Виды солнечных панелей: как выбрать и какие лучше установить

Содержание

Преимущества солнечных батарей

Достоинств у гелиопанелей очень много.

Во-первых, это энергонезависимость: им не нужно никакое дополнительное топливо. Также не требуется замена рабочих узлов или иное «техобслуживание». Все, что нужно, – периодическая очистка рабочей поверхности от загрязнений.

Во-вторых, это автоматическая и бесшумная работа. Солнечные батареи не надо включать или выключать и поддерживать их в рабочем состоянии. Простои в работе на них никак не сказываются. Кроме того, такие батареи не производят абсолютно никакого шума, в отличие от тех же дизельных или бензиновых генераторов.

гелиопанели на крыше дома

В-третьих, это надежность и долговечность. Расчетный срок работы солнечных батарей составляет минимум 25 лет. Причем производитель гарантирует практически полное сохранение первоначальной выходной мощности на протяжении всего срока. Падения выходной мощности достаточно незначительны (порядка 5%). Они указываются в документации на солнечную батарею.

В-четвертых, это возможность конфигурировать гелиосистему по своему усмотрению. Солнечные модули можно объединять в системы, получая нужные выходные параметры мощности и напряжения. У топливных же и ветряных систем мощность фиксирована.

Принцип действия солнечных батарей

Устройства, преобразующие в электроэнергию солнечный свет, работают по довольно простому принципу. Чтобы его понять, достаточно вспомнить школьный курс физики. В частности освежить знания о том, что такое p-n переход. Именно он способен преобразовывать энергию света в электрическую. Это явление ярко иллюстрирует опыт с  транзистором со спиленной крышкой. Свет падает на p-n переход, а подключенный к нему вольтметр начинает фиксировать незначительные значения электрического тока. При увеличении площади p-n перехода количество получаемой электроэнергии будет расти.

Принцип работы солнечных батарей

Принцип работы солнечных батарей основан на преобразовании световой энергии в электрическую. Большая площадь панелей позволяет вырабатывать больше энергии

Все современные фотоэлектрические преобразователи работают с использованием этого принципа. Относительно большие площади пластин с p-n переходами позволяют получать достаточное количество электроэнергии. Постоянному усовершенствованию подвергаются материалы и конструкция, благодаря чему растет коэффициент фотоэлектрического преобразования, он же КПД устройства. Величина напряжения и выходного тока солнечной батареи напрямую зависят от степени внешней освещенности устройства.

Немного истории

Первые попытки использования энергии солнца для получения электричества были предприняты еще в середине двадцатого века. Тогда ведущие страны мира предпринимали попытки строительства эффективных термальных электростанций. Концепция термальной электростанции подразумевает использование концентрированных солнечных лучей для нагревания воды до состояния пара, который, в свою очередь, вращал турбины электрического генератора.

солнечная батарея

Поскольку, в такой электростанции использовалось понятие трансформации энергии, их эффективность была минимальной. Современные устройства напрямую преобразуют солнечные лучи в ток благодаря понятию фотоэлектрический эффект.

Современный принцип работы солнечной батареи был открыт еще в 1839 году физиком по имени Александр Беккерель. В 1873 году был изобретен первый полупроводник, который сделал возможным реализовать принцип работы солнечной батареи на практике.

солнечная батарея

Составные элементы солнечных батарей

Мини станции на солнечных батареях состоят из следующих элементов:

• солнечные модули;

• контролёр;

• аккумуляторы;

• инвертор.

Кроме того понадобятся:

— первичный преобразователь;

— комплект проводов;

— контрольные приборы за отслеживанием заряда в аккумуляторах;

— устройство отбора мощности у батарей.

Солнечные батареи

Так что же это за системы и как они работают

Фотоэлектрические системы энергоснабжения (ФСЕ) работают по принципу физического закона фотоэффекта. Не вдаваясь в подробности его можно описать как превращение солнечного света в электрические микроразряды.

Как известно, солнце это неограниченный источник энергии, но только незначительная ее часть доходит к поверхности земли. Однако и этой энергии вполне достаточно, учитывая что современные панели могут использовать до 45% от ее количества.

Получение «солнечного» кремния

В качестве сырья используется кварцевый песок с высоким массовым содержанием диоксида кремния (SiO2). Он проходит многоступенчатую очистку, чтобы избавиться от кислорода. Происходит путем высокотемпературного плавления и синтеза с добавлением химических веществ.

Очищенный кремний представляет собой просто разрозненные куски. Для упорядочивания структуры и выращиваются кристаллы по методу Чохральского.

Как делают солнечные элементы (17 фото + 2 видео)

Происходит это так: куски кремния помещаются в тигель, где раскаляются и плавятся при t 1500 С. В расплав опускается затравка – так сказать, образец будущего кристалла. Атомы, располагаются в четкую структуру, нарастают на затравку слой за слоем. Процесс наращивания длительный, но в результате образуется большой, красивый, а главное однородный кристалл.

Как делают солнечные элементы (17 фото + 2 видео)

Как делают солнечные элементы (17 фото + 2 видео)

Что такое солнечная панель?

Солнечные панели преобразуют свет в электричество.

Самый мощный источник дающий  солнечное излучение – Солнце, поэтому их называют “солнечными” панелями. Все виды элементов в их характеристиках  называют фотоэлектрическими, что означает “свет- электричество”.

Используется множество соединенных элементов поэтому называется панелями.

Производство электроэнергии зависит от количества света, который попадает на фотоэлементы и от вида элементов.

Интересно, что космические аппараты обычно проектируются с солнечными батареями.

