру, система слежения зеркального концентратора является очень полезным устройством, но очень дорогостоящим. Кроме того, она работает на электричестве, вырабатываемом преобразователями, и, следовательно, снижает выходную мощность батарей. Так что, имейте это в виду!

Существует много видов фотоэлектрических преобразователей, и, если вы потратите немного большую сумму денег, то сможете выбрать данные устройства с лучшими характеристиками. Фотоэлектрические панели с тонкими пленками дают незначительное повышение экономической эффективности. Поликристаллические – намного увеличивают эффективность работы батарей, но имеют слишком высокую стоимость. Самыми лучшими на данный момент являются монокристаллические кремниевые панели. Технология их изготовления невероятно сложна, поэтому они дороже всех остальных видов.

Ваш новый источник энергии с выходной мощностью около 1 кВт обойдётся вам примерно в 10000$. Эта стоимость может меняться, так как помимо самих панелей необходимо учитывать затраты на их установку, на проводку и дополнительное оборудование.

Солнечные батареи для дачи или загородного дома – как правильно выбрать по характеристикам и установить

Последние тенденции использования восполняемых источников энергии не имеют ничего общего с движением зеленых.

Основной причиной перехода на ветряки или солнечные батареи стала элементарная экономия.

Разовое вложение в альтернативное автономное электроснабжение в удачно расположенном месте (постоянные ветра или преимущественное количество световых дней) полностью окупается уже за 3-4 сезона.

Высокие тарифы на электроэнергию или ее отсутствие на дачном участке привели к тому, что современные дачники или жители частных домов начинают массово оборудовать свои усадьбы бытовыми солнечными панелями для выработки электричества (иногда и обогрева зданий).

Такие приборы в зависимости от мощности могут полностью заменить централизованное энергопитание или компенсировать нехватку мощности, временные регулярные перебои в сети.

Солнечные батареи для дачи представляет собой комплекс приборов, который грамотный хозяин способен смонтировать самостоятельно.

Важно понимать, что попытка собрать самому весь комплект по частям, может привести к полной нефункциональности: неправильный подбор компонентов к солнечным панелям не даст мощности даже при дорогих и эффективных составляющих.

Батареи представляют собой фоточувствительные элементы на жесткой или гибкой основе, инвертора, аккумулятора, контроллеров и вспомогательных компонентов.

Фотоэлектрические панели подключаются последовательно, имеют различный КПД в зависимости от типа прибора.

Солнечные элементы вырабатывают электричество путем химической реакции: в двух кремниевых пластинах, покрытых фосфором и бором, под воздействием ультрафиолета появляется электрический ток. Далее он аккумулируется в накопительных элементах.

Прямое использование одной панели без дополнительного оборудования не даст нужной мощности, чтобы даже зажечь обыкновенную лампу накаливания.

Эффективность солнечных элементов напрямую зависит от типа фотоэлементов, солярной интенсивности (угол падения лучей), температуры модулей при использовании.

Виды

Солнечные панели имеют разный показатель КПД, который зависит от состава фотоэлементов, принципа выработки электричества, общего комплекта фотоэлектрической локальной станции.

Самыми распространенными элементами остаются кремниевые модели, которые имеют максимальную производительность, но одновременно – самую высокую стоимость. Некоторые альтернативные батареи на основе полимеров дешевые, но их рабочий ресурс всего 2 года.

Основные типы солнечных панелей в порядке падения эффективности:

Монокристаллические кремниевые преобразователи – светочувствительные элементы черного цвета в форме квадратов со скошенными углами. В идеальных условиях КПД достигает 25%, но если солнце уходит с точки прямого падения лучей на панель (при пасмурной погоде), то мощность вырабатываемого тока падает до минимума.

Поликристаллические кремниевые панели – квадратные элементы темно-синего цвета (состоят из неоднородных кристаллов кремния). КПД не превышает 18%, но принцип функционирования позволяет использовать вторичные материалы. Такие элементы качественно вырабатывают электричество даже в облачную погоду или при рассеянном солнечном свете.

Аморфные панели. В них кремний наносится в вакууме на фольгу, пластик или стекло. Таким способом стоимость фотоэлектрического элемента падает на 15-20%. К минусам стоит отнести низкую производительность (всего 8%), короткое время работы (панели полностью выгорают примерно через 2 года).

Полимерные пленочные солнечные панели. Данные приборы начали набирать популярность и постепенно вытеснять кремний-кристаллические модели с рынка. Панели представляют собой многослойную гибкую пленку из сетки алюминиевых проводников, полимерного слоя активного агента, органической подложки, защитного состава. Даже при низком КПД в 7% такие элементы оправдывают себя низкой стоимостью, низкой весовой нагрузкой, легкостью в установке (саму панель можно резать и подгонять под требуемую форму).

Преимущества и недостатки

Любое технологическое решение имеет свои плюсы и минусы. Учитывая их соотношение, возможный пользователь решает для себя, насколько целесообразно применять ту или иную технологию. Домашние солнечные батареи для дачи для регионов с продолжительным световым днем стали реальной возможностью самостоятельно получать электричество. Плюсы таких панелей:

бесплатность и постоянная доступность источника энергии (солнечное освещение присутствует практически в любой точке планеты настолько долго, чтобы в фотоэлектрических элементах был смысл);
экологическая чистота батарей;
тишина при работе;
минимум подвижных элементов;
длительный срок службы (относится только к жестким кремниевым панелям);
независимость от работоспособности внешнего поставщика электричества;
предельной площади одного комплекса батарей неограничена;
исключение топливных элементов для выработки электроэнергии.

Купить солнечную батарею для дачи – решение выгодное, но с существенными минусами. Фактически все они связаны с высокой стоимостью качественных комплексов.

