Область применения солнечных панелей
Стационарные панели
Солнечные панели могут использоваться как в стационарных условиях, так и быть переносными.
Фиксированные модули применяются в следующих областях:
- на солнечных электростанциях;
- в автономных, резервных или гибридных электростанциях для дома или дачи;
- для обогрева помещений и нагрева воды (солнечный коллектор);
- в автономных системах освещения улиц;
- для питания рекламных щитов;
- в системах навигации и сигнализации;
- в насосных станциях и др.
Рассматривая стационарные солнечные электростанции, остановимся подробнее на тех, которые используются для электроснабжения дома. Чтобы обеспечить жилище электричеством с помощью энергии Солнца, понадобятся следующие комплектующие:
- солнечные модули;
- аккумулятор (для накопления неизрасходованной энергии);
- контроллер напряжения (увеличивает срок службы аккумулятора, но не обязателен для установки);
- инвертор (преобразует постоянный ток аккумулятора в необходимый переменный ток для электроприборов).
Домашние солнечные электростанции по отношению к централизованному электроснабжению могут быть:
автономные.
Автономные, т.е. независимые от других источников питания, солнечные электростанции используются там, где невозможно по определенным причинам (значительная удаленность от населенных пунктов) подключение к общей электросети. Их использование целесообразно в южных районах, где длиннее световой день и большое количество ясных дней. В любом случае ее желательно продублировать генератором на горючем топливе. Основные преимущества автономной станции – это ее экологичность, бесшумность, минимальное техническое обслуживание в течение эксплуатации. Минус – ночью или в пасмурные дни электроэнергия вырабатываться не будет. Кроме того для их работы необходимы выше названные комплектующие, которые делают автономную систему довольно дорогой.
резервные.
Резервные, или сетевые, электростанции устанавливаются там, где есть подключение к центральной электрической сети. Она используется, как дополнительный источник электроэнергии. Резервная солнечная электростанция начинает свою работу в случае перерыва подачи электроэнергии от сети. Преимущества – бесшумность, надежность, возможность монтажа на крышу или фасад здания. Также плюсом является отсутствие аккумулятора, контроллера и инвертора, что значительно удешевляет систему.
гибридные.
По сути, представляет собой автономную станцию, подключенную к электрической сети. Энергия, полученная от Солнца, используется в первую очередь, при ее нехватке подача электроэнергии идет уже от централизованного электроснабжения. Позволяет значительно экономить на платежах за потребленную электроэнергию.
Мобильные модули
Мобильные устройства по преобразованию энергии Солнца в электрический ток могут применяться:
- для зарядки мобильных телефонов и других мобильных устройств;
- для питания радиоприемников во время походов, рыбалки;
- для питания систем навигации во время экспедиций;
- для освещения в темное время суток во время походов.
Портативные батареи стали незаменимым аксессуаром у любителей загородных поездок и туристов, путешествующих по диким местам, в которых отсутствует электричество. Так как современная жизнь даже на необитаемом острове или в горах невозможна без различных гаджетов, их подзарядка производится от зарядных устройств, преобразующих солнечную энергию. Портативные солнечные батареи чаще всего выпускаются на основе монокристаллического кремния. Они различаются размерами, формой, мощностью. Компактные батареи с небольшой мощностью могут поместиться в кармане, а большие и мощные могут быть установлены на крыше автомобиля. Кроме того они снабжены всевозможными переходниками для подключения различной техники.
Положительные и отрицательные стороны использования солнечных батарей
Преимущества фотоэлектрического источника питания:
- электроснабжение без дополнительных эксплуатационных затрат;
- самостоятельное выполнение монтажа;
- длительный срок службы рабочих пластин.
Недостатки:
- зависимость от географического расположения;
- снижение эффективности (мощности) в пасмурную погоду;
- необходимость регулярной очистки загрязненной поверхности.
Для отопления в северных регионах России такое преобразование не подходит. Кроме высокой цены, следует учитывать низкую инсоляцию. Совершенствование процессов производства уменьшает издержки. Новые технологии увеличивают КПД солнечных панелей.
