Солнечные батареи для дома

ТОП-3: «Оптимальная дача»

Обзор

Одна из наиболее востребованных солнечных электростанций для дач и загородных домов, которая даже вдали от городской цивилизации обеспечивает комфортное проживание.

Преимущества

• Использование круглый год;
• Полная автоматизация, т.е. переход в режим сна при снижении нагрузки ниже 5 Вт;
• Возможность ввода резерва в автоматическом режиме (ЗУ, АВР, ИБП) и устройства зарядного в зимнее время;
• Стабильная работа даже в непогоду;
• Бесшумная работа и простое управление;
• Современный интерфейс и быстрый монтаж (до 6 часов);
• Малый вес – 25 кг;
• Компактность и длительный период эксплуатации –до 25 лет.

Технико-эксплуатационные показатели

• Мощность инвертора – 2400 и 6000 Вт (номинальная и при пуске);
• КПД -93%;
• Модули поликристаллические кремниевые;
• Мощность суммарная — 600 Вт (150х4);
• Тип необслуживаемой батареи – GEL;
• Эффективность контроллера -98%;
• Масса модуля и размеры -12,2 кг (1482х674х35 мм;
• Вес и габариты батареи – 65 кг (218×238×522 мм);
• Блок управления весит 20 кг (650×300×150 мм);
• Напряжение выхода -230 В, чистая синусоида;
• Ток зарядки -30А;
• Управление – ПК или дисплей.

Купить

Где купить	Цена в рублях
https://moskva.tiu.ru/p339887387-solnechnaya-elektrostantsiya-optimalnaya;all.html?_openstat=tiu_prosale%3B%D1%81%D0%BE%D0%BB%D0%BD%D0%B5%D1%87%D0%BD%D1%8B%D0%B5+%D1%8D%D0%BB%D0%B5%D0%BA%D1%82%D1%80%D0%BE%D1%81%D1%82%D0%B0%D0%BD%D1%86%D0%B8%D0%B8%3B%D0%A1%D0%BE%D0%BB%D0%BD%D0%B5%D1%87%D0%BD%D0%B0%D1%8F+%D1%8D%D0%BB%D0%B5%D0%BA%D1%82%D1%80%D0%BE%D1%81%D1%82%D0%B0%D0%BD%D1%86%D0%B8%D1%8F+%C2%AB+%D0%9E%D0%BF%D1%82%D0%B8%D0%BC%D0%B0%D0%BB%D1%8C%D0%BD%D0%B0%D1%8F+%D0%B4%D0%B0%D1%87%D0%B0%C2%BB%3Bcatalog	139000
https://ecovolt.ru/catalog/solnechnye_komplekty_stacionarnye/solnechnaya_elektrostantsiya_eko_optimalnaya_dacha_kruglosutochnogo_ispolzovaniya/	139000
https://itanna.ru/komplekt-solnechnykh-batarei-dachi-4kvt/	139000

Эффективность солнечных батарей

В зависимости от действия различных факторов КПД солнечной электростанции способен изменяется как в сторону увеличения, так и уменьшения. На эффективность работы гелиопанелей оказывают влияние:

• температурный режим работы;
• уровень освещенности;
• угол, под которым панель освещается солнечными лучами;
• сопротивление потребителей (нагрузки);
• затемнение участков панели;
• загрязнение поверхности батарей.

КПД гелиопанелей падает при повышении температуры. При облачности снижается производительность ФЭП с линзами, фокусирующими солнечное излучение.

Идеальным считается угол падения лучей на панель 90 градусов. Если он отклонится от прямого, например, в пределах 30 градусов, то КПД солнечной батареи упадет примерно на 5 %. Дальнейшее изменение угла приводит к значительному снижению производительности за счет увеличения количества отраженного света.

ФЭП должно быть равномерно освещено. Затемненные участки не только не генерируют электричество, но и становятся источниками дополнительной нагрузки. Перед батареями не должно быть объектов, закрывающих их частично или полностью от солнечных лучей. Поверхность панелей необходимо регулярно очищать от грязи и пыли.