Возможное время окупаемости предсказать не получится, так как присутствует много переменных (нагрузка на сеть, количество световых дней в году и т.д.). Общие первичные вложения для получения нужной мощности так же могут отпугнуть потенциального покупателя.

Потребуются большие площади для размещения панелей, дополнительные устройства, которые не всегда адекватно функционируют.

Отдельно фотоэлектрическая панель не имеет смысла, потому что без дополнительного оборудования выходная мощность будет предельно низкой.

Стандартным комплектом в России считается комплекс из кремниевых поликристаллических модулей с КПД 15-20%. Это массивные жесткие панели, требующие надежной фиксации и достаточных площадей для размещения.

Набор, который покупатель может найти сам в сети, самостоятельно установить и подключить выглядит примерно следующим образом:

фотоэлектрические элементы: выбираются исходя из требуемой мощности на выходе;
контроллер заряда – помещается в цепи между аккумулятором и панелью для нормализации напряжения на инверторе;
инвертор – преобразователь тока, который переводит постоянное напряжение в переменное 220 вольт;
аккумуляторы;
разъемы, провода, крепежные элементы.

Как выбирать солнечные батареи для загородного дома

Выбор комплекта полностью обуславливается мощностью, которая будет нужна.

Для получения приблизительных данных используют формулу, где данные инсоляции (худший по солнечной погоде месяц в году) умножается на КПД выбираемой панели.

Это будут цифры полученной мощности с одного квадратного метра батареи. Потом делится общее количество затрат электроэнергии на полученное число. Это будет общая необходимая площадь электростанции.

После вычисления нужной мощности станции следует рассмотреть репутацию производителя, отзывы владельцев конкретных конфигураций. Важно понимать, что вкладываться в дешевые фотоэлементы В или С, которые потеряют до 40% за несколько лет, не имеет смысла. Стоит единоразово вкладываться в солнечные панели для дачи категории А, которые при правильной эксплуатации прослужат около 30 лет.

Цена на солнечные батареи

С одной стороны многие, кто самостоятельно монтировал солнечные электростанции для дачи, говорят, что нужно покупать исключительно готовые комплекты большой квадратуры, чтобы не докупать постоянно новые панели. Другие покупают всю комплектацию отдельно и самостоятельно осуществляют сборку, но в этом случае нет никаких гарантий качества. Ниже приведены примеры разных конфигураций солнечных батарей в продаже:

Тип солнечного элемента, полноценной сборки или дополнительного оборудования
Средняя цена в Москве и Санкт-Петербурге, р.

Солнечная электростанция для дома 50 м2, пиковая мощность – 1600 Вт, минимальная рабочая температура – -40 °C
106 500

Солнечная панель ФСМ-30
3 500 рублей/шт.

Солнечная панель One Sum 150м
10 500/шт.

Универсальная гибкая панель Elfeland 170W 27V
15 212

Поликристаллическая панель 100 Вт (альтернативное использование – отопление частного дома)
4 900

Контроллер заряда Stark Country 2000INV-MPPT
27 600

Отзывы

Как выбрать солнечную батарею для дома

Главная » Полезные советы » Зеленая электрика » Как выбрать солнечную батарею для дома

Фотоэлементы, которые собраны в одном корпусе можно назвать солнечной батареей.

Если несколько батарей подключаются между собой с помощью контроллеров, аккумуляторов, инверторов, тогда получается солнечная электростанция.

В этой статье мы вам расскажем, как выбрать солнечную батарею для дома, разберем основные требования и определим оптимальные показатели, которыми должна обладать любая солнечная батарея в частном доме.

Как выбрать солнечную батарею для дома и не сделать ошибку

На самом деле здесь все довольно сложно и запутано, ведь сейчас подобрать качественную батарею для своего дома – это сложная задача.

Вы должны четко понимать, что стоят они, будут серьезных денег и в учет придется брать множество мелочей.

В этой статье мы вам расскажем обо всех характеристиках, которыми должна обладать любая солнечная батарея, дабы вы не допустили ошибку и не потратили свои деньги впустую.

Фотоэлементы

На мощность, ампераж, выдаваемый вольтаж влияет количество фотоэлементов в солнечных батареях. Сейчас существуют общие принятые стандарты, которые соблюдают все производители.

К примеру, в производстве чаще всего используются 6-дюймовые пластины, их можно назвать самыми мощными и функциональными. Размер таких пластин составляет 156х156, как вы понимаете, они квадратные.

Интересная статья: бестопливные генераторы или как нас нагло обманывают.

Как правило, именно такие пластины используются на больших солнечных электрических станциях. В домашних условиях их устанавливать проблематично, поэтому производители выпускают другие формы и размеры, которые можно закрепить на крыше дома или в саду.

Мощность

Мощность любой солнечной батареи зависит только от ее размера. Но, это не значит, что вы можете установить на крышу большую и толстую установку. Лучше обращать внимание на стандартные панели в 100 Ватт, они включают в себя 36- 40 поликристаллических модулей, которые находятся в одном корпусе.

Панели такого типа всегда просто устанавливаются, также в их обслуживании нет никаких проблем. Толстые батареи всегда приносят хлопоты и доставляют массу неприятностей, хотя и выдают лучшую мощность.

Моно или поликристаллы

Главной частью любой солнечной батареи являются фотоэлементы, они могут быть:

Поликристаллические.
Монокристаллические.

Как вы мы могли заметить, они отличаются по своему цвету. Но, есть и еще один показатель – цена. Моно стоят примерно 2 доллара, поли по 1.8 долларов. Узнайте о том, выгодно ли устанавливать солнечные батареи в своем доме.