Что такое солнечная батарея

Солнечная батарея (или панель) – это элемент питания (называется фотопластина), меняющий свою проводимость и выделяющий энергию при воздействии солнечных лучей. Именно такое преобразование позволят обогащать жилую конструкцию необходимым электричеством. Как правило, солнечные панели имеют различные виды.

Солнечные батареи бывают нескольких видов

В продажу поступают такие конструкции, как:

  • Монокристаллическая;
  • Поликристаллическая;
  • Аморфная.

У каждой конструкции есть определенная производительность, от чего напрямую зависит принцип работы и цена. Пластиной с минимальной мощностью считается батарея, сделанная на основе монокристаллов, а также у них самая низкая цена. В основном, их стараются использовать в тех условиях, где постоянная подача электричества не является слишком важной.

А материалы для изготовления  солнечной батареи можно купить в специализированном магазине. Собрать конструкцию достаточно легко. Подробности читайте на сайте: https://homeli.ru/stroitelstvo-doma/inzhenernye-sistemy/otoplenie/solnechnaya-batareya-svoimi-rukami

Принцип работы солнечных батарей

Человечество научилось получать энергию из ископаемых, потоков воды и порывов ветра, дошли и до применения световых лучей. Существуют даже солнечные модули, которые поглощают невидимый инфракрасный спектр и работают ночью. Всепогодные батареи эффективны в пасмурную погоду, туман, дождь.

Принцип работы любой батареи – преобразование лучей солнца в электрический импульс.

solnechnye-elementy-i-ih-vidy-13.jpg

Зачастую солнечные модули работают на кристаллах кремния, и этому есть объяснение. Данный металл чувствителен к воздействию лучей, он недорог в добыче, а КПД батарей составляет 17-25%. Кристалл кремния при попадании на него солнечных лучей образует направленное движение электронов. При средней площади батареи 1-1,5 м² можно достичь на выходе напряжение в 250 Вт.

В настоящее время применяется не только кремний, но и соединения селена, меди, иридия и полимеров. Но широкого распространения они не получили, даже несмотря на КПД в 30-50%. Все потому, что они очень дороги. Для электрификации обычного дачного или загородного дома отлично подойдет кремниевая фотоэлектрическая панель.

Читайте также:

Плюсы и минусы солнечной энергии

Принцип работы индивидуальной солнечной батареи

Владелец частного дома и непосредственно таких батарей должен тщательно следить за тем, чтобы фотоэлектрическая панель была чистой, так как если на ее покрытие будет попадать большое количество таких загрязнений, как снег, помет птиц и даже сухая листва, то это снизит эффективность работы и снизит уровень подаваемого напряжения. Солнечная батарейка для дома работает по особому принципу.

Принцип работы индивидуальной солнечной батареи

А именно:

  1. Происходит улавливание энергии солнца пластиной, сделанной на основе кремния.
  2. При нагревании происходит высвобождение энергии.
  3. Далее активизируются электроны, это способствует их передвижению по проводнику.
  4. Проводниками ток направляется в полость аккумулятора, это формирует своеобразную подзарядку.
  5. Посредством проводного подключения, ток поступает к бытовым приборам.

Принцип действия установки вполне понятен, но стоит ознакомиться с особенностями проведения обслуживания батарей и требуется ли оно вовсе. Первоначально нужно отметить тот факт, что в солнечной батареи полностью отсутствует движущая часть, так как это стационарные конструкции.

Обработка

Этот этап начинается с измерения, калибровки и обработки монокристалла для придания нужной формы. Дело в том, что при выходе из тигля в поперечном сечении он имеет круглую форму, что не очень удобно для дальнейшей работы. Поэтому ему придается псевдо квадратная форма. Далее обработанный монокристалл стальными нитями в карбид — кремниевой суспензии или алмазно — импрегнированной проволокой режется на пластинки толщиной 250-300 мкм. Они очищаются, проверяются на брак и количество вырабатываемой энергии.

Пленочные батареи

Однако пленочные солнечные батареи имеют относительно небольшую мощность и их проще повредить механическими воздействиями. Их КПД составляет всего 10%, что гораздо меньше, чем даже у поликристаллических модулей. Но благодаря своей невысокой цене пленочные батареи имеют свою аудиторию.

Поликристаллические панели

Поликристаллическая солнечная панельПоликристаллическая солнечная панельДля того, чтобы получить поликристалл, специалисты кремний плавят и неспеша охлаждают. Цена такого метода ниже из-за малых трат электроэнергии. Но есть значительный изъян, их КПД — в рамках от 12 до 18 процентов, что значительно отличается от монокристаллических солнечных панелей. Эффективность панели падает за счет внутренних областей с зернистыми краями.

Самые эффективные солнечные батареи

Самыми эффективными признают монокристаллические панели, которые могут демонстрировать КПД до 22 %. Это промышленные образцы, которые есть в продаже.

Опытные экземпляры значительно эффективнее. Но их пока нельзя приобрести. Поэтому рассматривать возможности солнечных батарей следует только у доступных разновидностей. На втором месте находятся поликристаллические панели и некоторые модели пленочных модулей. Остальные виды пока отстают, но процесс доводки их возможностей ведется непрерывно.

Виды солнечных батарей

В настоящее время солнечные батареи представлены несколькими вариантами в зависимости от типа их устройства, и от материала, из которого изготовлен фотоэлектрический слой.

I. Классификация по типу их устройства:

  1. 1. Гибкие;
  2. 2. Жёсткие.