Как выбрать солнечную батарею

В продаже имеются несколько видов солнечных панелей: монокристаллические, поликристаллические и тонкопленочные модули из аморфного кремния. Более подробно об устройстве, принципах работы, видах и схемах подключения можно прочитать в этой статье: “как работает солнечная батарея“.

Монокристаллические элементы представляют собой срез кристалла кремния. Внешне отличаются по цвету – имеют равномерный серый или темно-синий цвет. Характеризуются немалым коэффициентом полезного действия, доходящим до 25%.

Производство таких элементов связано с трудностями: необходимо изготовить кристалл нужного качества большого размера, а затем разделить его на части. Это, в свою очередь, сказывается на конечной цене.

Поликристаллические элементы имеют меньший КПД, не больше 18%. Отличаются по внешнему виду – имеют синий или темно-синий цвет и зернистую структуру. Продаются по более низкой цене, чем вышеописанные приборы.

Благодаря использованию полимерных материалов при изготовлении тонкопленочных модулей из аморфного кремния их можно легко согнуть или даже свернуть в трубочку. Обладают наименьшим КПД, составляющим 5-8%.

Производители солнечных батарей

Иностранными лидерами в производстве солнечных батарей являются:

1. Японские компании Sanyo и Sharp. Sanyo созданы гелиопанели HIT-N230, которые при производительности почти 23 % тоньше вдвое, чем стандартные аналоги. Фирма Sharp известна выпуском мощных трехслойных модулей с КПД от 37 до 44,4 %.
2. Китайская фирма Jinko Solar. Она относится к крупнейшим в мире производителем с полным циклом: выпускает ФЭП в год примерно суммарной мощностью 10 ГВт. Гелиопанели Jinko Solar Eagle PERC с КПД 18 % стоят около 14000 рублей.
3. Южно-корейская Hanwha QCELLS (производит в год панелей на общую мощность до 8 ГВт).
4. Китайские компании: JA Solar (9 ГВт), Trina Solar, RISEN ENERGY (6,6 ГВт), GCL-Poly Energy Holdings (5,4 ГВт), Talesun (4,5 ГВт), Suntech (3,3 ГВт), ZNSHINE Solar (3,2 ГВт).
5. Канадская Canadian Solar.
6. Испанская IES.
7. Американская Sun Power.

Изготовлением и сборкой гелиопанелей в России занимается ряд фирм, среди которых можно выделить следующих:

• SOLBAT;
• Телеком-СТВ;
• РЗМПК (Рязанский завод металлокерамических приборов);
• Хевел;
• Автономные системы освещения (Sun Shines);
• Термотрон-завод.

В России очень распространены солнечные модули и полные комплекты для электростанций китайского производства. Связано это с их меньшей ценой, по сравнению с аналогами от производителей из других стран.

Выбираем компоненты для солнечной электростанции

Для того чтобы наглядно проиллюстрировать расчет, сколько нужно солнечных батарей для использования их в качестве основного источника энергии, рассмотрим условный загородный дом в Рязанской области, в котором жильцы находятся с марта по сентябрь включительно.

Для расчета мы возьмем следующие показатели почасового потребления:

• суммарное потребление энергии в сутки – 12 кВт/ч;
• средний уровень нагрузки всех потребителей – 500 Вт;
• максимальное значение нагрузки – 1200 Вт;
• пиковый уровень нагрузки (+25 %) – 1200×1,25 = 1500 Вт.

Полученные данные будут использованы для определения необходимой емкости аккумуляторов гелиоэлектростанции.

Принцип работы солнечного электроснабжения, устройство солнечной батареи

Преобразовать энергию солнца в электричество можно несколькими способами.

Иногда применяется схема с генератором, где она трансформируется вначале в механическую, вращает вал генератора, а затем переходит в электрическую.

Минус такого способа в том, что он весьма дорогостоящий, поскольку требует использования больших зеркал, поворачивающихся по мере движения солнца.

Применение фотоэлементов позволяет напрямую преобразовывать свет в ток.

