Как экономить на электроэнергии при помощи СЭС в России?
Итак, у вас есть небольшой дом в Подмосковье, для которого вы приобрели комплект сетевой солнечной электростанции мощностью 15 кВт, как расширенный комплект СЭС АО «Мосэнергосбыт».
Считаем затраты.
- стоимость станции: 867 977 рублей;
- тариф по региону — 6,4 руб./кВт*ч;
- дополнительные затраты: монтаж, доставка, опорные конструкции.
Итого: 1 266 346 рублей. Сумма кажется колоссальной, но она окупится.
Информацию о солнечной активности берем у NASA Surface meteorology and Solar Energy. Годовой график для сетевой СЭС мощностью 15 кВт, установленной в Подмосковье, выглядит следующим образом*:
Годовой график для сетевой СЭС мощностью 15 кВт
* расчет усредненный, полученные значения могут варьироваться в пределах 10-15% с учетом особенностей крыши дома, угла расположения панелей.
Средняя величина выработки в годовом выражении — 19.200 кВт*ч.
Экономию по месяцам можно рассчитать, умножив значения, приведенные на графике выше, на тариф, действующий в Подмосковье, и представить так:
Расчет экономии
В годовом выражении экономия составит примерно 122.800 рублей.
При инвестициях в 1 266 346 рублей срок окупаемости оборудования составит 10 лет. Оборудование служит примерно 20—25 лет. За 10 лет с момента возврата вложенных средств вы сможете сэкономить 1 228 000 рублей.
Конечно, важно еще помнить о росте стоимости энергоресурсов. Мы этого не учитывали в расчетах, как и вероятность ввода в стране «Зеленого тарифа», по которому можно будет продавать излишки полученной через СЭС энергии электросбытовым компаниям и зарабатывать. Согласно статистике, за последние 12 лет цена на электроэнергию выросла в 7 раз (или на 620%), и стоимость услуги будет продолжать расти
По прогнозам, до 2030 года:
Согласно статистике, за последние 12 лет цена на электроэнергию выросла в 7 раз (или на 620%), и стоимость услуги будет продолжать расти. По прогнозам, до 2030 года:
- граждане России будут платить за электричество на 70% больше;
- за ближайшие 10 лет электроэнергия подорожает в 5 раз;
- доля расходов россиян на электроэнергию увеличится в 2,7 раз.
Если учесть, что солнечная электростанция не требует затрат на обслуживание, и солнечная энергия бесплатная, СЭС аргументированно можно считать не роскошью, а необходимостью для людей, которые настроены на осознанное потребление.
Экономить на электроэнергии с помощью солнечной электростанции
Устройство гибких солнечных панелей
Преобразование энергии солнца в электрическую люди изучили достаточно давно, но коммерческие образцы солнечных панелей появились на рынке только в последние годы. Ещё несколько десятилетий назад они использовались только в космонавтике или военной сфере. Сейчас выпущено множество устройств, которые функционируют от солнечной энергии. В качестве примера можно привести калькуляторы, аккумулятор для телефона с солнечной панелью, солнечная батарея для зарядки автомобильной АКБ, всевозможные водонагреватели и системы обогрева частных домов.
Самые первые солнечные батареи были тяжёлыми и крупногабаритными. Кроме того, у них был небольшой КПД. Но постепенно конструкция совершенствовалась, размеры уменьшались, а эффективность росла. Сейчас им уже не требуется максимальный солнечный свет для выработки электричества. Затем появились гибкие солнечные батареи, что стало существенным прорывом в области альтернативных источников энергии.
Гибкая панель – это полупроводниковый слой, который напылён на тонкую подложку. Современные образцы имеют толщину около 1 микрометра. При этом по производительности они примерно соответствуют обычным кристаллическим моделям. Первоначально такие батареи производились на базе аморфного кремния. Затем стали использовать:
- диселениды медь-индий, медь-галлий;
- теллуриды и сульфиды кадмия;
- полимерные соединения.
