- Принцип роботи сонячних батарей
- Різновиди сонячних батарей
- Важливі параметри геліосистеми
- Установка сонячних батарей
- Плюси і мінуси геліосистем
- Плюси сонячних батарей
- Мінуси сонячних батарей
Не так давно безкоштовна електроенергія здавалася чимось з ряду фантастики. Але інженерна думка летить вперед і зараз частка альтернативної енергетики стає все більше. Поступово все більше людей використовують автономні геліосистеми на основі сонячних батарей. Вони стають ефективним джерелом безкоштовної енергії при розумних фінансових вкладеннях. Сонячна енергія за допомогою фотоелементів перетворюється в електричну, і ви її отримуєте абсолютно безкоштовно. При цьому сонце - це поновлюваний і безкоштовне джерело енергії. Геліосистеми знаходять все більшу популярність на тлі зростання тарифів за електроенергію та опалення. Випуск сонячних панелей в промислових масштабах відкритий в США, Європі, Китаї, деяких країнах СНД. У Росії заводи є в Москві, Зеленограді, Краснодарі, Рязані.
Зміст статті
Принцип роботи сонячних батарей
Сонячні батареї в складі геліосистем застосовуються в основному для вироблення електроенергії для приватних будинків, дачних будиночків, а також різних мобільних споруд, які знаходяться далеко від ліній електропередач. У південних регіонах такі установки можна зустріти в будинках відпочинку, санаторіях та інших установах. Фактично, сонячні батареї можна встановити в будь-якому будинку, де є необхідність у додатковій електроенергії. Звичайно, для установки системи повинні бути вільне місце. Сонячна батарея складається з набору фотоелектричних перетворювачів, об'єднаних в послідовний ланцюг. Самі батареї можуть об'єднуватися паралельно і послідовно для збільшення потужності системи.
фотоелектричні елементи
сонячні модулі
, Складені з фотоелементів є генераторами електроенергії з сонячного світла. Їх робота заснована на фотоелектричної реакції, яка відбувається в фотоелементах. У них під дією сонячних променів відбувається емісія електронів, які утворюють електричний струм. Все що випускаються сьогодні в промислових масштабах фотоелементи мають в своїй основі кремній. Теоретично їх ККД при потужності 300 ватів становить 30 відсотків. Але на практиці сонячні батареї працюють з ККД 10─15 відсотків в залежності від типу фотоелемента.
Сучасні сонячні батареї для приватного будинку цілком можуть функціонувати і при похмурій погоді. Вироблення електрики при цьому знижується, але гелиосистема працює. Система перестає працювати тільки вночі.
Щоб зрозуміти, якої потужності гелиосистема потрібна для вашого будинку, потрібно знати середня витрата електрики. Тут великий вплив робить те, як ви використовуєте будинок. Це може бути сезонне використання влітку або проживання там цілий рік. При підрахунку свої платіжки за електрику протягом року. Порахуйте по ним кількість кіловат, які були витрачені за рік. Це число розділіть на 12 місяців, і у вас буде витрата електрики на місяць.
Сонячні батареї на даху будинку
Як кажуть реальні користувачі, отриманий витрата на місяць потрібно помножити на 16. Це коефіцієнт, який використовується для середньої смуги Росії. В результаті у вас буде необхідна потужність геліосистеми для будинку. Наприклад, ви за минулий рік витратили потужність 1800 кВт. Тоді (1800/12) * 16. Вийти, що для вашого будинку потрібна гелиосистема потужністю 2400 ват / година.
Різновиди сонячних батарей
Сонячні батареї для дому зазвичай класифікують за типом фотоелементів, з яких вони зібрані. Ці фотоелементи відрізняються технологією виготовлення і поверхнею. Є три основних види:
- Фотоелементи з аморфного кремнію. Батареї з цих елементів ще часто називаються плівковими покриттями або гнучкими панелями . Товщина напівпровідникового шару в них 80-100 мкм. Поки вони ще не отримали широкого застосування через низький ККД. Можливо, дещо пізніше при подальшому вдосконаленні вони стануть більш затребуваними. Поки основна проблема з ними полягає в тому, щоб створити однакову спрямованість у кристалів кремнію;
- Фотоелементи з монокристалів кремнію. Найбільш дорогі і ефективні елементи, що дозволяють збирати батареї, що працюють при похмурій погоді. Технологія виробництва таких фотоелементів використовує повільне охолодження розплаву кремнію. В результаті виходить однорідний монокристал кремнію у вигляді злитка. Після охолодження його ріжуть на пластини і проводять термообробку, щоб сформувати необхідну структуру на поверхні. Зазвичай ці фотоелементи мають темно-синій колір;
- Фотоелементи з полікристалічного кремнію. В цьому випадку при виробництві фотоелементів використовують технологію утворення центрів кристалізації. В одному злитку виходить кілька кристалів. Подальша термообробка у них та ж, що і у монокристалічних пластин. За електричних характеристиках вони поступаються монокристалів і коштують дешевше. Зовні вони відрізняються по ділянках на поверхні різного кольору.
Основні типи фотоелементів для сонячних батарей
Важливі параметри геліосистеми
Вибираючи сонячні батареї для дому, слід брати до уваги кліматичні умови вашого регіону. Від цього буде залежати ефективність їх роботи. Також регіон слід враховувати при виборі типу фотоелементів, про які говорилося вище. У південних областях Росії з метою економії можна встановити полікристалічні. Тут багато сонячних днів і взимку не дуже холодно. Для використання на півночі краще взяти на монокристалах, які можуть працювати на розсіяному сонячному світлі.