Это и есть столь популярные сегодня солнечные батареи, которые представляют собой небольшую (несколько см2) кремниевую пластину, на которой в единую цепь собраны фотодиоды. При попадании света, на выходах диодов появляется фото-ЭДС около 0,5 – 0,55 V. При помощи сборки таких пластин в модули можно получить на выходе требуемую мощность.

Если бы кто-то попытался добиться значения в 220 V, то получил бы батарею колоссальных размеров. Поэтому ставится цель получения 12-24 V, а все дальнейшие преобразования происходят при помощи других составляющих системы.

Конструкция включает в себя три основных узла:

1. Солнечную панель.
2. Аккумуляторы.
3. Инвертор.

Как уже говорилось, задача солнечной панели выработать ток напряжением 12-24 V, которого хватит, чтобы зарядить 12-вольтовый аккумулятор.

Устройство солнечной батареи

Одного аккумулятора будет мало для обеспечения жилья нужным количеством электроэнергии. Их количество рассчитывается исходя из потребностей конкретного дома, и может составлять свыше 10 штук (однако число аккумуляторов прямо пропорционально и размеру солнечной панели).

Преобразовывать энергию низкого напряжения в стандартную, призван инвертор. Его приобретают готовый. При покупке соотносите выдаваемую им мощность с потребностями жилья в электричестве. По меньшей мере, это должна быть мощность в 1-2 кВт.

По устройству солнечной батареи различают два её вида:

1. Плёночные.
2. Кремниевые.

Плёночные или полимерные реже встречаются, поскольку имеют небольшой КПД и требуют много места для установки. Кроме того, энергоэффективность плёнки сокращается на пятую часть даже при небольшой облачности.

Солнечные панели на крыше

Кремниевые, описанные выше, могут быть монокристаллическими и поликристаллическими. Монокристаллические батареи — это множество ячеек со встроенными кремниевыми преобразователями и заполненные силиконом.

В ячейках поликристаллических батарей больше преобразователей, которые установлены разнонаправленно. Эта особенность обеспечивает более эффективную работу панели, даже когда свет рассеянный. И хотя КПД таких батарей немного ниже, чем у монокристаллических, на поверку они оказываются более продуктивными и их чаще используют.

Основные характеристики солнечных батарей для дома

Начиная рассматривать тему солнечных батарей, в первую очередь необходимо обратить внимание на систему фотоэлектрического электроснабжения. Это устройство перерабатывает солнечный свет в электрическую энергию

Уже двести лет человечество занимается улучшением данного оборудования, причем успешно. Именно поэтому с каждым днем все больше людей заинтересовывается установкой солнечной батареи.

Но какую именно выбрать https://e-solarpower.ru? Существует три вида систем в зависимости от специфики альтернативного источника энергии.

Для первого вида характерны открытые фотоэлектрические системы электроснабжения (ФСЭ). В них отсутствуют аккумуляторы, а само оборудование питается через особый инвертор. Главная сеть не будет работать, если вырабатываемая мощность больше потребляемой.

Для второго вида характерны автономные системы, независящие от главной сети. ФСЭ такого рода функционируют в своем очертании сети для непосредственного питания всей техники. Наилучшие показатели наблюдаются при наличии аккумуляторной батареи, которая применяет накопившуюся энергию во время ухудшения поступления солнечной энергии, а также если вырабатываемая мощность больше потребляемой.

К третьим видам относят объединение двух предыдущих категорий. Комбинированные ФСЭ обладают большим функционалом. Даже существует возможность передачи не потребляемой вырабатываемой энергии в главную сеть. Но такой вид системы самый дорогой.

Комментарии:

Мах

По моим подсчетам, у меня батареи окупились за 3 года. Но я их использую в собственной теплице для оросительной системы и освещения.

Петро

5 лет — средний срок окупаемости. Если батарея закрепляется стационарно. Если же вращать каждый день ее вслед за солнцем от рассвета до заката — можно сократить это время, но вот захочется ли вам каждые 3-4 часа поворачивать батарею каждый день?

Никита

Кто подскажет, какой толщины должно быть стекло над батареями, чтобы градом на крыше не побило?

Артем

Никита, я ставил 5мм — думаю достаточно. Под град попадали, снегом заметало. Все осталось сохранным.