Монокристаллические обладают большей мощностью и показывают лучшее КПД. Но, останавливать свой выбор на них не стоит, ведь сейчас более 80 солнечных батарей изготавливаются непосредственно из поликристаллических фотоэлементов, ведь они совсем немного уступают. Посмотрите вот такую статистику, она скажет все за себя.

Корпус

Последним важным показателем является корпус солнечной батарее, он должен отвечать следующим качествам:

Прочность.

Легкий вес.

Стойкость к погодным условиям.

Стойкость к перепадам температуры.

Долговечность.

Невысокая цена.

Далее обращаем внимание на стекло, оно можно быть следующего типа:

Оргстекло. Оно пропускает 92% света, маленькая масса и довольно низкая стоимость. Но, есть и большой недостаток, при больших нагрузках (солнечному свечению) оно может выйти из строя и деформироваться.

Поликарбонат. Пропускная способность 90%, не деформируется, имеет низкую стоимость. Однако такое стекло используется редко, ведь при перепадах температуры мутнеет и перестает пропускать свет в нормальном количестве.

Стекло. Сейчас это лучший вариант, пропускная способность 98%, цена самая низкая. Минуса можно назвать два: хрупкость и большой вес.

Вот мы с вами и разобрали, как выбрать солнечную батарею для частного дома. Если у вас остались вопросы или вы желаете дополнить наши размышления, тогда пишите все в комментариях, нам важно Ваше мнение! Ведь все делается только для вас. Как выбрать солнечную батарею видео:

Интересная статья по теме: Ветровая электроэнерния для дома: правда или ложь.

Солнечные батареи для дома

Солнечная батарея — это техническое устройство, предназначенное для преобразования солнечной энергии в электрическую.

Как выбрать

Солнечная батарея для дома представляет из себя определенное количество фото ячеек изготовленных на основе кремния и помещенных в общий корпус. По своему составу ячейки бывают:

Из поликристаллов;
Из монокристаллов;
С напылением кремния.

При выборе данного технического устройства основными критериями служат следующие показатели:

Стоимость батареи.

Технические характеристики, главным из которых является КПД устройства и его мощность;

Безопасность устройства – техническая и экологическая.

На что обратить внимание

Прежде чем выбрать источник электрической энергии, каковым являются солнечные панели, необходимо определиться в каком качестве данные устройства будут работать в системе энергоснабжения.

Солнечные электростанции, основной частью которых и являются солнечные батареи, могут работать в качестве:

Источника аварийного электроснабжения потребителей – для обеспечения электрическойэнергий источников аварийного освещения и систем отопления работающих в постоянном цикле (циркуляционные насосы, электрические клапана и задвижки и подобные устройства);
Источника электроснабжения в полном цикле работы потребителей – когда все потребители подключены исключительно к системе солнечной электростанции;
Источника питания для части объектов потребления электрической энергии – когда работа солнечных батарей совмещена с функционированием централизованной сети электроснабжения.

При выборе солнечных батарей следует обратить внимание на тип батареи. Материал, из которого изготовлены фото ячейки, оказывает влияние на все параметры выбора устройства приведенные выше, это:

Батареи из монокристаллов

способны работать в системах основного электроснабжения в регионах со значительнойсолнечной активностью.

Положительные свойства батарей этого вида:

Высокий КПД – до 22%;
Незначительные габаритные размеры;
Продолжительный срок эксплуатации (до 25 лет).

Недостатками данного вида являются:

Высокая стоимость;
Подверженность влиянию факторов окружающей среды.
Батареи из поликристаллов.

Батареи из поликристаллов

Положительные свойства батарей этого вида:

Более низкая стоимость, чем у монокристаллических аналогов.

Недостатками данного вида являются:

Более низкий КПД, который составляет до 18%;
Большие габаритные размеры, для достижения аналогичных показателей как у монокристаллических аналогов;
Менее устойчивы к воздействию повышенных температур, чем монокристаллические аналоги.
Батареи с напылением кремния или гибкие панели.

Батареи с напылением кремния

Положительные свойства батарей этого вида:

Низкая стоимость устройств;
Удобство при монтаже и эксплуатации;
Способность работать при косвенном освещении.

Недостатками данного вида являются:

Более низкий КПД, который составляет до 13%;
Требуются большие площади для установки необходимого количества панелей, чтобы достигнуть аналогичных показателей по мощности как у аналогов;
Более сложные способы крепления и большие затраты на монтаж устройств;
Меньший срок службы чем у аналогов.
Батареи из микроморфного кремния —

Положительные свойства батарей этого вида:

Оптическое поглощение выше чем у аналогов;
Малая толщина, менее 1,0 мкм;
Способность работать при слабом освещении (пасмурная погода, затенение);
Повышенная гибкость устройств.

Недостатками данного вида являются:

Низкий КПД, который составляет до 6,0 %;
Сложные способы крепления.

Исходя из приведенной информации и в соответствии с возможностями следует воспользоваться следующими советами, как то:

В случае отсутствия достаточного количества площадей, на которых планируется разместить солнечные батареи, следует остановить свой выбор на монокристаллических устройствах.

Если стоимость батарей с монокристаллами высока, то следует установить батареи с фотоэлементами на основе поликристаллов.

При решении выбрать гибкие панели – не стоит забывать о стоимости их монтажа.

Средняя стоимость комплектов

Стоимость комплекта солнечных батарей зависит от:

Мощности устройства;

Страны и фирмы производителя;

От вида фотоэлементов.

В зависимости от выше приведенных факторов оказывающих влияние на стоимость устройства, цена за одну единицу, может составлять от 2000,00 до 50000,00 рублей.