Основні характеристики, на які слід звернути увагу:
- ККД. Зазвичай на рівні 12─15%;
- Високий опір;
- Герметичність і матеріал корпусу. Зазвичай виконується з алюмінієвого профілю;
- Скло. Краще, якщо буде загартованим.
Зазвичай для опалення будинку використовується електрична або газова енергія, а гелиосистема при цьому просто видає в мережу необхідний струм, працюючи в зв'язці з основним джерелом електрики. Бувають системи, які включають в себе сонячні водонагрівачі , Які підключені до бойлера або системі опалення. В цьому випадку при монтажі ще потрібно виділити місце під колектор.
Зазвичай сонячні батареї встановлюються на дах будинку
Як вже говорилося, сонячні батареї працюють в складі геліосистем. Крім них туди входять:
- контролер заряду ;
- Акумулятор (один або кілька);
- інвертор;
- Провід, елементи кріплення.
Варто відзначити, що в процесі експлуатації сонячної системи для будинку, в ній досить часто доведеться міняти акумулятори. Самі сонячні батареї працюють по 25─30 років. В процесі роботи ток з сонячних панелей заряджає акумулятор, а від нього через інвертор електрикою забезпечуються електроприлади в будинку.
В результаті акумулятор постійно заряджається і розряджається. Знаючи ціну і термін служби звичайного акумулятора для автомобіля ви можете прикинути витрати на його заміну при експлуатації геліосистеми.
Варто відзначити ще один момент. Реклама переконує нас в тому, що сонячні батареї не потребують обслуговування, але це не так. Поверхня панелей потрібно регулярно чистити від пилу і бруду, а взимку від снігу. Інакше ефективність їх роботи суттєво знижується. А якщо панелі встановлені на даху або на фасаді, то процедура чистки буде пов'язана зі складнощами. Тільки з чистими панелями ваша маленька сонячна електростанція для будинку зможе працювати на повну потужність.
Є і негативний ефект від нагрівання батарей в жарку пору року. Через це знижується їх ефективність і зменшується вироблення електроенергії.
Установка сонячних батарей
Від установки сонячних панелей багато в чому залежить ефективність їх роботи в подальшому. Нижче описані основні місця для установки батарей:
Дах. Це місце вашого будинку є найочевиднішим для встановлення сонячних батарей. Тут варто пам'ятати про те, що скат даху повинен дивитися на південь. Тоді така установка насправді принесе максимальну ефективність;
Стіни будинку. Стіна також повинна виходити на південь, щоб домогтися максимально ефективної роботи геліомодулей. Обов'язково подивіться, щоб на стіну не потрапляв тінь від поруч розташованих будинків, високих дерев та інших подібних об'ёктов. Не ставте сонячні модулі на стіні будинку, що виходить на захід або схід. Якщо ви так зробите, то в розпал світлового дня на фотоелементи будуть потрапляти тільки косі промені. Це істотно знизити ефективність геліосистеми;
Розміщення поза домом. Цей варіант фахівці називають найефективнішим. Але такий спосіб потребує виділення вільної ділянки на ділянці. Причому ділянка повинна бути на відкритому майданчику, щоб на батареї не падала тінь. До того, ж потрібно встановити модулі на шарнірної системі, що дозволяє міняти їх кут нахилу до сонця.
Панелі на балконі в міській квартирі
Плюси і мінуси геліосистем
Перед тим, як прийняти рішення про придбання геліосистеми в свій будинок, перечитайте ще раз всі плюси і мінуси.
Плюси сонячних батарей
- Екологічність. Завдяки використанню сонячної енергії немає ніяких шкідливих викидів в навколишнє середовище. Відсутні продукти згоряння;
- Автономність. така сонячна електростанція дозволяє не залежати від послуг ЖКГ. Якщо у вас ще змонтований колектор, то можна влаштувати автономний обігрів;
- Тривалий термін експлуатації. Після окупності (3─5 років) ви почнете отримувати електрику безкоштовно. Адже енергія сонця практично невичерпна.
Мінуси сонячних батарей
- Проблеми при використанні в регіонах з високою хмарністю. Також суттєвою перешкодою для роботи стає сніг в зимовий період. Доведеться постійно його зчищати, оскільки поверхня батарей повинна бути чистою;
- Потрібно чимало вільного місця, щоб змонтувати панелі;
- Великі початкові витрати на покупку устаткування;
- Невисокий ККД;
- Необхідно придбати додаткове обладнання для нормальної роботи. Це інвертор, акумулятор, контролер і кріплення з проводами;
- Довго окупаються. Залежно від терміну окупності 3─5 років.
На даний момент геліосистеми для будинку поки ще не по кишені всім верствам населення. Але технології не стоять на місці. Можливо, що скоро ситуація зміниться, панелі подешевшають, а їх ККД вище. Тоді настане час альтернативної сонячної енергії.
Якщо стаття виявилася для вас корисною, розповсюдьте посилання на неї в соціальних мережах. Це допоможе розвитку сайту. Голосуйте в опитуванні нижче і оцінюйте матеріал! Виправлення і доповнення до статті залишайте в коментарях.