Михаил

Либо я чего-то не понял, либо я чего-то не понял. Объясните на пальцах что за коэффициент 16 и откуда он берётся. И вообще почему именно 16, а не 25 или 42?

ScottZom

Спасибо за публикацию, очень правильно все написано!

зонтик

Привет автору раздела где приводится укрупненый расчет мощности геоустановки. ИНТЕРЕСНО, в школе когда проходили электричество, явление магнитной индукции и категории величин, связанные с этими явленими где находился автор? Наверно прогуливал (в зоопарке бегемота кормил). С каких пор электрическая да и любая энергия измеряется в кВт(киливатах), это равносильно тому что скорость потока измерять ведрами. Прошу исправить, ато как то сдыдно величену МОЩНОСТИ (кВт-киловат, л.с.-лошадиная сила) путают с величинами ЭНЕРГИИ (кВт*h — киловатчас, Дж — Джоуль)

Ампер Вольтович

Тест

Ампер Вольтович

Никита, панель уже имеет защитное стекло, специальное, закаленное 3мм. Выдерживает удар стального шарика весом 260гр. с высоты 1метр. Град никакой не стращен.

Ампер Вольтович

3.2мм толщина и антибликовое притом.

Ампер Вольтович

Сами с собой разговаривают, тужатся пыжатся, в взлететь не могут… Без Зеленого тарифа не выгодно нигде. Только убытки. Ставить панели, пр наличии сети, может только полный Ипанько, типа автора, который только что из по коровы, слышал звон… Это пля полный Пездос!

Ампер Вольтович

Зонтик, Браво! Вы забыли указать , что Дж=1Вт*сек. Ну, мало ли, может забыл автор, принял….

Андрей Витальевич

Владельцу сайта нужно иметь представление не только о ТОЭ, но и представление о ВИЭ, особенно в направлении подачи материала аудитории об окупаемости и расчёте параметров оборудования. Это долгий путь семинаров, самостоятельного изучения, гугления и практики. Совет- удалить всё и начать заново всё. Можно посмотреть ( не украсть) у коллег контент. Но и не забыть про семантику контента и релевантность запросам. Вы заблуждаетесь в окупаемости в 4-5 лет, с аккумуляторами солнечные генераторы не окупаются и за 15 лет!!! Только при наличии гос. поддержки микрогенерации и сетевом инверторе. С уважением Андрей Витальевич, директор компании.

C8E3EEF0FC

Неправильное применение, автором, единиц измерения навевает подозрения, касаемо того, что он понимает о чём пишет…

C8E3EEF0FC

В частности, физической величины с размерностью кВт/час не существует в природе. Мощность измеряется в ваттах (и кратных им единицах: млил-, кило-, мега- и т.п. ваттах), л.с. … Энергия — в Джоулях, кВт*часах, калориях и т.д. Т.е., по-просту говоря, мощность=энергия/время, соответственно: энергия=мощность*время. А мощность/время — это что?

C8E3EEF0FC

ВСралась оЧеПятка: «млил-» это имелось в виду «мили-«. Плохо, что нет возможности отредактировать уже отправленный коммент.

Зыгмунд

Правильно замечено, основной критерий экология.И о окупаемости не может быть и речи.

алекс

https://trinixy.ru/136213-vsya-pravda-ob-effektivnosti-solnechnyh-paneley-10-foto.htm Вот ссылка интересная на то как человек использовал более года систему.

Алекс

срок окупаимости 25 лет. расчет при самом высоком потреблении эл-ва стоимость квт 3,04руб до 150 квтч /месяц. 3,81руб от 150 до 800квт ч /мес. эти батареи не отобьете никогда с такими ценами. в Европе их ставят из-за высоких тарифов, у нас они пока низкие. покупка их нецелесообразна…

Дмитрий

Просто не хочется платить «дяде» — пусть ходит и скрипит зубами, что у тебя свет и тепло, я ему ты не платишь!

Оставить комментарий Отменить ответ

Выгодно ли покупать комплектом солнечные батареи для дачи

Бестопливный генератор — способ заработать на безграмотности

Power Bank с солнечной батареей — расчет на безграмотность

Принцип действия солнечных батарей.

