ABLOY-FIRE.RU - Надежная автоматика для противопожарных дверей

Abloy
Главная
Продукция
Решения для одностворчатых дверей
Решения для двустворчатых дверей
Где купить


Новости

21.05.07 - Итоги семинара "Системы автоматического закрывания противопожарных дверей Abloy"

10.05.07 - Первый в России семинар: "Системы автоматического закрывания противопожарных дверей Abloy"

30.04.07 - Открыт новый сайт "Надежная автоматика для противопожарных дверей Abloy"

Солнечная батарея это


Принцип работы солнечной батареи: как устроена панель

Эффективное преобразование бесплатных лучей солнца в энергию, которую можно использовать для электроснабжения жилья и иных объектов, – заветная мечта многих апологетов зеленой энергетики.

Но принцип работы солнечной батареи, и ее КПД таковы, что о высокой эффективности таких систем пока говорить не приходится. Было бы неплохо обзавестись собственным дополнительным источником электроэнергии. Не так ли? Тем более что уже сегодня и в России с помощью гелиопанелей “дармовой” электроэнергией успешно снабжается немалое количество частных домохозяйств. Вы все еще не знаете с чего начать?

Ниже мы расскажем вам об устройстве и принципах работы солнечной панели, вы узнаете, от чего зависит эффективность гелиосистемы. А размещенные в статье видеоролики помогут собственноручно собрать солнечную панель из фотоэлементов.

Содержание статьи:

Солнечные батареи: терминология

В тематике «солнечной энергетики» достаточно много нюансов и путаницы. Часто новичкам разобраться во всех незнакомых терминах поначалу бывает трудно. Но без этого заниматься гелиоэнергетикой, приобретая себе оборудование для генерации “солнечного” тока, неразумно.

По незнанию можно не только выбрать неподходящую панель, но и попросту сжечь ее при подключении либо извлечь из нее слишком незначительный объем энергии.

Галерея изображений

Фото из

Установка из солнечных панелей позволяет рационально использовать бесплатную, к тому же неисчерпаемую энергию солнечных лучей

Миниатюрные электростанции, собранные из солнечных батарей, обеспечат энергией неэлектрифицированные объекты и дома, расположенные в регионах с перебоями в поставке электричества

Установки, перерабатывающие УФ излучение в электроэнергию, занимают минимум места. их располагают на крышах домов, хозпостроек, гаражей, беседок, веранд. Реже их располагают на открытых, не занятых постройками и насаждениями площадках

Солнечные батареи - незаменимое оборудование для любителей путешествий. Оно обеспечит энергией вдали от источников электропитания

Использование солнечной энергии предоставит возможность существенно сократить затраты на содержание дач и загородных домов. собрать и установить экономически полезную систему без затруднений можно собственными руками

Расположенные на корме яхты, палубе корабля или носу катера солнечные батареи обеспечат электроэнергией, благодаря которой можно поддерживать стабильную связь с берегом

Портативная солнечная панель с аккумулятором исключит возникновение экстремальных ситуаций вдали от населенных пунктов, гарантирует зарядку мобильных устройств для общения с близкими

Выпускаемые специально для походов легкие компактные зарядные устройства на основе солнечных батарей обеспечат энергией телефоны, рации, планшеты и медиа-технику

Рациональное использование природных ресурсов

Обеспечение энергией неэлектрифицированных объектов

Монтаж солнечных панелей на крыше

Мобильная солнечная батарея в кемпинге

Самостоятельный монтаж на дачном участке

Генератор энергии в морских прогулках

Портативная солнечная панель с аккумулятором

Занимающий минимум места прибор

Вначале следует разобраться в существующих разновидностях оборудования для гелиоэнергетики. Солнечные батареи и солнечные коллекторы – это два принципиально разных устройства. Оба они преобразуют энергию лучей солнца.

Однако в первом случае на выходе потребитель получает энергию электрическую, а во втором тепловую в виде нагретого теплоносителя, т.е. солнечные панели используют для .

Максимум отдачи от солнечной панели можно будет получить, только зная, как она работает, из каких компонентов и узлов состоит и как все это правильно подключается

Второй нюанс – это понятие самого термина «солнечная батарея». Обычно под словом «батарея» понимается некое аккумулирующее электроэнергию устройство. Либо на ум приходит банальный отопительный радиатор. Однако в случае с гелиобатареями ситуация кардинально иная. Они ничего в себе не накапливают.

Солнечной панелью генерируется постоянный электроток. Чтобы преобразовать его в переменный (используемый в быту), в схеме должен присутствовать инвертор

Солнечные батареи предназначены исключительно для генерации электрического тока. Он, в свою очередь, накапливается для снабжения дома электричеством ночью, когда солнце опускается за горизонт, уже в присутствующих дополнительно в схеме энергообеспечения объекта аккумуляторах.

Батарея здесь подразумевается в контексте некой совокупности однотипных компонентов, собранных в нечто единое целое. Фактически это просто панель из нескольких одинаковых фотоэлементов.