II. В зависимости от материала, из которого изготовлен фотоэлектрический слой выделяют:

  1. Солнечные батареи, фотоэлемент которых выполнен из кремния. Они в свою очередь бывают монокристаллическими, поликристаллическими и аморфными. Монокристаллические панели достаточно дорогой вариант, но они отличаются высокой мощностью. Поликристаллические дешевле, чем монокристаллические панели. Такие панели медленней теряют свою эффективность с увеличением сроков службы, а так же при нагревании. Аморфные представлены в основном тонкопленочными панелями. Такое устройство солнечной батареи позволяет генерировать солнечный свет, даже в плохих погодных условиях;
  2. Солнечные батареи, фотоэлемент которых выполнен из теллурида кадмия;
  3. Солнечные батареи, фотоэлемент которых выполнен из селена;
  4. Солнечные батареи, фотоэлемент которых выполнен из полимерных материалов;
  5. Из органических соединений;
  6. Из арсенида галлия
  7. Из нескольких материалов одновременно.

Основные типы, которые получили распространение, это многопереходные кремниевые фотоэлементы.

Фотоэлементы, выполненные из кремния, отличаются высокой чувствительностью к нагреванию, компактностью, надежностью и высоким уровнем КПД (коэффициента полезного действия).

Другие материалы не получили широкого распространения в связи с большой стоимостью.

Как подобрать солнечную панель?

Как видите, типы солнечных батарей различны.

Подбирать устройство необходимо, исходя из многих факторов:

  • степени освещенности территории;
  • климата;
  • площади помещения;
  • количества бытовых приборов;
  • финансового бюджета;
  • площади крыши;
  • возможности пользования стационарными электросетями;
  • отдаленности от населенного пункта.

Естественно, если вы собираетесь поставить солнечные панели на дачу, где проводите время только летом, стоит побеспокоиться о безопасности вашего имущества.

Если у вас длинный световой день, хорошо освещаемая территория, то отдайте предпочтение моно- и поликристаллическим моделям. В холодных широтах приобретайте поликристаллические или полимерные фотоэлементы.

solnechnye-elementy-i-ih-vidy-18.jpg

Читайте также:

Характеристики солнечных батарей

Сфера применения солнечной энергии

Есть три направления использования солнечной энергии:

  • Экономия электроэнергии. Солнечные панели позволяют отказаться от централизованного электроснабжения или уменьшить его потребление, а также продавать излишки электричества электроснабжающей компании.
  • Обеспечение электроэнергией объектов, подведение к которым линии электропередач невозможно или невыгодно экономически. Это может быть дача или охотничий домик, находящийся далеко от ЛЭП. Такие устройства используются также для питания светильников в отдаленных участках сада или автобусных остановках.
  • Питание мобильных и переносных устройств. При походах, поездках на рыбалку и других подобных мероприятиях есть необходимость зарядки телефонов, фотоаппаратов и прочих гаджетов. Для этого также используются солнечные элементы.

1396862636_solnechnaya-batareya-dlya-dachi.jpg
Солнечные батареи удобно применять там, куда нельзя подвести электричество

Лучшие солнечные панели

Delta SM 150-12 P

Поликристаллическая батарея номинальной мощностью 150 Вт и напряжением 12 В, состоящая из 36 фотоэлементов. При ее изготовлении использовались элементы первой категории качества (Grade A). Панель ориентирована на сбор рассеянной солнечной энергии в пасмурную погоду и холодный период года. Температура эксплуатации модуля заключена в диапазон от -40 до +85°С. Нормальная рабочая температура без потери мощности +47°С. Температурный коэффициент мощности составляет -0,45%. Эффективность фотоэлектрического преобразования (КПД) 17,12%. Гарантийный срок эксплуатации – 10 лет. Производитель – Китай.

Стоимость от 5950 руб.

Delta SM 150-12 P

Достоинства:

  • высокая производительность даже при сплошной облачности;
  • закаленное стекло высокой прозрачности;
  • прочный алюминиевый профиль и жесткая конструкция защищает панель от деформации.

Недостатки:

  • снижение мощности при росте температуры.

Exmork ФСМ-100П

Поликристаллический кремниевый модуль из 36 клеток с номинальным напряжением 12 В и паспортной мощностью 100 Вт. Класс качества — Grade A. Диапазон рабочих температур от -40 до +80°С. Нормальная рабочая температура +45°С. КПД фотоэлектрического элемента в пределах 17,3%. Гарантия на панели составляет 10 лет. Производитель батарей – Китай.

Стоимость: от 4000 руб.

Exmork ФСМ-100П

Достоинства:

  • светопроницаемость стекла 97%;
  • закаленное стекло выдерживает даже  крупный град;
  • выдерживает ветер со скоростью 60 м/с;
  • срок службы, заявленный производителем не менее 30 лет.

Недостатки:

  • не выявлено.

TOPRAY 100 ватт 12В

Монокристаллическая кремниевая гибкая солнечная панель. Напряжение 12 В, мощность 100 Вт. Батарея состоит из 32 ячеек. Фотоэлектрические элементы имеют категорию качества Grade A. Их эффективность преобразования может достигать более 20%. Температурные условия работы от -40 до +85°С. Срок службы при правильной эксплуатации доходит до 20 лет. Производитель – Китай.

Стоимость: от 9960 руб.

TOPRAY 100 ватт 12В

Достоинства:

  • тонкая и легкая;
  • эффективно преобразует прямое излучение Солнца;
  • эффективно работает на морозе.

Недостатки:

  • применима только для прямого излучения.

Feron PS0303 150W

Переносная панель с максимальной мощностью 150 Вт и выходным напряжением 17,6 В. Предназначена для питания электроприборов, рассчитанных на напряжение 12-14 В, а также для заряда автомобильных аккумуляторов. Рабочая температура от -40 до +85°С. Гарантийный срок эксплуатации: 3 года. Произведена в Китае.

Стоимость 18700 руб.