Чтобы увеличить эффективность гибких панелей производители используют многослойную конструкцию. В таких полупроводниковых модулях происходит отражение света и его преобразование происходит несколько раз. Современные технологии позволяют выпускать достаточно износостойкие и прочные панели, которые имеют малую толщину и все. Такие солнечные батареи можно складывать, сгибать, сворачивать. Естественно, что это нужно делать «без фанатизма». На грубую силу они не рассчитаны, но поход или туристическую поездку переносят без проблем.
Какие характерные особенности имеют гибкие солнечные модули? Можно назвать следующие:
- Есть возможность использования на криволинейной поверхности;
- Вырабатывают электричество даже в облачную погоду. То есть, имеют высокую общую выработку энергии;
- Эффективны в южных широтах;
- Высокий уровень оптического поглощения лучей солнца. То есть, более полное усвоение и переработка солнечной энергии;
- Хорошо работают в составе мощных гелиоустановок. По этой причине первоначально гибкие панели использовали на крупных гелиостанциях.
Стоит отметить и ещё один важный плюс гибких модулей. Они дешевле, чем кристаллические панели. Это положительно сказывается на конечной цене изделий из них. Не обходится и без недостатков. Гибкие батареи при одинаковой площади с кристаллическими моделями имеют в два большую площадь поверхности. А значит, занимают больше места при размещении.
Гибридная солнечная панель
Стоит отдельно сказать про такую разновидность солнечных панелей, как гибридные. Это название они получили за то, что умеют вырабатывать сразу два типа энергии, тепло и электричество.
Гибридные солнечные панели, ещё называемые PVT, являются соединением фотоэлектрической батареи и коллектора тепла. Этот симбиоз даёт возможность в 2 раза уменьшить площадь развёртывания системы из теплового коллектора и фотоэлектрических батарей на каком-нибудь здании.
Существенный плюс заключается в том, что гибридная панель имеет возможность отбирать избыточное тепло от фотоэлементов. Это обеспечивает теплоноситель в коллекторе. Именно нагрев фотоэлемента уменьшает эффективность преобразования солнечной энергии в электрическую. В случае гибридной батареи эта проблема частично решается.
На практике гибридные панели пока не получили широкого распространения. В настоящий момент они успешно используются в роли тепловых насосов, нагрева воды в бассейне, аккумулирования тепла скважины и т. п.
https://youtube.com/watch?v=t5Os8yisXI0
Это интересно: Как правильно паять светодиодную ленту — разбираемся детально
Где и как применяют солнечную энергию?
Гибкие панели применяются в разных сферах. Прежде чем составлять проект энергообеспечения дома при помощи этих солнечных батарей, выясните, где они применяются и каковы особенности их использования в нашем климате.
Область применения солнечных батарей
Применение гибких солнечных батарей очень широкое. Они с успехом используются в электронике, электрификации зданий, автомобиле- и авиастроении, на космических объектах.
В строительстве такие панели используют для обеспечения жилых и промышленных зданий электричеством.
Солнечная энергия может быть единственным источником электричества, а может дублировать традиционную схему электроснабжения, чтобы на случай недостаточной эффективности в определенный период дом не остался обесточенным
Портативные зарядные устройства на основе гибких солнечных элементов доступны каждому и продаются повсеместно. Большие гибкие туристические панели для добычи электроэнергии в любом уголке Земного шара очень популярны среди путешественников.
Очень необычная, но практичная идея – использовать в качестве основы для гибких батарей дорожное полотно. Специальные элементы защищены от ударов и не боятся больших нагрузок.
Гибкие батареи хороши еще тем, что могут быть применены практически в любых ситуациях. Их можно без труда разместить на крыше автомобиля или корпусе яхты
Эта идея уже реализована. «Солнечная» дорога обеспечивает энергией окрестные деревни, при этом не занимая ни одного лишнего метра земли.
Особенности применения гибких аморфных панелей
Те, кто планирует начинать использование гибких солнечных панелей в качестве источника электроэнергии для своего дома, должны знать особенности их эксплуатации.