Как правильно выбрать солнечную батарею для дома

При выборе оборудования для солнечной электростанции следует обращать внимание на такие моменты:

стоимость панели во многом зависит от ее мощности;
часто от размера батареи зависит ее мощность – более мощное оборудование будет занимать большую площадь, нежели прибор с небольшой мощностью;
важно обращать внимание на такие характеристики, как эффективность модуля, температурный коэффициент, а также срок гарантии;
если панели планируется размещать в регионе, где нет много солнечного света, рекомендуется выбирать оборудование, которое эффективно использует рассеянный свет и выдерживает негативное влияние внешних факторов.

Стоимость солнечных панелей напрямую связана с их классом и мощностью. Притом, высококлассные портативные модели также присутствуют в рейтинге лучших солнечных батарей. Выбор оборудования зависит от необходимой мощности и сферы применения.

Видео — Солнечные батареи для дома

Чтобы вам было легче определиться с выбором, мы поместили все модели солнечных батарей в одну сравнительную таблицу:

Название модели	Вес (кг)	Мощность (Вт)	Напряжение (В)	КПД (%)
Delta SM 30-12 P	2,9	30	12	15,6
Delta BST 50-12 P	5,2	12	60	16,2
Delta SM 200-24 M	15	200	24	18,3
Feron PS 0303	5	17	150	17
Delta BST 50-12 M	5,2	12	60	17
E-Power 25Вт	0,6	25	18	20,5
SilaSolar 30Вт	2,8	30	18	17,1
E-Power 50Вт	0,7	50	17,6	21,5
TopRaySolar 65П	5,3	65	12	19
ТСМ-95 А	7,9	95	18	18,7
ФСМ-160П	12,2	160	18,8	17,5
Seraphim SRP-270-6PB	19	270	31	19,6
JA Solar JAM72D10/MB 405W Mono Half-Cell PERC Bifacial	30	405	42	19,8

Голосование за лучшую солнечную батарею для дома

Какую бы вы выбрали солнечную панель или посоветовали?

Delta SM 30-12 P

Сохраните результаты голосования, чтобы не забыть!

Чтобы увидеть результаты, вам необходимо проголосовать

Остальные элементы системы

Но одних панелей недостаточно. Выработанная ими энергия должна быть правильно перераспределена. За это отвечает контроллер. Вся выработанная панелями энергия поступает на него.

Также следует отметить, что панели вырабатывают постоянный ток невысокого напряжения, как уже отмечено одна панель может обеспечить 18 или 24 В. А большинство домашних электроприборов работают от сети 220 В и с переменным током.

Поэтому, чтобы была возможность использовать выработанную панелями электроэнергию, потребуется инвертор, который и будет преобразовывать ее.

Если солнечные панели рассчитаны на использование в качестве автономной системы для обеспечения электроэнергии, то потребуются накопители энергии, ведь в темное время суток панели энергию вырабатывать не будут.

Такими накопителями являются аккумуляторы.

Типы фотоэлектрических преобразователей

В промышленности существует классификация солнечных батарей по типу устройства и применяемого фотоэлектрического слоя.

По устройству делятся на:

• панели из гибких элементов, они же гибкие;
• панели из жестких элементов.

При развертывании панелей чаще всего используются гибкие тонкоплёночные. Они укладываются на поверхность, игнорируя некоторые неровные элементы, что делает данный тип устройства — более универсальным.

По типу фотоэлектрического слоя для последующего преобразования энергии панели делятся на:

1. Кремниевые (монокристалл, поликристалл, аморфные).
2. Теллурий–кадмиевые.
3. Полимерные.
4. Органические.
5. Арсенида–галлиевые.
6. Селенид индия– меди– галлиевые.

Хотя разновидностей множество, львиную долю в потребительском обороте имеют кремниевые и теллурий–кадмиевые солнечные панели. Эти два типа выбирают из–за соотношения кпд/цена.