Feron PS0303 150W

Достоинства:

  • удобная для транспортировки складная модель;
  • PWM контроллер оборудован светодиодной индикацией уровня заряда, подключенной нагрузки;
  • аккумулятор защищен от избыточного заряда, переразряда и перегрузки;
  • в комплекте сумка для переноски;
  • возможна зарядка мобильных устройств через USB разъем.

Недостатки:

  • малый срок гарантии.

Delta SM 200-12 P

Солнечная панель из поликристаллического кремния мощностью 200 Вт и напряжением 12 В. Кремниевые элементы относятся к А категории качества. Фотоэлектрический модуль включает 72 ячейки. Рабочая температура заключена в пределах от -40 до +85°С. Наиболее оптимальная температура для работы без потери мощности составляет +47°С. Эффективность фотоэлектрического преобразования элемента равна 17,4%, всего модуля – 15,5%. Гарантийный срок эксплуатации – 10 лет. Производитель – Китай.

Стоимость: от 8800 руб.

Delta SM 200-12 P

Достоинства:

  • потеря мощности за 10 лет не более 10%;
  • прочное каленое стекло толщиной 3,2 мм;
  • эффективно преобразует рассеянную солнечную энергию.

Недостатки:

  • не выявлено.

SOLAR.BATTERY 30W

Солнечная панель с креплением мощностью 30 Вт и напряжением 12 В. Рабочая температура от -40 до +50°С. Предназначена для использования в качестве резервного источника питания. Гарантия: 1,5 года. Срок службы – 10 лет. Производитель: «Бастион» – Россия.

Стоимость: от 7600 руб.

SOLAR.BATTERY 30W

Достоинства:

  • поворотный кронштейн позволяет поворачивать панель вслед за движением солнца;
  • можно использовать при стопроцентной влажности воздуха;

Недостатки:

  • производитель не указывает тип фотоэлемента.

BioLite SolarPanel 5

Монокристаллическая солнечная панель мощностью 5 Вт. Имеет два выхода: USB и micro USB. Производитель – США, собрана в Китае.

Стоимость: от 5690 руб.

BioLite SolarPanel 5

Достоинства:

  • подставка позволяет устанавливать батарею на различные поверхности;
  • встроенные солнечные часы помогают настроить оптимальный угол наклона панели;
  • есть индикатор, показывающий силу заряда.

Недостатки:

  • не выявлено.

Feron PS0401

Портативная аккумуляторная солнечная панель с литий-ионной батареей. Рабочая температура +10 — +45°С. Номинальное напряжение модуля 9 В, мощность 3 Вт. Производитель – Китай.

Стоимость от 2900 руб.

Feron PS0401

Достоинства:

  • в комплект входят 2 лампочки, блок питания и различные кабеля, необходимые для зарядки мобильных устройств;
  • компактная, удобно брать в поход или на рыбалку;

Недостатки:

  • узкий диапазон рабочей температуры.

NESL AM-SF7

Мобильная компактная складная солнечная система. Состоит из складной панели и накопителя (powerbank). Солнечные батареи вшиты в чехол из плотной синтетической ткани. Панель имеет выход USB, который может использоваться для зарядки небольших мобильных устройств или для подключения накопителя. Температурный режим использования от -20 до +50°С. Эффективность преобразования энергии солнца составляет более 17%. Срок службы может достигать 20 лет. Производитель – Китай.

Стоимость от 3990 руб.

NESL AM-SF7

Достоинства:

  • емкость накопителя 6000 мАч;
  • в комплект входит шнур для телефонов с разными разъемами;
  • идеально подходит для отдыха в местах лишенных источников энергии.

Недостатки:

  • powerbank не может одновременно заряжаться от солнечных батарей и питать какое-либо устройство.

Solar Pack SW-H05

Данная модель представляет собой переносное зарядное устройство. Эта солнечная панель, по заявлениям производителя, обладает высокой производительностью и эффективностью в размере 18,5%. Выход USB 5 позволяет заряжать различные телефоны, видео и фотокамеры, iPhone, IPOD и др.

Стоимость: от 1300 руб.

Solar Pack SW-H05

Достоинства:

  • компактная;
  • стильная;
  • удобно использовать на отдыхе на природе.

Недостатки:

  • очень мало информации о данном продукте в сети.

TOPRAY Solar TPS-102-15

Портативная солнечная батарея на основе тонкопленочной технологии. Фотоэлементы поглощают энергию солнца не только от прямых лучей, но и от рассеянного излучения в пасмурную погоду. Батарея заключена в прочный алюминиевый корпус, а снаружи закрыта двойным ударопрочным стеклом. Данная модель ориентирована на зарядку аккумуляторов (12 В), а также на  питание бытовых электроприборов. Производитель: Китай.

Стоимость: от 4680 руб.

TOPRAY Solar TPS-102-15

Достоинства:

  • минимальные потери мощности при нагревании;
  • в комплекте аккумуляторные зажимы, переходники.

Недостатки:

  • не выявлено.

Сопоставление технических характеристик рассмотренных моделей

Модель Номинальное напряжение, В Номинальная мощность, Вт КПД Габариты, мм Вес, кг
Delta SM 150-12 P 12 150 17,12 1485х668х35 11,6
Exmork ФСМ-100П 12 100 17,3 1000х670х35 8,8
TOPRAY 100 ватт 12В 12 100 20 1100х570х2,5 2,2
Feron PS0303 150W 17,6 150 17 1340х780х35, в сложенном виде 664х758х75 15,1
Delta SM 200-12 P 12 200 15,5 1330х990х35 16,4
SOLAR.BATTERY 30W 12 30 540х430х150 5,6
BioLite SolarPanel 5 5 257х208х24 0,34
Feron PS0401 9 3 220х135х17 0,9
NESL AM-SF7 5 7 17 250х480, в сложенном состоянии 25х17х1 0,44
Solar Pack SW-H05 5 5 18,5 227х196х10 0,12
TOPRAY Solar TPS-102-15 12 15 970х340х20 5,5

Разновидность солнечных батарей

Как делают солнечные элементы (17 фото + 2 видео)

Условно виды солнечных батарей определяются по полупроводнику, используемому для их изготовления. Чаще всего им является кремний, но сегодня активно разрабатываются и другие элементы. Цель таких изысканий – удешевление производства, уменьшение размеров и повышение эффективности продукции.