Галерея изображений Фото из
Основа, на которую нанесены кремниевые кристаллы, определяет износостойкость, а вместе с ней и область использования гибкий солнечных батарей
Солнечные батареи, созданные на основе полимерной пленки, легки и удобны для переноски. На их базе сейчас выпускают переносные зарядные устройства для мобильной техники
Если на зарядное устройство не предполагается активное механическое и атмосферное воздействие, батарей на гибкой полимерной пленки с защитным ламинированием — лучшее решение
Наличие встроенного аккумулятора в переносных приборах, помещающихся в сумку, позволяет рационально собирать и хранить полученную энергию
Энергоэффективная вставка на рюкзаке
Портативное зарядное устройство
Эффективная зарядка на дачном участке
Наличие встроенного аккумулятора
Солнечные панели с гибкой металлической основой находят применение там, где к износостойкости мини-электростанций предъявляются повышенные требования:
Галерея изображений Фото из
Любителям морских путешествий лучше отдать предпочтение гибким солнечным панелям на основе из металлической фольги
Также желательно, чтобы устройства были оснащены водоотталкивающей защитой
Ввиду того, что во время прогулок на катере может подняться порывистый ветер, способный сорвать легкое полимерное устройство, лучше приобрести солнечную батарею на гибком металлическом основании
Важно учесть, что наряду с повышенной износостойкостью у приборов на металлической основе есть недостаток: радиус гибки меньше, чем у полимерных
На металлический кузов автофургона лучше поставить солнечные батареи с гибкой металлической основой. Так кузову нанесен будет минимальный вред
Палуба морского или речного судна
Тент на прогулочном речном катере
Незначительный радиус гибки
Установка на металлический кузов
Прежде всего пользователей волнует вопрос, а что делать зимой, когда световой день короткий и электричества не хватит на функционирование всех приборов?
Да, в условиях пасмурной погоды и короткого светового дня производительность панелей снижается. Хорошо, когда есть альтернатива в виде возможности переключения на централизованное электроснабжение. Если ее нет, нужно запасаться аккумуляторами и заряжать их в те дни, когда погода благоприятная.
Интересная особенность солнечных батарей заключается в том, что при нагревании фотоэлемента его эффективность существенно снижается.
В летний зной панели раскаляются, но работают хуже. Зимой, в солнечный день фотоэлементы способны улавливать большее количество света и преобразовывать его в энергию
Число ясных дней в году зависит от региона. Разумеется, на юге использовать гибкие батареи рациональнее, поскольку солнце там светит дольше и чаще.
Так как в течение дня Земля меняет свое положение относительно Солнца, панели лучше располагать универсально – то есть с южной стороны под углом около 35-40 градусов. Такое положение будет актуальным как в утренние и вечерние часы, так и в полдень.
Солнечные батареи – альтернативный источник энергии
В последние годы активными темпами развивается альтернативная энергетика, уже успевшая доказать свою высокую эффективность. В европейских странах многие жилые и промышленные объекты подключены к солнечным батареям. Эти источники энергии совершенствуются с каждым годом и становятся все более энергоэффективными. Их КПД постепенно увеличивается, они становятся пригодными для использования в малосолнечных областях и в темное время. Изначально фотоэлементы разрабатывались для использования в военно-промышленной отрасли, но постоянно они начали применяться и в гражданской сфере.
Современные производители выпускают разные виды солнечных батарей. Чтобы не ошибиться с их выбором, необходимо знать, какие отличительные характеристики и преимущества имеются у каждого вида, так как в разных климатических зонах используются конструкции различного типа.
Характеристики солнечной панели
Эффективность батарей гелиосистемы
Один фотоэлемент даже в полдень при ясной погоде выдает совсем немного электроэнергии, достаточной разве что для работы светодиодного фонарика.
Чтобы повысить выходную мощность, несколько ФЭП объединяют по параллельной схеме для увеличения постоянного напряжения и по последовательной для повышения силы тока.
Эффективность солнечных панелей зависит от:
- температуры воздуха и самой батареи;
- правильности подбора сопротивления нагрузки;
- угла падения солнечных лучей;
- наличия/отсутствия антибликового покрытия;
- мощности светового потока.
Чем ниже температура на улице, тем эффективней работают фотоэлементы и гелиобатарея в целом. Здесь все просто. А вот с расчетом нагрузки ситуация сложнее. Ее следует подбирать исходя из выдаваемого панелью тока. Но его величина меняется в зависимости от погодных факторов.