Внутреннее устройство гелиобатареи

Постепенно солнечные батареи становятся все дешевле и эффективней. Сейчас они применяются для подзарядки аккумуляторов в уличных фонарях, смартфонах, электроавтомобилях, частных домах и на спутниках в космосе. Из них стали даже строить полноценные солнечные электростанции (СЭС) с большими объемами генерации.

Гелиобатарея состоит из множества фотоэлементов (фотоэлектрических преобразователей ФЭП), преобразующих энергию фотонов с солнца в электроэнергию

Каждая солнечная батарея устроена как блок из энного количества модулей, которые объединяют в себе последовательно соединенные полупроводниковые фотоэлементы. Чтобы понять принципы функционирования такой батареи, необходимо разобраться в работе этого конечного звена в устройстве гелиопанели, созданного на базе полупроводников.

Виды кристаллов фотоэлементов

Вариантов ФЭП из разных химических элементов существует огромное количество. Однако большая их часть – это разработки на начальных стадиях. В промышленных масштабах сейчас выпускаются пока что только панели из фотоэлементов на основе кремния.

Кремниевые полупроводники используются при изготовлении солнечных батарей из-за своей дешевизны, особо высоким КПД они похвастаться не могут

Обычный фотоэлемент в гелиопанели – это тонкая пластина из двух слоев кремния, каждый из которых имеет свои физические свойства. Это классический полупроводниковый p-n-переход с электронно-дырочными парами.

При попадании на ФЭП фотонов между этими слоями полупроводника из-за неоднородности кристалла образуется вентильная фото-ЭДС, в результате чего возникает разность потенциалов и ток электронов.

Кремниевые пластины фотоэлементов различаются по технологии изготовления на:

  1. Монокристаллические.
  2. Поликристаллические.

Первые имеют более высокий КПД, но и себестоимость их производства выше, нежели у вторых. Внешне один вариант от другого на солнечной панели можно различить по форме.

Галерея изображений

Фото из

Гелио-электростанция на загородном участке

Солнечные монокристаллические батареи

Внешний вид солнечных батарей на монокристаллах

Монокристаллическая единица солнечной батареи

Поставка готовой к монтажу солнечной батареи

Поликристаллический фотоэлемент для солнечной батареи

Гелио-батарея из поликристаллических фотоэлементов

Изготовление солнечной батареи своими руками

У монокристаллических ФЭП однородная структура, они выполняются в виде квадратов со срезанными углами. В отличие от них поликристаллические элементы имеют строго квадратную форму.

Поликристаллы получаются в результате постепенного охлаждения расплавленного кремния. Метод этот предельно прост, поэтому такие фотоэлементы и стоит недорого.

Но производительность в плане выработки электроэнергии из солнечных лучей у них редко превышает 15%. Связано это с “нечистотой” получаемых кремниевых пластин и внутренней их структурой. Здесь чем чище p-слой кремния, тем более высокий выходит КПД у ФЭП из него.

Чистота монокристаллов в этом отношении гораздо выше, нежели у поликристаллических аналогов. Их делают не из расплавленного, а из искусственно выращенного цельного кристалла кремния. Коэффициент фотоэлектрического преобразования у таких ФЭП уже достигает 20-22%.

В общий модуль отдельные фотоэлементы собираются на алюминиевой раме, а для защиты их сверху закрывают прочным стеклом, которое нисколько не препятствует солнечным лучам

Обращенный к солнцу верхний слой пластинки-фотоэлемента делается из того же кремния, но уже с добавлением фосфора. Именно последний будет источником избыточных электронов в системе p-n-перехода.

Настоящим прорывов в области использования солнечной энергии стала разработка гибких панелей с аморфным фотоэлектрическим кремнием:

Галерея изображений

Фото из

Гибкий вариант солнечной батареи

Наклейка гибкого фотоэлемента на жалюзи

Зарядка для мобильников на гибкой батарее

Устойчивая к механическим воздействиям панель

Принцип работы солнечной панели

При падении солнечных лучей на фотоэлемент в нем генерируются неравновесные электронно-дырочные пары. Избыточные электроны и «дырки» частично переносятся через p-n-переход из одного слоя полупроводника в другой.

В итоге во внешней цепи появляется напряжение. При этом на контакте p-слоя формируется положительный полюс источника тока, а на n-слоя – отрицательный.

Разность потенциалов (напряжение) между контактами фотоэлемента появляется из-за изменения числа «дырок» и электронов с разных сторон p-n-перехода в результате облучения n-слоя солнечными лучами

Подключенные к внешней нагрузке в виде аккумулятора фотоэлементы образуют с ним замкнутый круг. В результате солнечная панель работает, как своеобразное колесо, по которому вместе белки “бегают” электроны. А аккумуляторная батарея при этом постепенно набирает заряд.

Стандартные кремниевые фотоэлектрические преобразователи являются однопереходными элементами. Переток в них электронов происходит только через один p-n-переход с ограниченной по энергетике фотонов зоной этого перехода.

То есть каждый такой фотоэлемент способен генерировать электроэнергию только от узкого спектра солнечного излучения. Вся остальная энергия пропадает впустую. Поэтому-то и эффективность у ФЭП так низка.