Устройства питания
Солнечные панели способны питать различные устройства, и их мощность зависит от количества энергии, которую они излучают. Портативные устройства, которые требуют подзарядки, часто включают в себя фары, mp3-плееры, мобильные телефоны и другие требования к низкому энергопотреблению. Однако, в зависимости от размера ваших солнечных батарей, вы можете заряжать большие устройства.
Итак, вот основные размеры, доступные на рынке:
- Компактные панели: лучшее для небольших цифровых устройств, таких как небольшие сотовые телефоны, КПК, мобильные устройства. Этот элемент может не обеспечивать достаточную мощность для включения больших устройств.
- Панели среднего размера, которые все еще портативны, — те, которые могут привести в действие большие камеры, большее оборудование и ноутбук. Если вы хорошо осведомлены об использовании ноутбука, вы определенно можете получить то, что вам нужно сделать, не беспокоясь о подключении, если у вас есть подключение к Интернету.
- Гораздо большие панели следует выбирать, если вы планируете сделать все в доме, на колесах или в кемпинге. Вам нужна сверхпрочная панель для таких вещей, как машина CPAP, маленький или мини-холодильник, телевизоры и видеоигры.
Независимо от того, какого размера портативные солнечные панели вы покупаете, важно понимать, что эти панели будут собирать больше солнечного света, когда дни не будут облачными. Хотя на первых порах может потребоваться время, чтобы научиться работать с переносной солнечной панелью и ее естественным производством энергии, вы можете в конечном итоге разработать плавную процедуру доступа к энергии по мере ее создания
Списки лучших
Предлагаем ознакомиться с еще несколькими моделями, представленными в данных категориях:
- Портативные – Goal Zero Nomad 7 Plus;
- Российского производства – ТСМ-50;
- Китайского производства – Yingli Solar 100.
Рассмотрим их поближе.
Портативные – Goal Zero Nomad 7 Plus
Новинка от компании Goal Zero – портативная солнечная панель Nomad 7 Plus. Благодаря прочному погодозащищенному корпусу, малому весу и габаритам, а также высокой эффективности Nomad 7 Plus станет незаменимым спутником в ваших путешествиях.
| Тип | поликристалл |
| Мощность | 7 Вт |
| Размер | 240х330х20 мм |
Цена: от 7 000 до 8 000 рублей.
солнечные батареи Goal Zero Nomad 7 Plus
Российского производства – ТСМ-50
Российская компания «Телеком-СТВ» (г. Зеленоград) производит продукцию в среднем на 30 % дешевле, чем немецкие аналоги: цены начинаются от 5 600 руб. за панели на 100 Вт. Панели данного производителя имеют КПД до 20–21 %. Основной «фишкой» данного предприятия стала запатентованная технология изготовления кремниевых пластин диаметром до 15 мм и солнечных модулей на их основе.
| Тип | монокристалл |
| Мощность | 50 Вт |
| Размер | 870х433х27 мм |
Обойдется от 3 250 до 4 000 рублей.
солнечные батареи ТСМ-50
Китайского производства – Yingli Solar 100
Китайский завод с объемом производства 800 МВт в год. Его продукцию импортируют в страны СНГ, перемаркированными под других производителей. Качественные, недорогие и популярные панели.
| Тип | поликристалл |
| Мощность | 100 Вт |
| Размер | 970х620х32 мм |
Стоимость: от 5 200 до 6 000 рублей.
солнечные батареи Yingli Solar 100
Расчеты перед покупкой
Чтобы подобрать комплект с подходящими показателями, нужно в первую очередь рассчитать мощность. Она зависит от энергонагрузки, чем этот показатель выше, тем производительнее потребуются батареи. Для частных домов лучше всего подойдут панели мощностью от 150 до 250 Вт, в то время как для дачного дома достаточно вариантов на 50 Вт.
В первую очередь следует рассчитать базовое потребление энергии, для этого нужно учесть каждый используемый прибор и среднее время его работы в течение суток. Далее надо просто сложить все показатели и получится расчетная нагрузка в киловатт-часах.
Это минимальный показатель, на который нужно ориентироваться. При этом требуется делать определенный запас и учитывать потери энергии, которые происходят в сети, а также что заряд аккумуляторов постепенно падает. Обычно делается запас порядка 30%, но лучше сделать его больше.
Пример системы с восемью аккумуляторами.