Гелиопанели выпускаются с расчетом на выходное напряжение, кратное 12 В – если на аккумулятор надо подать 24 В, то две панели к нему придется подсоединить параллельно
Постоянно отслеживать параметры солнечной батареи и вручную корректировать ее работу проблематично. Для этого лучше воспользоваться контроллером управления, который в автоматическом режиме сам подстраивает настройки гелиопанели, чтобы добиться от нее максимальной производительности и оптимальных режимов работы.
Идеальный угол падения лучей солнца на гелиобатарею – прямой. Однако при отклонении в пределах 30-ти градусов от перпендикуляра эффективность панели падает всего в районе 5%. Но при дальнейшем увеличении этого угла все большая доля солнечного излучения будет отражаться, уменьшая тем самым КПД ФЭП.
Если от батареи требуется, чтобы она максимум энергии выдавала летом, то ее следует сориентировать перпендикулярно к среднему положению Солнца, которое оно занимает в дни равноденствия по весне и осени.
Для московского региона – это приблизительно 40–45 градусов к горизонту. Если максимум нужен зимой, то панель надо ставить в более вертикальном положении.
И еще один момент – пыль и грязь сильно снижают производительность фотоэлементов. Фотоны сквозь такую “грязную” преграду просто не доходят до них, а значит и преобразовывать в электроэнергию нечего. Панели необходимо регулярно мыть либо ставить так, чтобы пыль смывалась дождем самостоятельно.
Некоторые солнечные батареи имеют встроенные линзы для концентрирования излучения на ФЭП. При ясной погоде это приводит к повышению КПД. Однако при сильной облачности эти линзы приносят только вред.
Если обычная панель в такой ситуации будет продолжать генерировать ток пусть и в меньших объемах, то линзовая модель работать прекратит практически полностью.
Солнце батарею из фотоэлементов в идеале должно освещать равномерно. Если один из ее участков оказывается затемненным, то неосвещенные ФЭП превращаются в паразитную нагрузку. Они не только в подобной ситуации не генерируют энергию, но еще и забирают ее у работающих элементов.
Панели устанавливать надо так, чтобы на пути солнечных лучей не оказалось деревьев, зданий и иных преград.
Основные разновидности
Все выпускаемые сегодня солнечные модули можно условно разделить на несколько основных типов. Все они имеют разные КПД, обладают собственными преимуществами и недостатками.
Кремниевые солнечные батареи
- Монокристаллические батареи. Для изготовления таких конструкций используют очищенный кремний. Эти панели своим внешним видом напоминают пчелиные соты. Они состоят из отдельных ячеек, объединенных в единую структуру. После затвердевания, монокристалл разделяют на тончайшие пластины, толщина которых не превышает 300 мкм. Пластины соединяет тонкая электродная сетка. Монокристаллические солнечные батареи стоят дороже аморфных, поскольку при их изготовлении используется более сложная технология. КПД у монокристаллических батарей очень высок, он составляет порядка 22%, что является отличным показателем для солнечных панелей.
- Поликристаллические батареи. Поликристаллы получают путем медленного охлаждения кремниевой субстанции. Данная технология обходится намного дешевле той, которая применяется при изготовлении поликристаллических моделей и требует меньшее количество энергии. КПД поликристаллических моделей ниже, чем монокристаллических – не более 18%. Коэффициент падает из-за образования внутри панелей поликристаллов, снижающих их эффективность.
- Панели из аморфного кремния. Эти батареи могут быть отнесены и к кремниевым моделям, так как изготавливаются из кремния, и к пленочным, поскольку изготавливаются по аналогичному с ними принципу. В отличие от кремниевых моделей, в них используется силан (кермниеводород), а не кристаллы кремния. Силан наносят на имеющуюся внутри панели подложку. У таких солнечных батарей очень низкий КПД в сравнении с поли- и монокристаллическими моделями. Он составляет порядка 5%. Зато у них намного более высокий коэффициент поглощения, также они более эффективны в использовании в пасмурную погоду, при отсутствии прямых солнечных лучей, чем конструкции других типов. Встречаются также конструкции, в которых поли- и монокристаллические батареи сочетаются с аморфными. Они объединяют в себе преимущества солнечных панелей разных типов.