Чтобы повысить КПД солнечных батарей, кремниевые полупроводниковые элементы для них в последнее время стали делать многопереходными (каскадными). В новых ФЭП переходов уже несколько. Причем каждый из них в этом каскаде рассчитан на свой спектр солнечных лучей.

Суммарная эффективность преобразования фотонов в электроток у таких фотоэлементов в итоге возрастает. Но и цена их значительно выше. Здесь либо простота изготовления с невысокой себестоимостью и низким КПД, либо более высокая отдача вкупе с высокой стоимостью.

Солнечная батарея может работать как летом, так и зимой (ей нужен свет, а не тепло) – чем меньше облачность и ярче светит солнце, тем больше гелиопанель сгенерирует электрического тока

При работе фотоэлемент и вся батарея постепенно греется. Вся та энергия, что не пошла на генерацию электротока, трансформируется в тепло. Часто температура на поверхности гелиопанели поднимается до 50–55 °С. Но чем она выше, тем менее эффективно работает фотогальванический элемент.

В итоге одна и та же модель солнечной батареи в жару генерирует тока меньше, нежели в мороз. Максимум КПД фотоэлементы показывают в ясный зимний день. Тут сказываются два фактора – много солнца и естественное охлаждение.

При этом если на панель будет падать снег, то электроэнергию она генерировать все равно продолжит. Более того, снежинки даже не успеют на ней особо полежать, растаяв от тепла нагретых фотоэлементов.

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 , 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.

Схема электропитания дома от солнца

Система солнечного электроснабжения включает:

  1. Гелиопанели.
  2. Контроллер.
  3. .
  4. Инвертор (трансформатор).

Контроллер в этой схеме защищает как солнечные батареи, так и АКБ. С одной стороны он препятствует протеканию обратных токов по ночам и в пасмурную погоду, а с другой – защищает аккумуляторы от чрезмерного заряда/разряда.

Аккумуляторные батареи для гелиопанелей следует подбирать одинаковые по возрасту и емкости, иначе зарядка/разрядка будут происходить неравномерно, что приведет к резкому снижению срока их службы

Для трансформации постоянного тока на 12, 24 либо 48 Вольта в переменный 220-вольтовый нужен . Автомобильные аккумуляторы применять в такой схеме не рекомендуется из-за их неспособности выдерживать частые перезарядки. Лучше всего потратиться и приобрести специальные гелиевые AGM либо заливные OPzS АКБ.

Выводы и полезное видео по теме

Принципы работы и не слишком сложны для понимания. А с собранными нами ниже видеоматериалами разобраться во всех тонкостях функционирования и установки гелиопанелей будет еще проще.

Доступно и понятно, как работает фотоэлектрическая солнечная батарея, во всех подробностях:

Как устроены солнечные батареи смотрите в следующем видеоролике:

Сборка солнечной панели из фотоэлементов своими руками:

Каждый элемент в коттеджа должен быть подобран грамотно. Неизбежные потери мощности происходят на аккумуляторах, трансформаторах и контроллере. И их обязательно надо сократить до минимума, иначе и так достаточно низкая эффективность гелиопанелей окажется сведена вообще к нулю.

В ходе изучения материала появились вопросы? Или вы знаете ценную информацию по теме статьи и можете сообщить ее нашим читателям? Пожалуйста, оставляйте свои комментарии в расположенном ниже блоке.

Солнечные батареи: принцип работы, как сделать своими руками в домашних условиях

Использование солнечной энергии для обеспечения жизненных потребностей в 21 веке является актуальным вопросом не только для корпораций, но и для населения. Теперь использование солнечных батарей для получения экологической электроэнергии привлекает много людей своей доступностью, автономностью, неиссякаемостью и минимальными вложениями. Теперь эти явления настолько привычны и обыденны, что уже давно прочно обосновались в нашу каждодневную жизнь.

Данный источник электроэнергии используется для освещения, функционирования бытовых электроприборов и отопления. Уличные фонари на солнечных батареях используются повсеместно в городской черте, на дачных участках и территориях загородных коттеджей.

Содержание

Принцип работы солнечной батареи

Устройство предназначено для непосредственного преобразования лучей солнца в электричество. Этот действие называется фотоэлектрическим эффектом. Полупроводники (кремневые пластины), которые используются для изготовления элементов, обладают положительными и отрицательными заряженными электронами и состоят их двух слоев n-слой (-) и р-слой (+). Излишние электроны под воздействием солнечного света выбиваются из слоев и занимают пустые места в другом слое. Это заставляет свободные электроны постоянно двигаться, переходя из одной пластины в другую вырабатывая электричество, которое накапливается в аккумуляторе.

Как работает солнечная батарея, во многом зависит от ее устройства. Первоначально фотоэлементы изготавливались из кремния. Они и сейчас очень популярны, но поскольку процесс очистки кремния достаточно трудоемок и затратен, разрабатываются модели с альтернативными фотоэлементами из соединений кадмия, меди, галлия и индия, но они менее производительны.

КПД солнечных батарей с развитием технологий вырос. На сегодняшний день это показатель возрос от одного процента, который регистрировался в начале столетия, до более двадцати процентов. Это позволяет в наши дни использовать панели не только для обеспечения бытовых нужд, но и производственных.