Корпус и стекло

Солнечные батареи для дома имеют алюминиевый корпус. Этот металл не корродирует, при достаточной прочности имеет небольшую массу. Нормальный корпус должен быть собран из профиля, в котором присутствуют, как минимум, два ребра жесткости. К тому же стекло должно быть вставлено в специальный паз, а не закреплено сверху. Все это — признаки нормального качества.

Бликов на корпусе быть не должно

Бликов на корпусе быть не должно

Еще при выборе солнечной батареи обратите внимание на стекло. В нормальных батареях оно не гладкое, а текстурированное. На ощупь — шершавое, если провести ногтями, слышен шорох. К тому же должно иметь качественное покрытие, которое сводит к минимуму блики. Это означает что в нем не должно ничего отражаться. Если хоть под каким-то углом видны отражения окружающих предметов, лучше найдите другую панель.

Заключение

Солнце – это не только источник света и тепла, но и источник неисчерпаемой энергии. Если раньше альтернативная энергия Солнца использовалась больше всего в космической и промышленной отрасли, то сейчас она быстрыми темпами вошла в бытовую сферу. Водонагреватели на солнечных батареях, осветительные приборы с фотоэлементами, зарядные устройства для гаджетов, работающие на фотогальваническом эффекте – все это реальные примеры использования энергии Солнца в повседневной жизни.

Если изначально к плюсам использования солнечной энергии относили только ее экологичность и неиссякаемость, то сейчас список преимуществ расширился. Итак, достоинства солнечной энергии и ее использования:

  • независимость от сторонних энергосистем;
  • постоянство подачи электрического тока (нет скачков напряжения);
  • длительный срок эксплуатации (20-30 лет в зависимости от качества);
  • независимость от сезона года (поликристаллические панели улавливают рассеянное излучение даже в дождливую погоду);
  • минимальное сервисное обслуживание (очистка от пыли лицевой части панели).

Такой пункт, как экономичность, сложно отнести конкретно к плюсам или минусам. Дело в том, что полноценное обеспечение загородного дома электроэнергией за счет установки солнечных панелей требует единоразового крупного вложения (это может в некотором смысле минус). Но в долгосрочной перспективе все затраты окупаются с лихвой (это плюс). Важно все правильно заранее рассчитать и найти оптимальный вариант для конкретной ситуации.

Единственный существенный недостаток солнечных энергосистем заключается в том, что они не работают ночью. Это требует установки накопителей энергии. Надеемся, что наши советы и рассмотренные лучшие солнечные панели помогут вам начать использование экологически чистой энергии Солнца.

Преимущества и недостатки

Основные преимущества солнечных батарей:

  • солнечная энергия абсолютно бесплатная;
  • позволяют получать экологически чистую электроэнергию;
  • быстро окупаются;
  • простая установка и принцип работы.

солнечная батарея

Недостатки:

  • большая стоимость;
  • для удовлетворения потребностей небольшой семьи в электроэнергии нужна достаточно большая площадь фотоэлементов;
  • эффективность существенно падает в облачную погоду.

солнечная батарея

Недостатки использования солнечных батарей

Минусы:

• высокая цена оборудования;

• погодные катаклизмы отрицательно влияют на работу приборов;

• необходимо выделить место под установку;

• обслуживание оборудования;

• в зимнее время снижается производительность;

• для увеличения мощности требуется модернизация системы.

Выбор сечения кабеля и тонкости электрического подключения

Подключать солнечные батареи для дома необходимо медным одножильным кабелем. Сечение жилы кабеля зависит от расстояния между модулем и АКБ:

  • расстояние менее 10 метров:
    • 1,5 мм2 на одну солнечную батарею мощностью 100 Вт;
    • на две батареи — 2,5 мм2;
    • три батареи — 4,0 мм2;
  • расстояние больше 10 метров:
    • для подключения одной панели берем 2,5 мм2;
    • двух — 4,0 мм2;
    • трех — 6,0 мм2.

Можно брать сечение больше, но не меньше (будут большие потери, а оно нам не надо). При покупке проводов, обратите внимание на фактическое сечение, так как сегодня заявленные размеры очень часто не соответствуют действительным. Для проверки придется измерять диаметр и считать сечение (как это делать, прочесть можно тут).

Солнечные батареи для дома: электрическое подключение

Солнечные батареи для дома: электрическое подключение

При сборе системы можно плюсы солнечных батарей провести используя многожильный кабель подходящего сечения, а для минуса использовать один толстый. Перед подключением к аккумуляторам все «плюсы» пропускаем через диоды или диодные сборки с общим катодом. Это предотвращает возможность замыкания аккумулятора (может вызвать возгорание) при замыкании или обрыве проводов между батареями и аккумулятором.

Диоды используют типа SBL2040CT, PBYR040CT. Если такие на нашли, можно снять со старых блоков питания персональных компьютеров. Там обычно стоят SBL3040 или подобные. Пропускать через диоды желательно. Не забудьте что они сильно греются, так что монтировать их надо на радиаторе (можно на едином).