статья про выбор солнечных панелей
Пленочные солнечные панели
Пленочные модели могут выпускаться на основе кадмия или селенида меди-индия. Теллурид кадмия имеет высокий коэффициент светопоглощения. В настоящее время этот материал широко используется при изготовлении бытовых солнечных панелей, предназначенных для домашнего использования. Данный материал ядовит, однако проведенные исследования продемонстрировали, что выделения этого материала в атмосферу настолько малы, что не способны вреди здоровью людей и экологии. КПД таких батарей невысок – около десяти процентов. Однако, несмотря на этот, единица мощности при их использовании стоит дешевле, чем при применении аналогов других типов.
Солнечные батареи с основой из селенида меди-индия используют в качестве полупроводника селен, индий, медь. Вместо индия, который идет на производство ЖК мониторов, иногда используют галлий, обладающий схожими характеристиками. Такие батареи имеют более высокий КПД, чем модели, сделанные из теллурида кадмия. Он составляет порядка 20%.
Полимерные панели
Полимерные солнечные батареи были изобретены и начали использоваться относительно недавно. В качестве проводников в них используются такие материалы, как фталоцианин меди, фуреллены, полифенилен. Толщина пленки не превышает 100 нм.
Хотя КПД таких солнечных батарей очень низок (он составляет около 5%), они также пользуются высоким спросом. В числе преимуществ полимерных конструкций – низкая цена, доступность материалов, отсутствие вредных выбросов в атмосферу.
Выбирая подходящие солнечные батареи, учитывайте не только КПД конструкции, но и остальные ее качества, способные охарактеризовать батарею с хорошей или плохой стороны.
Обзор бескремниевых устройств
Некоторые солнечные панели, изготовленные с применением редких и дорогостоящих металлов, имеют КПД более 30%. Они в разы дороже своих кремниевых аналогов, но всё-таки заняли высокотехнологичную торговую нишу, благодаря своим особенным характеристикам.
Солнечные панели из редких металлов
Существует несколько типов солнечных панелей из редких металлов, и не все они имеют КПД выше, чем у монокристаллических кремниевых модулей.
Однако способность работать в экстремальных условиях позволяет производителям таких солнечных панелей выпускать конкурентоспособную продукцию и проводить дальнейшие исследования.
Панели из теллурида кадмия активно используются при облицовке зданий в экваториальных и аравийских странах, где их поверхность нагревается днем до 70-80 градусов
Основными сплавами, применяемыми для изготовления фотоэлектрических элементов, являются теллурид кадмия (CdTe), селенид индия- меди-галлия (CIGS) и селенид индия-меди (CIS).
Кадмий – токсический металл, а индий, галлий и теллур являются довольно редкими и дорогостоящими, поэтому массовое производство солнечных панелей на их основе даже теоретически невозможно.
КПД таких панелей находится на уровне 25-35%, хотя в исключительных случаях может доходить до 40%. Ранее их применяли в основном в космической отрасли, а сейчас появилось новое перспективное направление.
Из-за стабильной работы фотоэлементов из редких металлов при температурах 130-150°C их используют в солнечных тепловых электростанциях. При этом лучи солнца от десятков или сотен зеркал концентрируются на небольшой панели, которая одновременно генерирует электроэнергию и обеспечивает передачу тепловой энергии водяному теплообменнику.
В результате нагрева воды образуется пар, который заставляет вращаться турбину и генерировать электроэнергию. Таким образом солнечная энергия преобразуется в электрическую одновременно двумя путями с максимальной эффективностью.
Полимерные и органические аналоги
Фотоэлектрические модули на основе органических и полимерных соединений начали разрабатывать только в последнем десятилетии, но исследователи уже добились значительных успехов. Наибольший прогресс демонстрирует европейская компания Heliatek, которая уже оснастила органическими солнечными панелями несколько высотных зданий.
Толщина её рулонной пленочной конструкции типа HeliaFilm составляет всего 1 мм.