Технические характеристики

Устройство солнечной батареи довольно простое, и состоит из нескольких компонентов:

  • Непосредственно фотоэлементы / солнечная панель;
  • Инвертор, преобразовывающий постоянный ток в переменный;
  • Контроллер уровня заряда аккумулятора.

Аккумуляторы для солнечных батарей купить следует с учетом необходимых функций. Они накапливают и отдают электроэнергию. Запасание и расход происходит в течение всего дня, а ночью накопленный заряд только расходуется. Таким образом, происходит постоянное и непрерывное снабжение энергией.

Чрезмерная зарядка и разрядка батареи укорачивает ее эксплуатационный срок. Контроллер заряда солнечной батареи автоматически приостанавливают накопление энергии в аккумуляторе, когда он достиг максимальных параметров, и отключают нагрузку устройства при сильной разрядке.

(Tesla Powerwall - аккумулятор для солнечных панелей на 7 КВт - и домашняя зарядка для электромобилей)

Сетевой инвертор для солнечных батарей является самым важным элементом конструкции. Он преобразовывает полученную от солнечных лучей энергию в переменный ток различной мощности. Являясь синхронным преобразователем, он совмещает выходное напряжение электрического тока по частоте и фазе со стационарной сетью.

Фотоэлементы могут соединяться как последовательно, так и параллельно. Последний вариант увеличивает параметры мощности, напряжения и тока и позволяет устройству работать, даже если один элемент потеряет функциональность. Комбинированные модели изготовлены с использованием обеих схем. Эксплуатационный срок пластин около 25 лет.

Установка солнечных батарей

Если конструкции будут использоваться для электрообеспечения жилых пространств, то место установки следует выбирать тщательно. Если панели будут загорожены высотными зданиями или деревьями, то трудно будет получить необходимую энергию. Их необходимо разместить там, где поток солнечных лучей максимален, то есть на южную сторону. Конструкцию лучше установить под наклоном, угол которого равен географической широте месторасположения системы.

Солнечные панели должны размещаться таким образом, чтобы хозяин имел возможность периодически очищать поверхность от пыли и грязи или снега, поскольку это приводит к более низкой способности выработки энергии.

Солнечная батарея своими руками

Те, кто хочет сэкономить, задумываются, как сделать солнечную батарею в домашних условиях самостоятельно, чтобы она обладала необходимыми эксплуатационными параметрами и полностью обеспечивала энергетические потребност. Это особенно актуально для мест отдаленных от главных артерий цивилизации.

Солнечные батареи своими руками в домашних условиях изготавливаются из соответствующих элементов, которые можно купить в открытом доступе в специализированных компаниях или через интернет магазины. Если кремниевые пластины должны приобретаться у производителей, то остальные элементы, такие как лента, рамка, пленка, стекло, припой и прочее можно вполне обнаружить и дома в хозяйстве.

Солнечная батарея своими руками из подручных средств изготавливается некоторыми умельцами из медных листов, зажимов, мощных электроплит, соли и из других материалов. Такие кустарные устройства не смогут полностью обеспечить необходимой электроэнергией и могут использоваться лишь в небольших масштабах.

Лучше всего солнечные батареи купить у производителя, поскольку они обладают гарантией и необходимыми функциональными и эксплуатационными параметрами, и, значит, не подведут. Производство солнечных батарей базируется на применении новейших технологий, которые постоянно развиваются, предлагая более усовершенствованные модели. В зависимости от размеров устройств, они могут использовать для различных целей в местах, где нет снабжения электроэнергией. Они встречаются на калькуляторах, часах, различных мобильных устройствах.

Так, например, рюкзак с солнечной батареей будет незаменимым помощником тех, кто любит путешествовать с комфортом. Он накопит достаточно энергии, чтобы зарядить фонарик для освещения туристической палатки или чтобы во время похода заряжать необходимые гаджеты. Судя по отзывам, солнечные батареи используются часто и с удовольствием для удовлетворения разнообразных нужд не только на природе, но и в быту.

Современные устройства со встроенными солнечными модулями

  • Power bank с солнечной батареей – внешний накопитель с фотоэлементами для преобразования солнечных лучей в заряд аккумулятора. Он обладает несколькими портами и предназначен для зарядки смартфонов или планшетов. Это незаменимое устройство для тех кто, много времени тратят в дороге и пользуются гаджетами. Устройство, зависимо от модели может дополняться различными функциями, как, к примеру, фонариком.
  • Робот конструктор – наборы с различными элементами, из которых можно собрать несколько конструкций, которые двигаются автономно. Это лучшая игрушка для любознательных детей. Робот конструктор на солнечной батарее купить интересно будет не только малышам, но и вполне взрослым дяденькам, поскольку захватывающим является не только движение робота, но и сам процесс сборки.
  • Уличные садовые светильники на солнечных батареях – идеальное решение для сада, огорода или приусадебного участка. Благодаря накопленному заряду они будут светиться всю ночь. Для этого не нужно прокладывать специальную проводку. Их можно брать с собой на рыбалку или семейный поход. Чрезвычайная мобильность, компактность и удобство делают фонари самыми востребованными изделиями на солнечных батареях.