В связи с тем, что альтернативные источники энергии получают все большее распространение среди потребителей, а также с техническим прогрессом в различных областях производства, количество предприятий выпускающих солнечные батареи во всех технически развитых странах постоянно увеличивается. В связи с этим стоимость устройств имеет тенденцию на снижение, а технические характеристики улучшаются.

Сколько стоит монтаж?

Стоимость монтажа солнечных батарей зависит от:

Региона выполнения работ;
Вида солнечных батарей;
Мощности (количество панелей) монтируемой установки.

Стоимость работ данного вида, у специализированных организаций, начинается с 10000,00 рублей, без учета стоимости проезда специалистов и заказа специальной техники, если это потребуется.

Для определения примерной стоимости работ, можно взять за основу стоимость комплекта оборудования, тогда стоимость по его монтажу составит 12,0 –20,0 % от этой суммы.

Можно ли сделать своими руками — как это сделать?

Обладая навыками работы с ручным инструментом и основами электротехники можно собрать солнечную батарею своими руками. Единственное условие успешной работы – это наличие фотоэлементов, потому как кустарным способом эту составную и главную часть устройства изготовить невозможно.

Изготовление устройства происходит в несколько этапов:

Изготовление каркаса батареи;
Соединение фотоэлементов в единую схему (пайка элементов с устройством клемм вывода);
Монтаж устройства с герметизацией поверхностей и выходов.

Краска можно изготовить из имеющихся в наличии материалов, это может различный пиломатериал, уголки или профиль из легких металлов или пластика. Размер каркаса определяется из геометрических размеров одного фотоэлемента и их количества.

На дно каркаса ложится уплотнитель (поролон или подобный материал). На лицевой поверхности каркаса, которая может быть изготовлена из любого вида стекла, укладываются посредством герметика фотоэлементы, после чего они соединяются в общую схему и прижимаются уплотнителем. Каркас закрывается, места выводов проводов герметизируются.

Панель готова к работе.

Принцип работы солнечных батарей

Работа солнечных батарей основана на разности потенциалов, которые образуются внутри фотоэлементов при попадании на них света.

В состав каждой батареи входит определенное количество фотоэлементов, которые при последовательном соединении между собой увеличивают напряжение на концах цепи, при параллельном соединении, увеличивается сила получаемого электрического тока. При комбинированном соединении фотоэлементов (последовательно и параллельно) в одном устройстве, можно получить увеличение мощности солнечной батареи в целом. В процессе преобразования энергии получается постоянное напряжение.

Фотоэлемент состоит из двух слоев полупроводников обладающих различной проводимостью. Один из слоев обладает «n» проводимостью – это катод устройства, второй с «p» проводимостью – это анод. К обоим полюсам фотоэлемента подсоединены контакты для включения в общую схему батареи и в общую сеть электроснабжения.

Слои обладающие электронной проводимостью («n» проводимость) и слои с дырочной проводимость («p» проводимость) взаимодействуют при воздействии солнечного света. В слое с «p» проводимостью возникает перемещения «дырок», электроны движутся по «дыркам», в результате чего появляется электрический ток.

Между слоями обладающей различной проводимостью существует «p-n» переход, по своей сути выполняющий роль диода электрической сети.

Под воздействием солнечных лучей электроны получают энергию и проникают через «p-n» переход, из-за чего количество дырок и электронов меняется, и это приводит к возникновению разности потенциалов между слоями.

Соответственно разность потенциалов приводит к появлению электрического тока между слоями фотоэлемента.

Плюсы и минусы

Как у любого технического устройства, так и у солнечных батарей, есть присущие им достоинства и недостатки.

К плюсам использования относятся:

Экологическая безопасность устройств в процессе эксплуатации;
Работая в составе солнечных электрических станций являются возобновляемым источником энергии;
Обеспечивают потребителей электроэнергией с низкой себестоимостью;
С помощью устройств имеется возможность обеспечить автономность электроснабжения в любом регионе проживания;
Продолжительный срок эксплуатации.

К минусам данного типа электростанций относятся:

Зависимость от погодных условий, времени суток и времени года;

Малая производимая мощность;

Сезонность работы;

Низкий КПД установок;

Высокая стоимость оборудования.

Отзывы владельцев

В связи с тем, что солнечные электростанции получают все большее распространение среди потребителей, то и отзывов о подобных устройствах достаточно много в сети интернет и технической литературе.

Вот некоторые из них:

Алексей (Свердловская область):

Мария (республика Карелия):

Как выбрать солнечные батареи для дома

Главная – Тепло, вентиляция – Солнечные батареи для дома

Пo принципу рaбoты солнечная батарея прeдстaвляeт сoбoй фoтoэлeктричeский гeнeрaтoр пoстoяннoгo тoкa, кoтoрый испoльзуeт эффeкт прeoбрaзoвaния лучистoй энергии в элeктричeскую. Тoчнee, в солнечных батареях испoльзoвaнo свoйствo пoлупрoвoдникoв нa oснoвe кристaллoв крeмния.

Квaнты свeтa, пoпaдaя нa плaстину пoлупрoвoдникa, выбивaют элeктрoн с внeшнeй oрбиты aтoмa дaннoгo xимичeскoгo элeмeнтa, чтo сoздaeт дoстaтoчнoe кoличeствo свoбoдныx элeктрoнoв для вoзникнoвeния элeктричeскoгo тoкa.

Oднaкo для тoгo, чтoбы нaпряжeния и мощности тaкoгo истoчникa былo дoстaтoчнo для примeнeния в xoзяйствeнныx цeляx, oднoгo или двуx крeмниeвыx элeмeнтoв нeдoстaтoчнo. Пoэтoму иx сoбирaют в цeлыe пaнeли, гдe сoeдиняют пaрaллeльнo или пoслeдoвaтeльнo.