Чтобы существенно понизить расход электричества и не приобретать мощное оборудование, которое намного дороже, стоит перевести часть потребителей энергии на напряжение 12 В. Можно поставить светодиодные лампы и приобрести часть бытовой техники под такие характеристики. Это существенно снизит энергопотребление и позволит сэкономить на солнечных батареях.
Обязательно учесть инсоляцию — показатель, отражающий количество солнечной энергии, приходящейся на определенную площадь. Используйте схему с готовыми данными, чтобы рассчитать количество панелей для своего региона. Учитывайте что максимум приходится на лето, а минимум на зиму, не стоит упускать этот момент.
Инсоляция зависит от региона.
Когда на руках есть все данные, можно провести расчеты, за основу брать месяцы с минимальной инсоляцией и ориентироваться на них. В эти периоды система будет работать почти на полную мощность, в остальное время с запасом, что позволит исключить перегрузки и быстрый износ из-за повышенных нагрузок.
На основе перовскита
Один из самых эффективных и недорогих способов преобразовывать в электроэнергию свет, который испускает солнце, – использовать перовскит. Этот материал впервые обнаружили в Уральских горах еще в ХХ веке
На него обратили внимание благодаря особой кристаллической решетке, свойственной полупроводникам. Про устройства на основе перовскита уже говорят, что это солнечные батареи нового поколения
Единственная причина, по которой гибридная солнечная панель из перовскита еще не завоевала весь мир – более низкая эффективность относительно кремниевых. Но, как показывают некоторые исследования, КПД можно улучшить при помощи правильно подобранного полимера. Например, швейцарские физики представили вещество FDT, недорогой материал, способный улучшать работу перовскитных батарей.
Еще одна удачная разработка – сочетание перовскита с кремнием. Используя эту методику, можно получить устройства, эффективно улавливающие и перерабатывающие УФ-лучи. Эти устройства могут быть гибкими и/или полупрозрачными. Значит, их можно использовать не только как стационарные источники энергии, но и для портативной техники, например.
ТОП-4: Солнечная панель Powertraveller Falcon 7 за 7190 рублей
Краткий обзор
Любой гаджет сможет зарядить складывающаяся панель небольшого веса, использующая солнечную энергию. Собранная на основе монокристаллических ячеек, она, в сравнении с устройствами на стандартных ячейках, производит энергии на 35% больше.
Защита
Благодаря защите IPX4 ей не страшны брызги воды. Корпус выполнен из износостойкого прочного материала. Оснащена она металлическими люверсами, поэтому легко крепится к палатке, рюкзаку, велосипедному багажнику и т.д. Для контроля зарядки имеется светодиодный индикатор.
Технические параметры
- Материал корпуса – полиэстер;
- Мощность – 7W;
- Люверсы для крепления – 4 штуки;
- Индикатор на светодиодах, защита от воды, USB разъем – есть;
- Масса – 0,23 кг;
- Габариты в рабочем состоянии -498х179х2 мм;
- В сложенном – 157х179х11мм.
1 Taotuo 30W 12V Solar Panel
Лучшая полугибкая панель с высоким КПД Цена на АлиЭкспресс: от 2 617,81 руб. Рейтинг (2018): 4.9
Лучшая эффективность преобразования энергии, длительный срок эксплуатации и неплохая мощность – вот основные преимущества этой модели. Она устойчива к коррозии, имеет широкую сферу применения. Солнечные панели покупают на АлиЭкспресс для организации энергоснабжения мелкой бытовой техники, подсветки рекламных вывесок, создания автономного уличного освещения. Подходят они и для создания небольших солнечных систем.
У этой модели есть диод, предотвращающий обратный ток при недостаточной интенсивности света, так что особой доработки панель не требует. Однако на странице продавца есть неточность. В характеристиках указано, что номинальное напряжение панели 12V, а мощность 30W. Однако покупатели получают устройства на 18V и 30W. За это они ругают продавца в отзывах. В остальном пользователи всем довольны.
Типы
Классификация промышленных панелей солнечных происходит по типу рабочего слоя и конструктивным особенностям. Различают панели жесткие и гибкие.