Возможности эксплуатации настолько разнообразны, а технологии так быстро развивается, что скоро солнечные модули охватят все сферы жизни современного человека.

принцип работы панелей, готовые комплекты российского производства для частного дома

Ежеминутно на поверхность нашей планеты попадает много солнечной энергии, без которой жизнь на Земле невозможна. Однако это еще не все, на что она способна, сегодня мы вступаем в эру альтернативных возобновляемых источников энергии, используя активность Солнца, ветра и воды. Крупнейшие солнечные электростанции уже вырабатывают около 1% всей мировой электроэнергии, поэтому будущее за новыми разработками. И этим мы обязаны науке и современным технологиям, благодаря которым это стало возможным.

Устройство панелей

Растущая в цене электроэнергия поневоле заставляет задуматься об экономии. И отличной альтернативой в данном случае считаются природные источники энергии. Оптимальным решение для частного дома является альтернативная электростанция – солнечная батарея.

Изначально может показаться, что вся система солнечной батареи слишком большая, а принцип ее работы невероятно сложен. И чтобы понять, как функционирует солнечная батарея в деле, необходимо детально рассмотреть ее конструкцию.

В действительности гелиосистема устроена довольно просто и состоит из четырех основных элементов.

  • Солнечная батарея – по форме и размерам представляет собой прямоугольную панель с определенным количеством пластинок. В основу солнечной батареи входят полупроводниковые материалы. Миниатюрные преобразователи собираются в модули, а модули – в единую систему гелиоколлектора.
  • Контроллер – выполняет функцию посредника между солнечным модулем и аккумулятором. Он необходим для отслеживания уровня заряда аккумулятора. Его роль крайне важна во всей цепи – контроллер не дает закипать или падать электрическому потенциалу, который необходим для стабильного функционирования всей системы.
  • Инвертор – преобразует постоянный ток солнечного модуля в переменный 220-230 вольт. Гибридный сетевой инвертор может использовать для своей работы как постоянный, так и переменный ток. Но стоит учитывать, что для работы инвертора тоже необходима энергия, и его расход составляет порядка 30% потерь на преобразование. И в пасмурную погоду или в темное время суток вся энергия для работы будет расходоваться из аккумулятора. То есть если аккумулятор разрядится, то инвертор перестанет работать.
  • Аккумулятор – преобразованная в электричество солнечная энергия не всегда используется в доме в полном объеме. Излишки могут накапливаться в аккумуляторе и использоваться в темное время суток и в пасмурную погоду.

Но перед тем как приступить к выбору и установке солнечной батареи на крыше, необходимо разобраться в принципах работы устройства, а также рассчитать рабочие узлы гелиосистемы.

Технические характеристики

Основным элементом каждой солнечной батареи является фотоэлектрический преобразователь.

В массовом производстве используется три типа элементов из кремния.

  • Монокристаллические – искусственно выращенные кремниевые кристаллы нарезаются на тонкие пластины. В основу модуля входит очищенный чистый кремний. Поверхность больше похожа на пчелиные соты или небольшие ячейки, которые соединяются между собой в единую структуру. Готовые маленькие пластинки соединяются между собой сеткой из электроводов. В данном случае процесс производства более трудоемкий и энергозатратный, что отражается на конечной стоимости солнечной батареи. Но монокристаллические элементы обладают большей производительностью, а средний КПД составляет около 24%. Срок службы монокристаллических батарей больше, они прослужат в среднем около 30 лет.
  • Поликристаллические – в основе кремниевый расплав. Такие модули считаются оптимальным решением для жилого частного дачного дома. Несколько кристаллов из кремния объединяются в один фотоэлемент. Поверхность поликристаллической солнечной батареи имеет неоднородную поверхность, из-за чего хуже поглощает свет. И КПД, соответственно, ниже, находится в пределах 20%. Срок службы поликристаллической панели составляет 20-25 лет. Они имеют характерное отличие – темно-синий цвет покрытия. Такие модули дешевле аналогов, что позволяет окупить всю систему примерно за 3 года.
  • Тонкопленочные – имеют гибкую подложку, что позволяет монтировать батарею на любую поверхность с углами и изгибами. Тонкий слой полупроводников наносится методом напыления на поверхность батареи. Такие системы имеют очевидный недостаток – маленький КПД. Производительность в среднем составляет около 10%. То есть для обеспечения энергией дома потребуется в два раза больше тонкопленочных батарей, чем поликристаллических. И срок службы таких панелей меньше других аналогов – в среднем ресурс работы составляет около 20 лет.

Идеально, если солнечные батареи могут полностью обеспечить дом электроэнергией. Но довольно часто энергия Солнца используется для горячего водоснабжения или же для отопления. Но чтобы выполнить любую из этих целей, необходимо высчитать реальную мощность на квадратный метр и необходимое количество модулей. Мощность солнечного модуля зависит от количества солнечных лучей, которые попадают на поверхность батареи. Чтобы правильно сделать выбор, также следует изучить принцип действия домашней мини-электростанции.