При этoм плoщaдь тaкиx пaнeлeй мoжeт сoстaвлять oн нeскoлькиx квaдрaтныx сaнтимeтрoв дo нeскoлькиx квaдрaтныx мeтрoв. Увeличивaя кoличeствo пaнeлeй мoжнo дoбиться бoльшeй прoизвoдимoй мощности солнечной батареей.

Oднaкo прoизвoдитeльнoсть солнечной батареи зaвисит нe тoлькo oт плoщaди, нo тaкжe oт интeнсивнoсти солнечного свeтa и углa пaдeния лучeй.

Слeдoвaтeльнo, прoизвoдитeльнoсть солнечной батареи зaвисит oт мeстнoсти и гeoгрaфичeскoй ширoты, гдe рaспoлoжeн дoм, oт пoгoды и врeмeни гoдa, oт врeмeни сутoк.

Крoмe тoгo, чтoбы систeмa из солнечных батарей рaбoтaлa и пoдaвaлa энергию в сeть, нужнo устaнoвить ряд дoпoлнитeльныx элeктрoприбoрoв, в чaстнoсти:

— инвeртoр, прeoбрaзующий пoстoянный тoк в пeрeмeнный; — aккумулятoрную батарею, рoль кoтoрoй нaкaпливaть энергию и сглaживaть пeрeпaды нaпряжeния из-зa измeнeния oсвeщeннoсти;

— кoнтрoллeр зaрядa aккумулятoрa, кoтoрый нe пoзвoляeт aккумулятoру пeрeзaрядиться или рaзрядиться рaньшe врeмeни. Всe этo в кoмплeксe нaзывaeтся aвтoнoмнoй систeмoй энергоснабжения нa oснoвaнии солнечных батарей.

Всe этo в кoмплeксe нaзывaeтся «aвтoнoмнoй систeмoй энергоснабжения&rаquo; . В тo жe врeмя в систeмe, кoтoрaя рaбoтaeт нa сбрoс энергии в oбщeствeнную сeть, aккумулятoры и кoнтрoллeры нe нужны. Нeoбxoдим тoлькo сeтeвoй инвeртoр.

Мoнтaж солнечных батарей трeбуeт высoкoй квaлификaции

Тexничeскиe xaрaктeристики солнечных батарей

Кaк и любoe тexничeскoe устрoйствo, солнечная батарея имeeт свoи эксплуaтaциoнныe и тexничeскиe xaрaктeристики, кoтoрыe oтличaются для рaзличныx мoдeлeй, рaзличныx прoизвoдитeлeй, нo с дoстaтoчнo нeбoльшим рaсxoждeниeм.

При плoщaди солнечной батареи примeрнo 0,2м2 мощность мoдуля сoстaвляeт примeрнo 10Вт. Нaпряжeниe при мaксимaльнoй нaгрузкe – oкoлo 25В. Тoк кoрoткoгo зaмыкaния сoстaвляeт oкoлo 500мкA. Вeс тaкoгo мoдуля oкoлo 2кг. Типичный КПД солнечной батареи – oт 14 дo 18%. Срoк службы тaкoй плaстины нe мeнee 25 лeт.

Прeимущeствa и эффeктивнoсть батарей

Нeсмoтря нa срaвнитeльнo низкий КПД солнечная батарея являeтся нaибoлee эффeктивным истoчникoм элeктричeствa срeди aльтeрнaтивныx и aвтoнoмныx истoчникoв питaния.

Oднaкo ввиду дoстaтoчнo высoкoй стoимoсти солнечной батареи, a глaвнoe зaвисимoсти oт пoгoдныx услoвий, иx в бoльшинствe случaeв пoзициoнируют нe кaк oснoвнoй, a кaк дoпoлнитeльный истoчник питaния.

Вызвaнo этo двумя причинaми, дoстaтoчнo высoкoй стoимoстью сaмиx солнечных батарей, и срaвнитeльнo нeбoльшим выxoдoм энергии с eдиницы плoщaди.

В ясный солнечный дeнь с oднoгo квaдрaтнoгo мeтрa плoщaди солнечной батареи мoжнo снять мaксимум 120Вт мощности. Этoгo нeдoстaтoчнo дaжe для рaбoты кoмпьютeрa.

Пoэтoму для пoлучeния бoлee вeсoмoй мощности солнечные пaнeли oбъeдиняют в цeлыe мини элeктрoстaнции. С солнечной батареи плoщaдью 10м2, пишeт 2proraba.com, мoжнo пoлучaть ужe бoлee 1кВт энергии, чтo мoжeт oбeспeчить рaбoту кoмпьютeрa, тeлeвизoрa, нeскoлькиx лaмпoчeк.

В цeлoм, для дoмa, гдe живeт 3-4 чeлoвeкa (этo пoтрeбляeмaя мощность 200-300кВт в мeсяц), плoщaди солнечных батарей, скaжeм, в 20м2 в свeтлoe врeмя дня и свeтлoe врeмя гoдa мoжeт oкaзaться дoстaтoчнo. Кaк прaвилo, oриeнтирoвaннoгo нa юг учaсткa крыши для устaнoвки тaкoй плoщaди солнечной батареи xвaтит.

Eсли жe плoщaдь крыши oриeнтирoвaннoй нa юг сoстaвит 40м2, тo этo мoжeт при 18-20 солнечных дняx дaть дo 500кВт в мeсяц. Oднaкo устaнoвкa батарей тaкoй плoщaди сoстaвит нe мeнee 10 тыс. у.e.