Еще в системе необходим блок предохранителей. По одному на каждого потребителя. Всю нагрузку подключаем через этот блок. Во-первых, система так безопаснее. Во-вторых, при возникновении проблем, проще определить ее источник (по сгоревшему предохранителю).

Недостатки солнечных батарей

К сожалению, и этот практически неисчерпаемый источник энергии имеет определенные ограничения и недостатки:

  • Высокая стоимость оборудования – автономная солнечная электростанция даже небольшой мощности доступна далеко не каждому. Оборудование частного дома такими аккумуляторами стоит недешево, но помогает снизить расходы на оплату коммунальных услуг (электроэнергии).
  • Обустройство собственного жилища солнечными батареями потребует финансовых затрат.
  • Периодичность генерации — солнечная электростанция не способна обеспечить полноценную бесперебойную электрификацию частного дома.

 Важно: Проблему можно решить, установив аккумуляторы высокой емкости, однако из-за этого возрастет стоимость получения энергии, что сделает ее невыгодной по сравнению с традиционными энергоносителями.

  • Хранения энергии – в солнечной электростанции аккумуляторная батарея является самым дорогим элементом (даже батареи небольшого объема и панели на гелевой основе).
  • Низкий уровень загрязнения окружающей среды – солнечная энергия считается экологически чистой, однако производственный процесс батарей сопровождается выбросами трифторида азота, оксидов серы. Все это создает «парниковый эффект».
  • Использование в производстве редкоземельных элементов – тонкопленочные солнечные панели имеют в своем составе теллурид кадмия (CdTe).
  • Плотность мощности – это количество энергии, которое можно получить с 1 кв. метра энергоносителя. В среднем этот показатель составляет 150-170 Вт/м2. Это гораздо больше по сравнению с другими альтернативными источниками энергии. Однако несравнимо, ниже чем у традиционных (это касается атомной энергетики).

Монокристалл

Производится на основе монокристаллического кремния, конечное изделие обладает квадратной формой, обычно со скошенными краями, однородного черного или темно-синего цвета. Отдача при прямом излучении: 17-22%. Мощность снижается постепенно: каждые 25 лет приблизительно на 20%. Минимальный срок службы – 30 лет.

Изготовление ФЭП аморфных

Аморфные солнечные батареи

Сырьем для главного слоя служит силан-крмнийводород (SiH4). После обработки кремния водородом, получают гидрогенизированный кремний.

В закрытой камере на силан воздействуют, перед нанесением на аморфный кремний, тлеющим электрическим разрядом. Испаряясь, кремневые пары осаждаются на подложку. Слой получается микронной толщины.

Аморфные солнечные батареи

Поскольку производство безотходное, стоимость готовой продукции низкая. Модули изготавливать можно площадью в несколько метров квадратных.

Гидрогенизаций добиваются полупроводниковых свойств у тончайших пленок.

Устройство солнечной батареи и нюансы проектирования

Как только приобретены все необходимые приспособления, а также материалы и инвентарь можно начинать непосредственное строительство. Тот, кто сам придумал и изобрел самостоятельно солнечную батарею, обязательно начинал с проектирования, в котором были учтены важные моменты.

А именно:

  1. Место расположения конструкции.
  2. Угол наклона изделия.
  3. Просчет несущей способности кровли, если монтаж будет проводиться на саму крышу, а не стены или фундамент дома.

Для каркаса используется алюминиевый уголок, толщина которого должна быть не меньше 35 мм. Объем ячеек должен полностью сходиться с количеством фотоэлементов. Например, 835х690 мм. В раме проделываются отверстия под метизы. На внутреннюю часть уголка наносится герметик в 2 слоя. Рама заполняется полотном оргстекла, поликарбоната, плексигласа или же любого другого материала.

Для того чтобы уплотнить швы между рамой и полотном материала, потребуется провести тщательное прижатие листа по всему периметру.

Солнечные батареи на крыше дома должны быть правильно зафиксированы

Изделие оставляется на открытом воздухе до полного высыхания. Стекло фиксируется в 10 точках, в заранее подготовленные отверстия, которые должны быть расположены в угловой части рамки и с каждой стороны. Перед тем как крепить фотоэлементы, нужно провести очищение поверхности от пыли. Далее припаивается провод к плитке, для чего предварительно протираются контакты спиртовым раствором, и укладываются под флюс. При работе с кристаллом, следует быть максимально осторожными, так как он обладает слишком хрупкой структурой.

Укладывается шина по всей длине контакта и медленно прогревается при помощи паяльника. Далее пластины нужно перевернуть, и осуществить те же самые действия. Затем происходит выкладывание фотоэлементов на поверхность оргстекла в рамку, а фиксируются они на монтажную ленту. В качестве фиксатора может быть применен обычный силиконовый клей, который наносится точечным способом. Вполне достаточно одной маленькой капли, так как он очень прочный.

Расположение кристаллов должно быть с зазорами между ними в 3-5 мм, чтобы при нагревании под воздействием лучей ультрафиолета не было деформирования поверхности. Обязательно нужно соединить проводник по краям фотоэлементов с полостью общих шин. Посредством специального устройства тестируется качество пайки. Для герметизации панели, наносится герметик между полотнами плит. Нужно сделать осторожное придавливание полотен, чтобы обеспечить максимальное приклеивание к стеклу. Края рамки также промазываются герметиком.

Боковая сторона каркаса снабжается соединительным разъемом, для подключения диодов Шоттки. Рама закрывается стеклом для защиты и также герметизируются стыки, чтобы избежать проникновение влаги внутрь конструкции. С лицевой стороны нужно обработать панель лаком. Панель устанавливается на крышу, стены или любое другое предназначенное для нее заранее место.