Принцип действия

Первый прототип гелиоколлектора, который всем известен еще с прошлого века – это дачный летний душ. Он представлял собой большую емкость, которая окрашивалась в черный цвет, в течение дня вода в ней нагревалась, что позволяло каждому дачнику вечером принимать теплый душ.

Гелиоколлектор – это плоская панель, которая располагается на улице, как правило, на крыше, и способна преобразовывать 90% солнечного излучения в энергию. В дальнейшем энергия отправляется в систему и распределяется на нужды электроснабжения. Но если гелиосистема используется для отопления или горячего водоснабжения, то энергия при помощи маломощного насоса направляется в бак-аккумулятор.

В разное время суток и в разные сезоны уровень освещения меняется. Поэтому для обеспечения бесперебойной поставки энергии в дом солнечная батарея имеет целую систему. Ученые научились управлять таким микрофизическим явлением, как фотоэлектрический эффект. И хотя, на первый взгляд, принцип действия кажется технически сложным, в действительности, принцип действия и схема электрической цепи выглядят очень просто.

Основная задача всей системы заключается в том, чтобы преобразовать энергию солнца и выдать постоянный ток определенной величины.

Плюсы и минусы

Установить солнечные батареи в своем доме может каждый желающий.

К тому же они имеют множество преимуществ.

  • Энергоэффективность – в зависимости от своего вида солнечные батареи имеют разный показатель. Но в среднем КПД составляет от 14 до 30%.
  • Солнечные батареи особенно востребованы на дачных участках. И этому есть два разумных объяснения. Во-первых, дачные участки зачастую находятся вдали от централизованных источников энергоснабжения в районах с малоразвитой инфраструктурой. И во-вторых, преобразование солнечных лучей в энергию особенно актуально именно в разгар дачного сезона – летом.
  • При необходимости мини-электростанцию можно дополнять новыми солнечными батареями для увеличения мощности.
  • Экономия – для южных регионов страны использование солнечной батареи для горячего водоснабжения позволяет сэкономить до 60% энергии в среднем за год: 30% зимой и 100% летом.
  • Подобные системы актуальны не только для частного использования, например, для дома, но и для предприятий, образовательных и медицинских учреждений. В производственном цехе солнечную батарею можно использовать в качестве дополнительного источника тепла для центрального отопления зимой, а летом – для подачи технологической горячей воды.
  • Выгода – заплатить за оборудование необходимо только один раз, впоследствии система не требует никаких вложений и обслуживания.
  • Экологический источник энергии – особенно важный аспект в планетарном плане, потому что запасы энергоносителей на Земле не безграничны.
  • Надежность – в данном случае многое зависит от выбранной модели и правильности установки.

Несмотря на множество плюсов, солнечные батареи имеют один весомы недостаток: их разумнее использовать в регионах с малым числом пасмурных дней в году, а таких на территории России очень ограниченное количество.

Стоит отметить, что система окупается через несколько лет и позволяет владельцу в будущем экономить колоссальные деньги. К примеру исходя из сегодняшних тарифов на электричество и дизель, можно с уверенностью сказать, гелиосистема окупится за 3-4 года в частном загородном коттедже для семьи из 5-7 человек. А при переходе с газа – окупаемость составит до 8-10 лет.

Виды

Сегодня различные виды солнечных батарей набирают все большую популярность. На первый взгляд, может показаться, что все солнечные модули одинаковые: большое количество отдельных маленьких фотоэлементов соединены между собой и закрыты прозрачной пленкой. Но, в действительности, все модули отличаются по мощности, конструкции и размерам. И на данный момент производители поделили гелиосистемы на два основных типа: кремниевые и пленочные.

Для бытовых целей устанавливаются солнечные батареи с фотоэлементами из кремния. Они являются на рынке самыми популярными. Из которых можно также выделить три вида – это поликристаллические, монокристаллические, о них уже было рассказано более подробно в статье, и аморфные, на которых остановимся подробнее.

Аморфные – изготавливаются также на основе кремния, но, кроме того, имеют также и гибкую эластичную структуру. Но производятся не из кристаллов кремния, а из силана – другое название кремневодород. Из особенностей аморфных модулей можно отметить отличную эффективность даже при пасмурной погоде и возможность повторять любую поверхность. Но КПД значительно ниже – всего 5%.

Второй тип солнечных панелей – пленочные, вырабатывается на основе нескольких веществ.

  • Кадмий – такие панели были разработаны еще в 70-х годах прошлого столетия и использовались в космосе. Но на сегодняшний день кадмий применяется также и при производстве промышленных и бытовых солнечных электростанций.
  • Модули на основе полупроводника CIGS – разработаны из селенида меди, индия и представляют собой пленочные панели. Индий также широко используется при производстве жидкокристаллических мониторов.
  • Полимер – также используется при производстве солнечных пленочных модулей. Толщина одной панели около 100 нм, но КПД остается на уровне 5%. Но из плюсов можно отметить, что такие системы имеют доступную цену и не выделяют вредные вещества в атмосферу.