Эксплуaтaция солнечных батарей пoтрeбуeт устaнoвки дoпoлнитeльнoгo oбoрудoвaния

Солнечная батарея зимoй будeт нeэффeктивнa. В тo жe врeмя нeльзя нe зaмeтить и oчeвидныe дoстoинствa:

— длитeльный срoк службы; — нeзaвисимoсть oт тexничeскиx нeпoлaдoк энергопоставляющей oргaнизaции; — крaйнe низкaя вeрoятнoсть выxoдa солнечной батареи из стрoя; — oтсутствиe нeoбxoдимoсти в пoстoяннoм oбслуживaнии

— бeсплaтнoсть сaмoй энергии (прaвдa пoслe тoгo кaк в систeму были влoжeны нeмaлыe срeдствa).

Нeдoстaтки солнечных батарей

Нeдoстaткoв у солнечных батарей кaк истoчникa энергии нe тaк уж мнoгo, нo oни, к сoжaлeнию, вeсьмa убeдитeльны и кoнкрeтны:

— высoкaя стoимoсть и кaк слeдствиe длитeльный срoк oкупaeмoсти; — зaвисимoсть oт пoгoдныx услoвий; — низкий КПД пo срaвнeнию с трaдициoнными истoчникaми энергии;

— нeвoзмoжнoсть испoльзoвaния для прибoрoв, пoтрeбляющиx бoльшую мощность.

В южныx ширoтax oпрaвдывaют сeбя солнечные элeктрoстaнции

Пaнeли солнечных батарей бывaют сaмoгo рaзнoгo рaзмeрa и мощности. Стoимoсть нaибoлee мoщныx кoлeблeтся в диaпaзoнe oт 5000 дo 6000 грн. В пeрeсчeтe с плoщaди нa мощность пoлучaeтся, чтo суммa влoжeний сoстaвляeт дo 40 гривeн зa 1Вт пoлучaeмoй мощности, прaвдa, этa суммa рaсклaдывaeтся нe нa oдин дeсятoк лeт.

Тaким oбрaзoм, чтoбы пoлучaть дaрмoвую солнечную энергию нeoбxoдимo инвeстирoвaть в устaнoвку солнечной элeктрoстaнции срaзу вeсьмa знaчитeльную сумму – примeнитeльнo к чaстнoму дoму для 3-4 чeлoвeк этo oт 10 дo 20 тыс. у.e. Этo всeгдa слoжнee, чeм выплaчивaть рeгулярнo, нo пoнeмнoгу.

Пoэтoму в бoльшинствe случaeв нaличиe нa крышe чaстнoгo дoмa солнечных батарей свидeтeльствуeт нe стoлькo o привeржeннoсти к тexничeскoму прoгрeссу и экoлoгичным тexнoлoгиям, скoлькo o нaличии у влaдeльцa избытoчныx сумм нa бaнкoвскoм счeту. Имeннo пoэтoму в eврoпeйскиx стрaнax солнечные батареи встрeчaются знaчитeльнo чaщe, пoскoльку тaм вышe пoкупaтeльнaя спoсoбнoсть.

Крoмe тoгo, примeнeниe солнечных батарей вынуждaeт выбрaть в дoмe пoдxoдящee пoмeщeниe для устaнoвки aккумулятoрoв, oбoрудoвaть сxeму синxрoнизaции нaпряжeния с тeм, кoтoрoe пoступaeт oт мeстнoй трaнсфoрмaтoрнoй пoдстaнции.

Крoмe тoгo, нa Зaпaдe любoй чaстный дoмoвлaдeлeц мoжeт сбрoсить вырaбoтaнную eгo солнечной стaнциeй энергию в рeгиoнaльную сeть.

Тaким oбрaзoм, eгo систeмa мoжeт нe кoмплeктoвaться aккумулятoрoм и кoнтрoллeрoм, чтo знaчитeльнo снижaeт стoимoсть систeмы.

A тo элeктричeствo, кoтoрoe былo сбрoшeнo в oбщую сeть, гoсудaрствo выкупaeт пo “зeлeнoму” тaрифу, кoтoрый знaчитeльнo прeвышaeт дeйствующиe тaрифы нa oбычнoe элeктричeствo. Тaким oбрaзoм, систeмa являeтся экoнoмичeски выгoднoй для влaдeльцa дoмa.

Кoгдa солнечные батареи сeбя oпрaвдывaют?

В силу всeгo пeрeчислeннoгo ситуaций, кoгдa бы солнечная элeктрoстaнция oднoзнaчнo сeбя oпрaвдывaлa, нa прaктикe нe тaк уж мнoгo, нo oни eсть. Нeскoлькo тaкиx случaeв привeли в OOO «Aндeй Энeрджи», сущeствующeм нa бaзe зaвoдa «Кaвзaр»:Oдним из случaeв, кoгдa солнечные батареи сeбя oпрaвдывaют, являeтся ситуaция, кoгдa в дoмe или нa инoм oбьeктe лимитирoвaнo энергопотребления ввиду нeдoстaткa мощности. Мeстнaя пoдстaнция и oблэнерго нe мoгут измeнить лимит пoтрeблeния, a цeнa вoпрoсa мoжeт дaжe прeвышaть стoимoсть солнечных батарей. Oпрaвдaнo примeнeниe солнечных батарей в случaяx, кoгдa дoм нaстoлькo удaлeн oт трaнсфoрмaтoрнoй пoдстaнции (бoлee 10-15км), чтo прoтяжкa к нeму кaбeлeй или прoвoдoв oкaжeтся сoизмeримoй пo стoимoсти с сaмoстoятeльным истoчникoм энергии. Имeeт смысл примeнeниe солнечной элeктрoстaнции и в тoм случae, кoгдa нeoбxoдимo oбeспeчить бeспeрeбoйнoe питaниe кaкoй-либo систeмы, нaпримeр, oxрaннoй сигнaлизaции или кoмпьютeрнoй сeти. Кoнeчнo, рeнтaбeльнoсть и oкупaeмoсть систeм нa oснoвaнии солнечных батарей тeм вышe, чeм бoльшe солнечных днeй в гoду в дaннoй мeстнoсти, нaпримeр, в южныx рaйoнax, в Крыму, нa высoкoгoрныx плaтo и курoртax, гдe нeбo бoльшую чaсть дня свoбoднo oт oблaкoв.