Сколько стоит установка домашней солнечной электростанции

Цена установки солнечных батарей на крыше в основном зависит от двух факторов: вида системы и ее мощности. И если с мощностью все понятно — чем она больше, тем дороже домашняя солнечная электростанция, то о ее видах расскажем подробнее.

Системы электроснабжения с солнечными панелями на крыше дома бывают трех видов:

1. Автономные — дорого, но без забот. В этом случае дом получает электроэнергию только от солнечных батарей и, возможно, бензинового или дизельного генератора. Для работы системы необходимы аккумуляторы и немало: их емкости должно быть достаточно, чтобы обеспечить бесперебойное электроснабжение в темное время суток.
2. Соединенные с сетью — бюджетно и просто. В такой системе недостаток энергии компенсируется от общей электросети, в нее же отдаются излишки в пиковое время выработки. В этом случае не нужны аккумуляторы, а на отданной энергии можно даже заработать. Но при перебоях в электроснабжении солнечные батареи работать также не будут.
3. Гибридные — оптимум для больших домов. Эти системы оснащают аккумуляторами, но после их полной зарядки в пиковое время не отключают панели, а передают электроэнергию с них в сеть. Также от сети можно компенсировать недостаток электроэнергии, в том числе и зарядить аккумуляторы.

Аккумуляторные батареи стоят дорого, к тому же их нужно менять раз в 3-8 лет в зависимости от типа аккумулятора и режима использования. Поэтому их наличие сильно удорожает систему.  Если брать средние числа, то:

Автономная система на 1 кВт*ч/сутки будет стоить 120-140 тысяч рублей, а при мощности в 5 кВт*ч/сутки ее цена увеличится в два раза — до 280 тысяч рублей

На этом примере видно, что для оценки порядка цен неважно, сколько стоит солнечная батарея на крышу конкретного производителя. Нужна только информация о стандартной цене 1 Вт энергии, которая примерно равна 60-65 рублей

Тип солнечных батарей, их производитель, марка инвертора и контроллера, конечно, влияют на цену, но дают ее изменение на десятки процентов, а не в разы или на порядок.
Соединенная с сетью система на 1 кВт*ч/сутки будет стоить 30-35 тысяч рублей, а при мощности в 5 кВт*ч/сутки ее цена увеличится до 70-80 тысяч рублей.
Гибридная система стоит на 10-15% дороже автономной аналогичной мощности за счет большей сложности монтажа.

При расчете стоимости установки солнечных батарей смотрите цену 1 кВт полностью готовой системы с установкой и без нее. Так вы сможете быстро сравнить предложения разных компаний между собой и выбрать самое выгодное.

Плюсы и минусы

Бытовое применение солнечной энергии имеет свои плюсы:

• Экологическая безопасность.
• Долговечность.
• Простота установки и эксплуатации панелей.
• Надежность.
• Независимость.
• Низкий уровень шума работы системы.
• Малый вес.
• Отсутствие быстро изнашиваемых подвижных элементов.

Но у применения батарей есть и минусы:

• Высокая стоимость.
• Работа электростанции сопровождается выделением тепла.
• Для установки системы необходим большой участок площади.
• Невысокий коэффициент полезного действия – до 25%.

Эффективность солнечных батарей зимой

Зимой главную роль играет угол наклона панелей, поскольку солнце находится низко над линией горизонта, и это сказывается на их производительности. Зачастую устанавливается оптимальный угол на круглый год.

Эффективность солнечных модулей в зимний сезон снижается от 3 до 8 раз, что зависит от региона. Чем ближе к экватору, тем выше продуктивность электростанции. С увеличением площади батарей повышается количество накапливаемой энергии в них. Если в летнее время для освещения, снабжения питанием компьютера и холодильника понадобится 1 кВт электричества, то есть результат работы четырех 250-ваттных панелей, то зимой для этих же целей потребуется в 2 кВт.

При использовании солнечных коллекторов, владельцы должны контролировать состояние жидкости, которая проходит по трубкам, чтобы она не превратилась в лед.

Цена комплекта для дачи

Что касается цен на комплекты и отдельные панели, то они сильно разняться. Многое зависит от производителя, качества исполнения, мощность, разновидности панели и её КПД.