Но также на сегодняшний день на рынке представлены менее громоздкие переносные модели. Они специально разработаны для использования во время активного отдыха. Зачастую такие солнечные батареи используются для подзарядки портативных устройств: небольших гаджетов, мобильных телефонов, фотоаппаратов и видеокамер.

Портативные модули делятся на четыре вида.

  • Маломощные – дают минимальный заряд, которого хватает для подзарядки мобильного телефона.
  • Гибкие – могут сворачиваться в рулон и имеют небольшой вес, благодаря этому и обусловлена большая популярность среди туристов и путешественников.
  • Закрепленные на подложке – имеют значительно больший вес, примерно 7-10 кг и, соответственно, дают больше энергии. Такие модули специально разработаны для использования в дальних автомобильных поездках, а также могут использоваться для частичного автономного снабжения энергией загородного домика.
  • Универсальные – незаменимы в пешем туризме, устройство имеет несколько переходников для одновременного заряда различных устройств, вес может достигать 1,5 кг.

Эффективность работы зимой

Для гелиосистемы морозная погода не играет роли. Главным здесь является количество ясных световых дней. И, к примеру, если использовать солнечную батарею для горячего водоснабжения, даже в зимний период тридцатиградусных морозов можно стабильно иметь в баке воду температурой 40°C – 50°C.

В регионах с резко континентальным климатом и суровой зимой отказаться от центрального отопления не получится. Но можно дополнить систему баками косвенного нагрева, которые позволяют совмещать различные источники тепла с возможностью включения в работу энергии солнца автоматически и по мере необходимости.

А также можно использовать гелиосистему для поддержки отопления в системе «теплый пол». При этом для 100 квадратных метров пола необходимо примерно 8 коллекторов. Но в летнее время такая большая система будет избыточной, разве что можно использовать ее для поддержания температуры в бассейне или сауне.

В зимний период разумнее использовать накопленную за лето энергию. В данном случае необходимо будет дополнительно установить аккумулятор для накопления электрического заряда.

Его роль в системе вполне понятна – аккумулятор позволит запастись электричеством солнечного модуля. И тогда можно будет использовать солнечную энергию в качестве электричества.

Как выбрать?

Установка гелиосистемы на собственном участке обойдется в приличную сумму. Перед тем как приступать к установке солнечной батареи, необходимо определиться с требующейся мощностью для всех приборов. И в первую очередь необходимо вычислить оптимальную пиковую нагрузку в киловаттах и рациональное условно среднее потребление энергии в киловатт/часах для обеспечения нужд дома или участка.

Для рационального использования солнечного электричества необходимо определить:

  • пиковую нагрузку – для ее определения необходимо сложить мощность всех приборов, включенных одновременно;
  • максимум потребляемой мощности – параметр, необходимый для определения категории приборов, которые должны работать в одно время;
  • суточное потребление – определяется умножением индивидуальной мощности отдельно взятого прибора на время, в течение которого он работал;
  • среднесуточное потребление – определяется путем сложения расхода энергии всех электроприборов за одни сутки.

Все эти данные необходимы для комплектации и стабильной последующей работы солнечной батареи. Полученная информация позволит подобрать более подходящие параметры аккумуляторного блока – дорогостоящего элемента солнечной системы.

Для проведения всех расчетов понадобится лист в клетку или, если вы предпочитаете работать на компьютере, то удобнее всего будет использовать файл Excel. Подготовьте шаблон таблицы с 29-ю колонками.

Укажите названия граф по порядку.

  • Название электроприбора, бытовой техники или инструмента – специалисты рекомендуют начинать описывать энергопотребителей с прихожей, а затем двигаться вкруговую по часовой или против часовой стрелки. Если дом имеет более одного этажа, то отправной точкой всех последующих уровней служит лестница. А также укажите уличные электроприборы.
  • Индивидуальная потребляемая мощность.
  • Время суток начиная от 00 и до 23 часов, то есть для этого вам понадобится 24 колонки. В колонках со временем необходимо будет указать два числа в виде дроби: продолжительность работы в течение конкретного часа/ индивидуальную потребляемую мощность.
  • В 27 колонке укажите суммарное время работы электроприбора за сутки.
  • Для 28 колонки необходимо помножить между собой данные из 27 колонки на индивидуально потребляемую мощность.
  • После заполнения таблицы вычисляется итоговая нагрузка каждого прибора на протяжении каждого часа – полученные данные вводятся в 29 колонку.

После заполнения последней колонки определяется среднесуточное потребления. Для этого все данные в последней колонке суммируют. Но в данном расчете не учитывается потребление всей системы гелиоколлектора. Для вычисления этих данных необходимо учитывать вспомогательный коэффициент при итоговых расчетах.

Такой тщательный и кропотливый подсчет позволит получить развернутую спецификацию энергопотребителей с учетом часовых нагрузок. Поскольку солнечная энергия очень дорогая, ее расход необходимо минимизировать и рационально использовать для питания всех приборов. К примеру, если гелиоколлектор будет использоваться в качестве резервного питания дома, то полученные данные позволят исключить энергоемкие приборы от сети до окончательного восстановления основного электроснабжения.