Последние занимают все более широкую нишу благодаря универсальной установке: он и легко устанавливаются на любые поверхности, в том числе на вертикальны – фасады зданий. При этом они совершенно не портят архитектуру, а напротив привносят в не некую изюминку.
По типу фотоэлектрического слоя их подразделяют на:
- кремниевые. К ним относятся поли — , монокристаллические и аморфные;
- теллурий-кадмиевые. Их собирают на основе индия, меди и галлия;
- полимерные;
- органические;
- с использованием арсенида галлия;
- комбинированные и многослойные.
Не все перечисленные виды интересны потребителю, а лишь кристаллические, несмотря на то, что их КПД ниже некоторых других (правда, более дорогих, отчего и менее распространенных).
Применение солнечных батарей
Кроме космонавтики и обеспечения частных домов электроэнергией, панели или батареи солнечные применяют в следующих сферах:
- Автомобилестроение. Экологичный транспорт приобретает популярность, ведь выхлопы бензина и газов загрязняют атмосферу, а цены на топливо постоянно растут. Машины на солнечной энергии способны развивать скорость до 140 км/ч.
- Эксплуатация водного транспорта (барж, катеров, яхт). Такой транспорт можно встретить в Турции. Лодки развивают небольшую скорость (до 10 км/ч), и это позволяет туристом осмотреть достопримечательности и роскошные пейзажи этой страны.
- Энергообеспечение зданий. В развитых странах Европы многие муниципальные здания и сооружения полностью обеспечивают свои нужды с помощью энергии, которую выделяют солнечные панели.
- Самолетостроение. Благодаря наличию батарей, самолет в полете может длительное время не расходовать топливо.
EnerPlex Kickr II – гибкость
Плюсы:крючки и застежки для удобного ношения.Минусы:мощность на выходе 0,6 ампер.
Забудьте о батареях в жестких корпусах. Конечно, если они вам нравятся, то покупайте на здоровье. Но нет ничего лучше, чем батареи линии Kickr, которые можно запросто обернуть вокруг вашего рюкзака. Вы можете в буквальном смысле бросить ее на землю и топтать ногами или свернуть в рулон, не переживая, что она лопнет и разлетится на мелкие кусочки, оставив вас без возможности зарядить свой телефон. Запатентованная технология CIGS предлагает прекрасную мощность при малом весе. Этот устойчивый к атмосферным осадкам генератор весит всего лишь 450 грамм. 3 ватта энергии, полученной от солнечных лучей, выводятся наружу через микро или мини USB-порты, а также посредством 30-игольчатого разъема Apple.
Цена: 3222 руб.
Топ-10 Самых Эффективных Солнечных Панелей
В прошлом году наблюдался всплеск производителей, выпускающих более эффективные солнечные панели на основе высокопроизводительных гетеропереходов N-типа или ячеек HJT. Впервые КПД топ-6 панелей теперь выше 22%. Панели SunPower Maxeon по-прежнему лидируют, но ненадолго, так как новые панели Canadian Solar, Panasonic EverVolt H и REC Alpha Pure с ячейками HJT N-типа не отстают. Высокопроизводительные панели от SPIC и Meyer Burger, использующие элементы IBC, также сократили этот разрыв, а панели следующего поколения с полуразрезанными ячейками N-типа с несколькими шинами (MBB) от Jinko Solar, Trina Solar и JA Solar помогли увеличить количество панелей. КПД намного выше 21%.
Подключение и обслуживание
Правильно подключить и использовать солнечную батарею — такая задача встает сразу же после приобретения этого недешевого оборудования. Вот самый минимальный перечень мероприятий по организации автономного электроснабжения:
- выбрать необходимое число модулей из фотоэлементов для сборки батарей;
- выбрать способ подключения;
- предусмотреть установку диодного шунта от возможного затенения фотоэлементов;
- установить регулятор зарядки аккумуляторов;
- установить контроллер для всей системы фотоэлементов.
Специфика работ требует привлечения специалиста, чтобы правильно подключить батарею.