В среднем монокристаллические кремниевые модули мощностью 40─60 ватт и напряжением 12 вольт имеют цену около 5─7 тысяч рублей. Речь идёт о российских или китайских производителях. Поликристаллический модуль с напряжением 24 вольта и мощностью 260 ватт обойдётся в 17─18 тысяч рублей.

Полностью комплект для дачи 800 ватт, включающий две панели и 2 аккумулятора, стоит в среднем около 70 тысяч рублей. А если вы собираетесь купить автономную солнечную электростанцию, то образцы мощностью 1800 ватт стоят от 160 тысяч рублей.

Устройство и принцип действия солнечной батареи

Когда-то пытливые умы открыли для нас природные вещества, вырабатывающие под воздействием частиц света солнца, фотонов, электрическую энергию. Процесс назвали фотоэлектрическим эффектом. Ученые научились управлять микрофизическим явлением.

На основе полупроводниковых материалов они создали компактные электронные приборы – фотоэлементы.

Производители освоили технологию объединения миниатюрных преобразователей в эффективные гелиопанели. КПД панельных солнечных модулей из кремния широко производимых промышленностью 18-22%.

Из описания схемы наглядно видно: все комплектующие элементы электростанции одинаково важны – от их грамотного подбора зависит согласованная работа системы

Из модулей собирается солнечная батарея. Она является конечным пунктом путешествия фотонов от Солнца до Земли. Отсюда эти составляющие светового излучения продолжают свой путь уже внутри электрической цепи как частицы постоянного тока.

Они распределяются по аккумуляторам, либо подвергаются трансформации в заряды переменного электротока напряжением 220 вольт, питающего всевозможные домашние технические устройства.

Солнечная батарея представляет собой комплекс последовательно соединенных полупроводниковых устройств – фотоэлементов, преобразующих солнечную энергию в электрическую

Исследования и разработки для повышения КПД

Наиболее перспективным направлением исследований считается создание многослойных панелей. Основной упор делается на возможность получения энергии от инфракрасных и ультрафиолетовых лучей, которые во многом более активны, чем видимые части спектра. Работы ведутся и в области очистки кремниевых структур, создания наиболее однородных и чистых кристаллов.

Еще одним направлением является создание максимально плотных и ровных соединений полупроводников. Электрический ток возникает на границе двух материалов, и, если поверхность обоих изобилует впадинами и прочими изъянами, эти участки исключаются из общей рабочей зоны. Проблема технически сложная, поскольку речь идет о микронной точности шлифовки. Для промышленного производства эти методики пока слишком сложны, а цены на панели будут недоступны рядовым покупателям. Процесс исследований происходит непрерывно, поэтому ожидать положительных сдвигов можно в любой момент.

Сколько нужно солнечных батарей для отопления дома

Казалось бы, все просто. На обогрев небольшого загородного коттеджа площадью 100 м² пойдет приблизительно 10 кВт = 10 000 Вт тепловой энергии. Это 100 панелей по 0.1 кВт или 34 больших модуля по 300 Вт. Столько батарей на крышу дома не поставишь, а о квартире и речи нет.

Сразу оговоримся, полученный результат – неправильный, поскольку не учитывает особенности эксплуатации солнечных энергетических систем:

1. Фотоэлектрический модуль выдает максимальную мощность, когда лучи падают под углом 90° к плоскости батареи. Если не сделать трекер – следящий механизм, поворачивающий панель вслед за движением солнца, потеряем около 40% энергии. С другой стороны, подобное устройство тоже расходует электричество.

   Трекер поворачивает модули вслед за светилом, обеспечивая угол падения лучей 90°

2. Величина солнечного излучения на 1 м² – инсоляция – зависит от региона проживания, высоты над уровнем моря, затененности участка. Перечисленные факторы напрямую влияют на производительность батарей.
3. С течением времени полупроводниковое покрытие модулей деградирует, в результате теряется примерно 1% электрической мощности ежегодно.
4. Если фотоэлектрический слой перегревается солнцем, производительность панели тоже уменьшается.
5. Малая толика энергии теряется в сопутствующем оборудовании – инверторах, контроллерах, АКБ. Это банальный нагрев деталей – трансформаторов, микросхем и прочих элементов.
6. Когда рабочая поверхность загрязняется пылью либо засыпается снегом, возникают дополнительные потери.
7. Заметьте, для отопления солнцем зимой вырабатываемого электричества должно хватать на обогрев дома и зарядку аккумуляторов на ночь.