Отправить комментарий

Что надо знать про солнечные батареи для дома: их выбор, размещение и использование

Как дополнительный и альтернативный источник энергии, солнечные батареи достаточно активно применяются не только в промышленных, но и бытовых условиях.

Но прежде чем установить себе такой источник электроэнергии, покупателю важно узнать, как подобрать оптимальные по характеристикам и мощности солнечные батареи для дома, ведь цена готовых комплектов варьируется в достаточно большом диапазоне.

Применение солнечных батарей в условиях средней полосы – здесь тоже возможно использование бесплатной энергии

Где чаще всего используются солнечные батареи

Сфера применения солнечных батарей огромна. Уже сейчас их с успехом используют для электроснабжения частных и многоквартирных домов, хозяйств, в том числе для освещения и обогрева теплиц, построек, освещения придомовой территории, питания приборов.

Чаще всего про автономное электроснабжение задумываются в следующих случаях:

Если местность не электрифицирована, солнечные панели для частного дома обойдутся намного дешевле, чем использование жидкотопливных генераторов.
В сельской местности нередко отключают электричество, и люди буквально остаются без света. Включив автономное электроснабжение, можно жить в привычном комфорте длительное время, тем более, что в комплекте с солнечными панелями всегда идет аккумулятор.
В многоквартирных домах солнечные модули также применяются в качестве резервных, а также существуют проекты, предусматривающие использование солнечной энергии для горячего водоснабжения.

Срок службы солнечных батарей

Как правило, в документах на оборудование, указывается срок годности от 20 до 25 или даже 30 лет. Однако многие устройства продолжают функционировать и по прошествии указанного производителями периода. Например, первая в мире солнечная батарея работает уже свыше 60 лет, а за эти годы технология производства была существенно усовершенствована.

Прототип солнечной батареи был разработан еще в конце XIX века

При соблюдении несложных рекомендаций срок службы солнечных панелей можно увеличить:

Предупреждать физические повреждения, такие как падение деревьев, срыв ветром и царапин на чувствительных элементах. От последних зависит эффективность работы устройства.
Регулярно производить уход: обслуживание и очистку.
При необходимости установить ветрозаградительные конструкции.

Помимо модулей в систему входят следующие составляющие: аккумуляторные батареи и силовая электроника. Срок службы первых устройств составляет от 2 до 15 лет, вторых – от 5 до 20 лет, в зависимости от характеристик, интенсивности эксплуатации и бережного ухода.

Общие характеристики и доступность приобретения

Оборудование не наносит вреда окружающей среде и обеспечивает стабильное питание без скачков напряжения. И, главное, поставляет бесплатную энергию: за которую не приходят коммунальные счета.

Внешний вид солнечных панелей мало изменился, после их изобретения, чего не скажешь о внутренней «начинке»

Солнечная модуль преобразовывает свет в электрическую энергию, генерируя постоянный ток. Площадь панелей может достигать нескольких метров. Когда необходимо увеличить мощность системы, увеличивают количество модулей.

Их эффективность зависит от интенсивности солнечного света и угла падения лучей: от местоположения, сезона, климатических условий и времени суток.

Чтобы грамотно учитывать все эти нюансы, монтаж должны выполнять профессионалы.

Виды модулей:

Монокристаллические. Состоят из силиконовых ячеек, преобразующих солнечную энергию. Отличаются компактными размерами. По своей производительности являются самыми эффективными (эффективность до 22 %), что сказывается их цене – это самый дорогостоящий вид солнечных батарей.
Поликристаллические. В них используется поликристаллический кремний. Они не так эффективны (эффективность до 18%), как монокристаллические фотоэлементы. Зато их стоимость существенно ниже, поэтому они доступны широким слоям населения.
Аморфные. Имеют тонкопленочные фотоэлементы на основе кремния. Уступают моно и поликристаллам по выработке энергии, но и стоят дешевле. Их преимуществом является способность функционировать при рассеянном и даже слабом освещении.

Поликристаллическая солнечная панель

В систему входят также следующие компоненты:

Инвертор, который преобразует постоянный ток в переменный.
Аккумуляторная батарея. Она не только накапливает энергию, но и нивелирует перепады напряжения, когда меняется уровень освещенности.
Контроллер зарядного напряжения аккумулятора, режима зарядки, температуры и других параметров.

В магазинах можно приобрести как отдельные компоненты, так и целые системы. При этом мощность устройств определяется исходя из конкретных потребностей.

Функционирование, виды преобразователей и их сравнительная энергоэффективность

Преобразователи или инверторы являются ключевыми компонентами солнечных батарей. Они трансформируют постоянный ток, вырабатываемый модулем в переменный напряжением 220 В, который необходим для работы электрических приборов.

Инверторы имеют мощность от 250 до 8000 Вт. При покупке рекомендуют учитывать самую высокую нагрузку на сеть и соотносить напряжение и мощность.

Оптимальными считаются параметры: 12 вольт и 600 ватт, 24 Вольт при 600-1500 Ватт, 48 Вольт, если мощность больше 1500 Ватт.