Обслуживание солнечных батарей несложно, но требует внимания. Фотоэлемент, точнее, кристаллический полупроводник, долговечен и неприхотлив к изменению внешних условий. Элементы конструкции фотоэлектрических модулей и батарей в период эксплуатации изменяют свои свойства:
- загрязнение поверхностей фотоэлементов снижает их эффективность;
- защитная пленка снижает со временем светопропускание на 10-20%, что требует регулировки в электрических цепях;
- перегрев контроллера и инвертора нарушает электрические характеристики системы;
- изоляция подводящих проводов разрушается от влаги и перепада температуры.
Статья по теме: Шпаклевка гипсокартона на потолке или стенах под покраску и обои
Пользоваться неисправной батареей категорически запрещено.
Мощность и напряжение
Мощность панелей определяют следующим образом:
- Рассчитывают среднюю суммарную мощность потребления (по показателям электросчетчика, счетам за электроэнергию). Для среднедневного потребления показатели за месяц делят на количество дней.
- К полученному результату добавляют 20-30%, чтобы получить запас с учетом КД преобразования (потерь на заряд аккумуляторов и работу инвертора).
- По полученным данным рассчитывают выходную мощность панелей с учетом длительности светового дня. Для расчетов она принимается равной 6 ч, соответственно мощность батареи должна превосходить среднее потребление в 4 раза.
- Выбирают напряжение панели. Как правило, производители предлагают батареи с выходным напряжением 12В. Однако для заряда накопителей и повышения КПД преобразования постоянного напряжения переменное на инверторе (особенно при большой мощности), выгоднее иметь более высокие значения.Стандартно используют:
- 12 В для систем для мощностей до 1 кВт.
- 24 В или 36 В – до 5 кВт.
- 48 В – более 5 кВт.
Такие напряжения получают последовательным соединением панелей.
- Определяют пиковую мощность, для чего суммируют мощности всех потребителей в доме.
- Определяют пиковую мощность с запасом 10-20%, например, на пусковые токи электродвигателей и работу нагревательных элементов системы ГВС, стиральной и посудомоечной машин и т.д.
- По пиковой мощности определяют максимальный ток панелей.
- В справочниках находят коэффициент инсоляции (в летнее и зимнее время) для местности.
Для дальнейших расчетов следует воспользоваться формулой:
P = Kc * Wn * Ki, учитывающей
- Кс – сезонный коэффициент, для летнего времени принимается равным 0.5, для зимнего — 0.7;
- Ki – коэффициент инсоляции, для летнего и зимнего времени;
- Wn – номинальную мощность панели.
Выбрав в каталогах производителей несколько моделей батарей для каждой из них рассчитывают мощность генерации в зимнее и летнее время.
Затем определяют необходимое количество панелей, разделив рассчитанную выше среднюю мощность потребления (с запасом) на мощность генерации. Вычисления ведут для зимнего и летнего периода, в качестве итога принимают большее значение.
Мнение эксперта
Гребнев Вадим Савельевич
Монтажник отопительных систем
Округления ведут до большего целого числа. При напряжениях более 12 В округляют до чисел кратных 2 для систем с питание 24В, 3 для 36В и 4 для 48 В.
После расчетов проверяют:
- Максимальную токовую нагрузку на панели по пиковому потреблению. Если максимальный ток больше, чем обеспечивают соединенные параллельно батареи, следует выбрать более мощные.
- Бюджет. Определяют общую стоимость панелей и сравнивают с выделенной на их покупку суммой.
Как соединять солнечные батареи?
Солнечная панель – это простой источник питания, как аккумулятор или батарейка. Поэтому, для них действуют все те же законы, что и для источников питания. Солнечные панели можно соединять с друг другом последовательно, параллельно или даже последовательно-параллельно. Более подробно про виды соединений источников питания читайте в этой статье.
Последовательное соединение
Вот так выглядит параллельное соединение солнечный панелей. В этом случае суммируется выдаваемая сила тока, а напряжение остается таким же
параллельное соединение солнечных панелей
Параллельное соединение
Если же вы хотите увеличить напряжение, то следует соединять панели последовательно. В этом случае у вас напряжения, получаемые с каждой солнечной панели будут суммироваться.
последовательное соединение солнечных панелей
Последовательно-параллельное соединение
Если вы хотите увеличить и напряжение и выдаваемую силу тока, то в этом случае соединяют панели последовательно-параллельно
последовательно-параллельное соединение солнечных панелей