Вывод. Универсального расчета электрической мощности батарей, подходящего ко всем странам и регионам, не существует. Но озвученную выше цифру 10 кВт нужно удвоить (как минимум), чтобы получить пристойный результат на практике. Понадобится от 200 стоваттных панелей, занимающих площадь свыше 140 м².

Есть надежный способ получить точные данные по инсоляции и рассчитать производительность солнечных батарей – обратиться в местную организацию, занимающуюся их монтажом. Либо самому изучать карту инсоляции района.

На карте видно, что центральные регионы РФ получают довольно мало радиации солнца – в среднем 3–3.5 кВт на метр квадратный за день

Предлагаем пойти другим путем – использовать опыт владельцев солнечных автономных электростанций, почитать их отзывы на тематических форумах. Отыщите там пользователей, проживающих в вашей местности, если хотите получить реальные цифры бесплатно. Приведем примеры:

1. Автономная система солнечного электроснабжения, расположенная в Ленинградской области, РФ. Установлено 6 панелей по 0.22 кВт (всего 1.32 кВт), пиковая мощность в зимний безоблачный день – 1157 Вт. Тема обсуждается на известном русскоязычном форуме.
2. г. Анапа, производительность батарей – 2.2 кВт, количество не указывается. За световой день электростанция генерирует порядка 9 кВт.
3. г. Москва, мощность СЭС 2.64 кВт. За весь июнь установка выработала 304 кВт энергии.

Обратите внимание: нами учитывалась только солнечная энергия для отопления, подогрев воды и прочие хозяйственные нужды в расчет не принимались. Как рассчитать число батарей на практике, смотрите в видеосюжете:

Как работают солнечные батареи

Солнечный свет попадая на элементы солнечных панелей, преобразуется в постоянный электрический ток. Инвертор преобразовывает постоянный ток в переменный ( в привычные нам 220в), а он, попадая в контроллер, отправляется к потребителям (бытовой технике, осветительных устройств). Аккумулятор же выполняет роль буфера между солнечными батареями и инвертером. Мощность инверторов может быть разной: 250-8000 Вт

Главные параметры, на которые следует обращать внимание: напряжение, мощность. Причем нужно не просто изучить характеристики, а соотнести эти параметры друг с другом

Отмечают наиболее подходящие варианты, исходя из напряжения (В) и мощности (Вт):

• 12 В, 600 Вт;
• 24 В, 600-1500 Вт;
• 48 В, от 1500 Вт и выше.

Принцип действия солнечных батарей

Существующие разновидности преобразователей:

1. Автономные. Функционируют без подключения к основной энергосети. При выборе автономных преобразователей учитывают мощность всей подключаемой техники. Дополнительно делают запас, т. к. некоторые устройства при включении создают повышенную нагрузку из-за существенных значений пусковых токов.
2. Синхронные. Модуль подключен к основной энергосети. Он также оснащен аккумуляторной батареей, имеет свойство накапливать энергию. Излишки «сбрасываются» обратно в сеть. При возникновении перебоев (отмечается недостаток электроэнергии), модуль снова получает требуемое количество от основного источника.

Существуют также многофункциональные устройства. Они объединяют возможности первого и второго варианта. Кроме того, различают преобразователи по форме сигнала напряжения:

• синусоида: модули с таким элементами стоят дороже, т. к. обеспечивают более высокое качество тока, появляется возможность подключить крупногабаритную технику;
• прямоугольный: недорогие преобразователи, чаще всего используются для обеспечения питания осветительных приборов, многие виды техники несовместимы с источниками напряжения данной формы;
• псевдосинусоидальный: представители низкой ценовой категории, т. к. качество сигнала ниже, чем в первом случае, они подключаются к любым приборам.