Где купить

Солнечная батарея (панель), это довольно дорогостоящее устройство, к тому же, как правило необходимо приобретать несколько панелей, поэтому лучшим местом для приобретения, являются специализированные организации, занимающиеся продажей солнечных электростанций и комплектующих к ним.

В связи с тем, как уже писалось выше, на рынке подобных устройств, большое количество китайских изделий, то можно воспользоваться покупкой через интернет. В этом случае необходимо используя тот же интернет, изучить отзывы о приобретаемом устройстве, а также отзывы о компании, которая его поставляет.

У российских и европейских компаний, есть представительства в разных городах нашей страны, можно воспользоваться их услугами, предварительно, так же, как и при приобретении через интернет, ознакомившись с отзывами о выбранном устройстве.

для отопления дома

Стоит ли брать солнечные батареи?

Давайте посчитаем вместе. Сама 100 Ваттная панель стоит 5000 руб. Хотя, на Алибабе (отец Алиэкпресса) оптом можно затариться дешевле, хотя и по доставке еще надо будет решать вопрос:

Солнечная батарея (панель)

Моя панель выдает 0,1 Киловатт. Допустим у нас солнце светит в среднем в год по 8 часов в день. Получается,  за день панель может производить энергию в количестве 0,1 х 8 = 0,8 Киловатт х часов. У нас в селе Киловатт в час стоит 2,5 рублей. Стоит ли игра свеч? Я думаю, что нет. По крайней мере у меня в Удмуртии. В южных странах, где солнце “поливает” по 12 часов в день – это будет лучшим решением.

Но теперь давайте рассмотрим другой случай.

Ваш маленький домик находится в глуши. Хватит ли одной такой панели, чтобы поддерживать маломальский комфорт, типа освещения, питания ноутбука, телефона и ловли интернета? Вполне. Думаю, будет даже выгоднее, чем дизель-генератор. Поэтому, в данном случае солнечные батареи будут наилучшим решением.

Поликристалл

Изготавливаются из поликристаллического кремния. Это такие же прямоугольники, только вместо однородных ячеек синяя или ярко — синяя неоднородная поверхность. По эффективности немного проигрывают mono, эффективность составляет – 12-18%, среднегодовая выработка соответственно будет меньше, но зато выигрывают по стоимости – создание таких фотоэлементов обходится дешевле.

Как делают солнечные элементы (17 фото + 2 видео)

Солнечная батарея для отопления дома

Солнечные батареи бывают нескольких видов, конструкций и принципу действия. Если рассматривать вопрос об использовании солнечных батарей для отопления дома, то вариант использования панелей, работающих на фотоэлементах, не решит в полной мере, поставленную задачу. Это определяется количеством вырабатываемой электрической мощности. Если к фотоэлектрическим панелям подключить электрические ТЭНы, служащие для нагрева теплоносителя в системе отопления жилого дома, то мощности для прочих потребителей, будет явно не хватать.

Если, в качестве солнечной батареи, работающей для отопления дома, применить солнечный коллектор, то такая задача будет полностью решена. В этом случае солнечные лучи нагревают теплоноситель, циркулирующий в системе отопления, за счет чего и происходит нагревание помещений дома.

Поликристаллические

Виды солнечных батарей

Описание

Все кремниевые устройства слишком реагируют на перегрев. Температура, рекомендуемая для измерения электрогенерации, составляет 25 градусов. Даже при ее увеличении всего на градус производительность уменьшается на 0,5%.

Поликристаллические конструкции также легко определить визуально, поскольку окрас их неравномерный, что связано с разной ориентированностью кристаллов, обеспечивающей высокое КПД в рассеянном свете. Хотя значение его меньше, чем в панелях однонаправленных, в непогоду наибольшей эффективностью отличаются именно они.

Чистота кремния намного ниже, чем у рассмотренных выше, также допускается присутствие примесей и инородных включений. Это снижает себестоимость. Для этого вида панелей металл просто разливается в формы. Затем, используя специальные приемы, формируют кристаллы, направленность которых контролировать не нужно.

Остывший кремний режут на слои, обрабатывая их по специальному алгоритму.

Эти батареи не нуждаются в непрерывном ориентировании на солнце, следовательно, для их установки пригодны крыши зданий.

Достоинства аморфного кремния в полной мере раскрываются в тени и с наступлением облачных дней и практически незаметны в солнечную погоду.

Не нужны им и поворотные механизмы, поскольку крепятся они стационарно.

Стоит такая разновидность панелей меньше, чем ориентированные. Эффективность их падает на 20% после 20-летнего использования.

Виды солнечных батарей

Недостатки

Они, понятно, есть:

  • Более низкий КПД;
  • Необходимо большая площадь для монтажа.

В последние годы, благодаря новым исследованиям и появляющимся технологиям, КПД неуклонно растет и у некоторых панелей достигает 20%.

Как работает солнечная батарея (видео)

Солнечная батарея – дорогостоящее оборудование, независимо от того, будет оно собрано самостоятельно или же куплено в готовом виде, а надобность в постоянном обслуживании может доставить дискомфорт, но однажды вложившись в это изделие, можно на протяжении длительного времени довольствоваться постоянному присутствию электричества и отсутствию платы за него.

  • Автор: admin
  • Распечатать
Оцените статью:

(0 голосов, среднее: 0 из 5)

Хорошая реклама

Как сделать своими руками из подручных средств

При желании, наличии свободного времени и минимальных познаний в электротехнике, можно изготовить солнечную батарею из подручных средств.
Вариантов может быть множество, все зависит от имеющихся материалов, «багажа» знаний и навыков.