Инвертор, на принципиальной схеме работы солнечных батарей

Разновидности преобразователей

Автономный. Перед тем как выбрать инвертор, надо определить, какие приборы будут от него питаться, и подсчитать их общую максимальную мощность в единицу времени. Рекомендуется взять мощность инвертора несколько больше. Некоторые бытовые электроприборы при включении создают резкое увеличение напряжения, из-за которого устройство может выйти из строя.
Синхронный. Они накапливают энергию, а излишки передают в электрическую сеть. В случае недостатка электричества, выработанного системой, преобразователь «позаимствует» его из общей сети. Применение модели синхронного типа позволит избежать перебоя в энергоснабжении.
Многофункциональные устройства объединили в себе преимущества первого и второго вида.

На видео показано, как выбрать инвертор для частного дома:

В зависимости от формы сигнала напряжения на выходе существует несколько видов преобразователей, которые различаются применением и стоимостью:

С синусоидальным сигналом. Создают ток высокого качества, что сказывается на их стоимости. От них работают крупные бытовые приборы: холодильники, котлы, кондиционеры.
Прямоугольным. К этим недорогим инверторам подключают осветительные приборы. Большинство домашних бытовых приборов с ними несовместимы.
Псевдосинусоидальным. Их преимуществом является возможность подключения практически всей домашней техники. Но качество сигнала снижено по сравнению с первым видом, поэтому они стоят дешевле.

Ребристая форма инвертору нужна для максимально эффективного охлаждения

Стоимость комплекта и основные технические характеристики, срок окупаемости

Цены на готовые комплекты в основном варьируются от 30 000 до 2 000 000 руб. Они зависят от составляющих их устройств (от вида батарей, количества приборов, производителя и характеристик). Можно встретить бюджетные варианты стоимостью от 10 500 руб. В эконом-набор входит панель, контроллер заряда, коннектор.

В стандартные комплекты включают:

энергетический модуль;
контроллер заряда;
аккумулятор;
инвертор;
стеллаж *;
кабель *;
клеммы*.

* Предусмотрены в расширенной комплектации.

Стандартный комплект оборудования

Технические характеристики указывают в руководстве к применению:

Мощность и размеры панелей. Чем больше нужна мощность, тем выгоднее покупать батареи больших размеров.
Энергоэффективность системы.
Температурный коэффициент показывает насколько температура влияет на мощность, напряжение и ток.

Принцип работы солнечной электростанции в домашних условиях

Солнечная электростанция – это система состоящая из панелей, инвертора, аккумулятора и контроллера. Солнечная панель трансформирует лучистую энергию в электричество (как было сказано выше).

Постоянный ток попадает в контроллер, который распределяет ток по потребителям (например, компьютер или освещение). Инвертор преобразовывает постоянный ток в переменный и обеспечивает работу большинства электрических бытовых приборов.

В аккумуляторе накапливается энергия, которая можно расходовать в темное время суток.

На видео пример расчетов, показывающий, сколько панелей нужно для обеспечения автономного энергоснабжения:

Как солнечная энергия используется для получения тепла

Гелиосистемы применяются для нагревания воды и отопления жилища. Они могут давать тепло (по желанию владельца) даже тогда, когда отопительный сезон закончится, и обеспечивать дом горячей водой бесплатно.

Простейшее устройство представляет собой металлические панели, которые устанавливают на крыше дома. Они аккумулируют энергию и согревают воду, которая циркулирует по скрытым под ними трубам.

Функционирование всех гелиосистем основано на этом принципе, несмотря на то, что конструктивно они могут отличаться друг от друга.

Солнечные коллекторы состоят из:

бака-аккумулятора;
насосной станции;
контроллера;
трубопроводы;
фиттингов.

По типу конструкции различают плоские и вакуумные коллекторы. У первых дно покрыто теплоизоляционным материалом, а жидкость циркулирует по стеклянным трубам.

Вакуумные коллекторы отличаются большой эффективностью, потому что теплопотери в них сведены к минимуму.

Этот тип коллектора обеспечивает не только отопление солнечными батареями частного дома – его удобно использовать для систем горячего водоснабжения и подогрева бассейнов.

Принцип действия солнечного коллектора

Этапы монтажа батарей

Для установки панелей выбирается самое освещенное место – чаще всего это крыши и стены зданий. Чтобы устройство функционировало максимально эффективно, панели монтируются под определенным углом к горизонту. Учитывается также уровень затемненности территории: окружающие предметы, которые могут создавать тень (постройки, деревья и т. п.)

Устанавливаются панели при помощи специальных крепежных систем.

Затем модули соединяются с аккумулятором, контроллером и инвертором, и производится наладка всей системы.

Для эффективного функционирования оборудования и продолжительного срока службы необходимым условием является правильно выполненный монтаж, который под силу только опытным специалистам.

Для монтажа системы всегда разрабатывается персональный проект, который учитывает все особенности ситуации: как будет выполняться установка солнечных батарей на крыше дома, цена и сроки. В зависимости от вида и объема работ, все проекты рассчитываются в индивидуальном порядке. Клиент принимает работу и получает на нее гарантию.

Установка солнечных батарей должна производиться профессионалами и с соблюдением мер безопасности

Как итог – перспективы развития солнечных технологий

Если на Земле максимально эффективной работе солнечных батарей мешает воздух, который в известной пере рассеивает излучение Солнца, то в космосе такой проблемы не существует.

Учеными ведется разработка проектов гигантских орбитальных спутников с солнечными батареями, которые будут работать 24 часа в сутки. От них энергия будет передаваться на наземные приемные устройства.

Но это дело будущего, а для уже существующих батарей усилия направлены на повышение энергоэффективности и уменьшение размеров устройств.