При производстве полимерных панелей используются такие вещества, как углеродные фуллерены, фталоцианин меди, полифенилен и другие. КПД таких фотоэлементов уже достигает 14-15%, а стоимость производства в разы меньше, чем кристаллических солнечных панелей.
Остро стоит вопрос срока деградации органического рабочего слоя. Пока что достоверно подтвердить уровень его КПД через несколько лет эксплуатации не представляется возможным.
Преимуществами органических солнечных панелей являются:
- возможность экологически безопасной утилизации;
- дешевизна производства;
- гибкая конструкция.
К недостаткам таких фотоэлементов можно отнести относительно низкий КПД и отсутствие достоверной информации о сроках стабильной работы панелей. Возможно, что через 5-10 лет все минусы органических солнечных фотоэлементов исчезнут, и они станут серьезными конкурентами для кремниевых пластин.
Портативная солнечная батарея – специально для туристов
У каждого в наше время есть электронные гаджеты. Не суть, что у кого-то их меньше, а кого-то больше. Все их необходимо заряжать, а для этого нужны зарядные устройства. Но, особенно остро этот вопрос касается тех, кто попадает в места, где отсутствует электропитание. Единственным выходов являются солнечные батареи. Но, цены на них остаются высокими, а выбор — небольшим. Оптимальным вариантом, как принято считать, является продукция компании Goal Zero (хотя есть и российская продукция, и китайская – как всегда вызывающая сомнении).
Но, оказалось, что не все то плохо, что сделано в Китае или Корее. Особенно порадовала солнечная батарея компания YOLK из Чикаго, которая начала производство компактной солнечной батареи Solar Paper – самой тонкой и легкой. Ее вес всего 120 граммов. Но есть и другие преимущества – модульная конструкция, позволяющая наращивать мощность. Солнечная батарея похожа на пластиковую коробку, по размерам напоминающую Ipad, только тоньше в два раза. На ее лицевой стороне размещена солнечная панель. Есть на корпусе выход для ноутбука и порты USB и для подключения других солнечных панелей, а также фонарик. Внутри этой чудо коробки – аккумуляторы и плата управления. Зарядить девайс можно от розетки, причем, одновременно это могут быть телефон и два ноутбука. Конечно, заряжается устройство и от солнца. Как только на него попадает свет, загорается индикатор. В походных условиях солнечная панель просто незаменима: с успехом заряжает все нужные устройства – телефоны быстрее, ноутбуки.
https://youtube.com/watch?v=EdR_ZGsnLLQ
Портативные солнечные батареи отличаются компактными размерами: они выпускаются даже в виде брелков, прикрепить которые можно к чему угодно. Разрабатывались они для того, чтобы можно было их взять на рыбалку, в поход и пр. Обязательно у них имеется фонарик, чтобы ночью можно было осветить дорогу, палатку и т.д., крепления, позволяющие легко их разместить на рюкзаках, байдарках, палатках
Очень важно, чтобы в таком устройстве был встроенный аккумулятор, позволяющий заряжать девайсы и в ночное время
Гибкие солнечные батареи
Очень удобными являются гибкие панели, которые легко сворачиваются в рулон, словно обычная бумага. Хотя стоимость их выше, чем твердотельных аналогов, они на рынке заняли свою нишу. В основном они пользуются спросом у туристов и путешественников, которым в условиях отсутствия электрификации необходимо заряжать мобильные гаджеты. Главным производителем гибких батарей, работающих от солнечной энергии, является компания Sun Charger, которая, к слову, недавно обновила свой модельный ряд моделями 34 Вт и 9Вт.
T_3Fq3YnxMk
Первая модель подходит для питания планшетов, сотовых телефонов, видеокамер, цифровых фотоаппаратов, GPS, гелевых аккумуляторов 6 и 12 вольт, т.е. она может в условиях похода обеспечить потребности нескольких человек.
SunCharger SC-9/14 — батарея в сложенном виде
Она же — в раскрытом виде
Особенности батареи: компактная складывающая конструкция, работающая в диапазоне температур от -50 до +70 градусов, вес которой всего 420 граммов, снабжена антибликовым покрытием, встроенным светодиодом, люверсами для крепления. Выходной разъем круглый (5.5 мм / 2.1 мм.).