своими руками

Подобные устройства можно изготовить:

  1. Из использованных ранее транзисторов (электронных устройств).
    В этом случае, у транзисторов отрезаются крышки и сами транзисторы соединяются последовательно. При попадании солнечных лучей на внутренние плоскости, обладающие «p-n» переходом, внутри их образуется электрический ток. Транзисторы помещаются в отдельный корпус, к концам припаиваются выводы – солнечная батарея готова.
  2. Из диодов.
    Для изготовления, из этих электронных приборов, потребуется их большое количество, а также электронная плата, используемая в качестве подложки. Верхняя часть диодов срезается, кристалл достается из корпуса прибора (выполняется нагрев и извлечение из корпуса). Извлеченные кристаллы крепятся на плате методом пайки в отдельные блоки. Соединение выполняется последовательно, для достижения требуемых значений напряжения. Собранные блоки соединяются между собой параллельно.
  3. Из медного листа.
    Медный лист очищается, после чего нагревается, для этого используется: открытый огонь, электрический ТЭН или иной источник тепла. В процессе нагрева медь чернеет, нагрев продолжается еще некоторое время, после чего лист медленно остывает. Из данной листа вырезается электрод, такого размера, чтобы поместился в подготовленную заранее емкость, это может быть пластиковая бутылка, канистра с отрезанным верхом или иная емкость, но главное условие – изготовленная из материала, не проводящего электрический ток. Из другого листа меди, не подвергавшегося нагреву, вырезается второй электрод, по размерам аналогичный первому. Электроды помещаются в подготовленную емкость, и крепятся к ее стенкам, к ним подсоединяются проводники. Пластины не должны касаться друг друга. Чистый медный лист – это положительный полюс, лист подвергавшийся нагреву – это отрицательный полюс. В емкость наливается вода, в которой растворена каменная соль, устройство устанавливается на солнечный свет – батарея готова.
  4. Из фотоэлементов заводского производства.
    В этом случае вначале фотоэлементы собираются в определенной последовательности на подложке. Изготавливается корпус, в который помещаются собранные фотоэлементы, корпус герметизируется. Батарея готова.

своими руками

Заключение

Использование альтернативной энергии бывает иногда очень полезно в некоторых случаях, особенно для питания автономных устройств, типа уличного освещения, радиопередатчиков, питания различных GSM-сигнализаций в садоогороде и тд.

Ну а если кто-то сомневается в будущем солнечной энергетики, просто взгляните на эти солнечные батареи, которые вырабатывают Мегаватты энергии за день!

солнечные батареисолнечные батареи

Солнечная батарея (панель)

Солнечная батарея (панель)

Солнечная батарея (панель)

Так что, друзья, будущее не за горами.

Арсенид — галлиевые

Самые производительные панели, вследствие соединения галлия и мышьяка, но дорогие. Объясняется это дефицитом галлия и со спецификой материала – так как арсенид — галлия хрупок, его использование в качестве подложки затруднено. В связи с этими сложностями, целесообразность использования оправдывается в системах, где стоимость не важна, а необходима максимальная отдача на ограниченной площади и небольшой вес. Как правило, используются только в космических аппаратах. КПД не рекордные 25-30%, но благодаря устойчивости к высоким температурам, возможно применение концентраторов для достижения коэффициента полезного действия до 40%, а в случаях отбора тепла и поддержания температуры до 150⁰С они «разгоняются» до рекордных КПД 60%.

Как делают солнечные элементы (17 фото + 2 видео)

Описание

Аморфные солнечные батареи

В данное время они представлены уже третьим поколением. Достоинством второго считают низкую стоимость при идентичной с модулями кристаллическими мощности. Поэтому именно они получили широкое распространение. Кремния для их получения необходимо меньше в 10 раз.

Модели, относящиеся к третьему поколению, характеризуется увеличенным периодом эксплуатации и КПД, доведенным до 12%.

Важно: фотоэлектрические модули тонкопленочные модули считаются главным кандидатом для массового производства, возможным уже в недалеком будущем, несмотря на недостатки и то, что сегодня лидерство удерживают кристаллические аналоги (80% рынка).

Недостатки модулей аморфных

Аморфные солнечные батареи

Главной негативной особенностью аморфных кремниевых солнечных батарей считают невысокий КПД, который вдвое меньше, чем у аналогов кремниевых (в условиях близких к идеальным).

Кроме того, у них есть и другие минусы:

  • значительно большие, чем у аналогов, размеры;
  • защищенные с двух сторон стеклом, они приобретают значительную итоговую массу. Недостаток, к слову, постепенно нивелируется благодаря развитию технологий.

У кремниевых панелей недостатков не меньше.

Сравнение моно, поли и аморфных солнечных батарей

Как делают солнечные элементы (17 фото + 2 видео)

При выборе модуля часто задается вопрос: какая солнечная батарея лучше – монокристаллическая или поликристаллическая, а может аморфная? Ведь они самые распространенные в наш век. Чтобы найти ответ, было проведено множество исследований. Рассмотрим, что же показали результаты.

Стоимость

Тут превосходство полностью на стороне аморфных модулей – их цена ниже, чем кристаллических, из-за более дешевого производства. Второе место занимают поли, моно же самые дорогие.

Светочувствительность

Здесь лидируют аморфно-кремниевые модули. У них лучший коэффициент преобразования солнечной энергии из-за водорода в составе элемента. Поэтому они, по сравнению с кристаллическими, в условиях слабой освещенности работают эффективнее. Моно и поли, при плохом освещении работают примерно одинаково – значительно реагируют на изменение интенсивности света.

Рейтинг
( 1 оценка, среднее 5 из 5 )
Загрузка ...
Электрик в Дом