Характеристики электрические: рабочее выходное напряжение 13,5 В (стандартное 12В), без нагрузки – 19В; рабочий выходной ток – 0,65 А; габариты в сложенном и развернутом виде — 20.5х15х3 см и 50х41.5х0.4 см; мощность выходная – 8,6 Вт.
Выходной разъём SunCharger SC-9/14
Вторая модель SunCharger SC-34/18 на сегодняшний день является в линейке гибких солнечных батарей самой мощной. Разработана она специально для универсальных накопителей (ноутбуков), имеющих на входе зарядки, как правило, 17-19 вольт. Максимальная мощность – 18В. К накопителям она подключается напрямую, что обеспечивает идеальное согласование. Понятно, что для менее «прожорливых» накопителей она также подходит, в том числе для двенадцати вольтовых свинцовых аккумуляторов, используемых в автомобилях.
Солнечная батарея выдает 18 В в точке своей максимальной мощности и напрямую подключается к этим накопителям. Таким образом, она «идеально» с ними согласована.
Естественно, эта батарея подходит и для зарядки менее прожорливых потребителей. Как известно, мощности мало не бывает. А также спокойно заряжает 12 В свинцовые аккумуляторы, в том числе, и автомобильные (через несколько часов зарядки уже можно завести машину). Толщина ее 4 см (т.е. стала чуть больше), но получилась батарея даже немного компактнее, чем обычные батареи на 12 В.
Солнечная гибкая батарея (модель SunCharger SC-34/18)
Достигнуто это за счет более тонкой ткани, используемой в ее производстве и ламинированных фотоэлементов большей площади.
Эта же батарея в раскрытом виде
Помимо особенностей, характерных для предыдущей модели, здесь имеются на выходе помимо круглого разъема, еще «мама» и «папа».
Электрические характеристики: мощность выходная, как понятно из маркировки, 34 Вт; рабочий выходной ток – 1.9 А; габариты 40х18х4 см (в сложенном виде) и 40х18х4 см (в раскрытом). Напряжение на выходе – 18 В и 26 В (без нагрузки). Вес, конечно, намного больше – 1,7 кг.
Количество элементов и напряжение
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.
Выбор
Одним из важных критериев выбора являются климатические условия местности, в которой будут установлены гелиопанели. Учитывается количество солнечных дней в году и длина самого дня. Исходя из этих данных, определяется мощность электроэнергии, которую должна вырабатывать батарея в час или сутки. Для северных районов подойдет текстурированное стекло, оно эффективно справляется с работой даже в пасмурные дни. Модули из микроморфного кремния не требуют точной ориентации на солнце, их суммарная годовая мощность превосходит другие тонкопленочные батареи. На них часто останавливают свой выбор жители районов с малой освещенностью.
Выбирая модуль для дома, необходимо продумать, какие электроприборы будут востребованы, хватит ли для них мощности предполагаемой покупки.
При покупке учитывается тип конструкции, материал, толщина фотоэлемента, производитель модуля – все это влияет на цену, качество и длительность работы. Не обязательно переплачивать за иностранные бренды, хорошо себя зарекомендовали модули российского производства, ориентированные на наши климатические условия.
Для расчета количества модулей, следует учитывать, что семья из 4 человек, в среднем, потребляет 200–300 кВт электроэнергии в месяц. Солнечные панели вырабатывают с одного квадратного метра примерно от 25 Вт до 100 Вт в сутки. Для полного удовлетворения дома в потребностях электричества, понадобится 30–40 секций. Оснащение солнечными батареями обойдется семье около 10 тысяч долларов. Устанавливать панели следует на южную сторону крыши, куда попадает максимальное количество солнечных лучей.
Чтобы определиться с выбором, следует понять, какой тип модуля больше подходит покупателю:
- Монокристаллические фотоэлементы стоят 1,5 доллара за Вт. Они имеют меньшие размеры и более эффективны, чем другие виды подобных батарей. Их общее покрытие занимает меньше места. Учитывая мощность и качество, лучше сделать выбор в их пользу. Единственным минусом является высокая стоимость.
- Поликристаллические батареи стоят 1,3 доллар за Вт. По мощности они уступают монокристаллическим, но и оцениваются дешевле. Бюджетные возможности привлекают покупателей, к тому же последние разработки подобных батарей сильно приблизили их КПД к монокристаллическим аналогам.
- Солнечные тонкопленочные панели имеют меньше мощности на один квадратный метр, чем предыдущие модели. Ситуацию выравнивает появление на рынке модулей из микроморфного кремния. Они вырабатывают хорошую суммарную мощность за годовой отрезок времени, отлично себя зарекомендовали в работе видимого и инфракрасного спектра. Для них не важна привязанность к солнечным лучам. Срок эксплуатации батарей составляет 25 лет. Модули имеют недорогую технологию производства, это сказалось на их стоимости – 1,2 доллара за Вт.
- Большой интерес представляет собой гибридная панель, так как она генерирует тепловую и электрическую энергию. Конструкция соединяет в себе коллектор тепла и элементы фотоэлектрической батареи.
По описанию солнечных батарей видно, что для территорий с малой освещенностью больше подойдут панели микроморфного кремния, южные районы могут воспользоваться поликристаллическими батареями. Для тех, кто не стеснен материально, отличным выбором станут более мощные монокристаллические фотоэлементы.
Сегодня еще остаются претензии к гибким солнечным панелям, но завтрашний день, несомненно, за ними. Их активное усовершенствование приводит к снижению стоимости, они уверенно вытесняют кристаллические аналоги из промышленной и бытовой сферы деятельности человека.
На что обратить внимание при покупке солнечных батарей для дома
Данная информация будет полезна, если вы решили перейти на солнечный источник энергии
Приобретая все комплектующие для такой системы, нужно знать, где можно сэкономить, а на что обратить особое внимание:
- Покупайте составляющие (панели, аккумулятор, инвертор) в конце зимы-начале весны. Как правило, магазины в это время предоставляют большие скидки.
- Не покупайте сразу много солнечных батарей. Помните, что эта система модульная, и добрать необходимое количество для обеспечения нужд бытовой техники очень просто.
- Желательно заменить все лампы накаливания в доме на светодиодные или LED. Они потребляют меньше энергии, а срок службы у них дольше.
- Для дома приобретайте солнечные батареи с выходным напряжением в 12 В. Именно такие значения подойдут для бытовой техники, очень мало приборов используют 24 В и 48 В. Все показатели напряжения вы можете найти в паспорте устройств.
При выборе солнечных батарей обратите внимание, что каждая должна быть помещена в защитный корпус из алюминия. Этот металл легкий, прочный, стойкий к коррозии. Сверху защитное стекло должно быть матовым, не давать глянца и бликов
Сверху защитное стекло должно быть матовым, не давать глянца и бликов.
Обеспечивать свой дом уютом, теплом и не платить за электричество вполне возможно. Для этого нужно установить такую систему энергоснабжения. Но стоит учитывать, что она тоже требует значительных вложений и обладает рядом нюансов. Изучив все положительные и отрицательные стороны, мы надеемся, что вы сделаете правильный выбор.
Обзор модулей, не использующих кремний
Солнечные панели, изготавливаемые из более дорогих аналогов, достигают коэффициента в 30%, они могут быть в несколько раз дороже аналогичных систем на основе кремния. Некоторые из них всё же имеют более низкий КПД, при этом обладая возможностью работать в агрессивной среде. Для изготовления таких панелей применяется чаще всего теллурид кадмия. Применяются и другие элементы, но реже.
Перечислим основные преимущества:
- Высокий КПД, от 25 до 35%, с возможностью достигнуть, в относительно идеальных условиях даже 40%.
- Фотоэлементы стабильны даже при температурах до 150 °C.
- Концентрация света от светила на маленькой панели позволяет обеспечить водяной теплообменник энергией, в результате чего образовывается пар, который вращает турбину и генерирует электричество.
Как и говорили ранее — минусом является высокая цена, но в некоторых случаях они являются лучшим решением. Например, в экваториальных странах, где поверхность модулей может нагреться до 80 °C.