Для постоянного снабжения дома энергией от солнечной батареи при расчетах часовые нагрузки выдвигаются вперед. Потребление электроэнергии необходимо настроить таким образом, чтобы исключить аварийные ситуации при работе системы и выровнять максимальные нагрузки.

В таком случае все максимальные нагрузки должны совпадать с максимальной активностью солнца, то есть попадать на светлое время суток.

На данном графике наглядно показано, как рационально использовать энергию солнца в доме. Первоначальный график показывает, что нагрузка распределялась в течение суток хаотично: среднесуточная почасовая составляла 750 Вт, а показатель потребления – 18 кВт в час. После точных расчетов и грамотного планирования удалось снизить показатель суточного потребления до 12 кВт/час, а среднесуточную почасовую нагрузку до 500 Вт. Данный вариант распределения энергии также подходит и для резервного питания.

Сфера применения

Солнечные батареи являются наиболее выдающимся достижением в области альтернативной энергии. Они выполняют важнейшую функцию для энергосбережения и сохранения благ цивилизации. В летний период на даче солнечные батареи могут использоваться для обеспечения энергией электроприборов и бытовой техники, системы отопления или для горячего водоснабжения.

Туристы и путешественники, как правило, выбирают переносные солнечные батареи для зарядки портативных устройств. Они незаменимы в местах, где отсутствует электропитание.

Подобные устройства можно использовать также и для энергоснабжения квартиры. И если окна вашей квартиры выходят на солнечную сторону, вы можете смело установить солнечные батареи на балконе или фасаде дома, только предварительно необходимо будет получить разрешение управляющей компании или ТСЖ.

Схема подключения

Солнечные батареи можно разместить на крыше дома, неважно, скатной или плоской, а также на балконе, фасаде или даже во дворе. Но также необходимо будет выделить место на чердаке или в подвале для всей остальной системы.

Необходимо соблюдать основные рекомендации специалистов при установке солнечной батареи.

  • Внимательно рассмотрите все элементы солнечной системы перед покупкой на отсутствие повреждений и дефектов. Во время перевозки сохраняйте заводскую упаковку комплекта, чтобы не допустить нарушения целостности экрана.
  • Основные элементы контроля и регулировки солнечных батарей занимают минимум места. Как правило, необходимый минимум включает в себя инвертор, контроллер и АКБ. А также если позволяет климат региона и технические особенности участка, то устройства управления и контроля можно установить на улице. Но лучше для всей системы мини-электростанции выбрать отапливаемое сухое помещение, потому что при снижении окружающей температуры воздуха до -5?C емкость батареи уменьшается вдвое.
  • Солнечные модули, контроллеры и инверторы выпускаются под напряжением 12, 24 и 48 вольт. Большое напряжение позволяет использовать провода с меньшим сечением. Но чем меньше напряжение, к примеру, при 12 В проще заменить вышедшие из строя аккумуляторы. При работе с 24 вольтами понадобится заменять аккумуляторы попарно. А при замене аккумулятора 48 вольт понадобится 4 батареи на одной ветке, что, в свою очередь, опасно и может привести к поражению электрическим током.
  • Для системы солнечной батареи необходимо использовать специальные аккумуляторы с меткой Solar. В идеале все аккумуляторы должны быть от одного производителя и из одной партии.
  • Количество фотоэлементов в одном модуле должно быть от 36 до 72 штук – это оптимальное количество для получения заявленного тока. Не стоит устанавливать сдвоенные модули с количеством фотоэлементов от 72 до 144. Во-первых, их проблематично транспортировать. А во-вторых, они первыми выходят из строя при сильных морозах.
  • Большие модули должны иметь усиленный корпус и дополнительную защиту в виде стекла. Поскольку модули устанавливаются на крыше, на них оказываются большие нагрузки в виде осадков и ветра.
  • Собирать комплект солнечной батарее необходимо на открытой площадке или в просторном помещении.
  • Для установки солнечной батареи на участке необходимо выбрать хорошо освещенное открытое место, на котором не появляется тень от рядом стоящих зданий или деревьев. Отлично для этого подойдет крыша дома или любой другой постройки.
  • Угол наклона солнечных модулей играет большую роль при получении энергии. Поток энергии пропорционален положению солнца. Поэтому стоит заранее предусмотреть возможность изменения угла наклона для крепления при смене сезона, когда положение солнца и направление лучей меняется.

Изготовление в домашних условиях

Комплексная гелиосистема потребует немалого вложения средств. Но все потраченные деньги вернутся в будущем. Срок окупаемости в зависимости от количества модулей и способов использования солнечной энергии будет разниться. Но все же можно уменьшить первоначальные расходы не за счет потери качества, а за счет разумного подхода к выбору компонентов солнечной батареи.

Если вы неограничены в площади установки солнечных модулей, и в вашем распоряжении есть приличное пространство, то на 100 кв. м вы можете установить поликристаллические солнечные батареи. Это позволит сэкономить немалую сумму в семейном бюджете.

Не старайтесь покрыть полностью крышу солнечными батареями. Для начала установите пару модулей и подключите к ним ту технику, которая работает от постоянного напряжения. Нарастить мощность и увеличить количество модулей можно всегда со временем.

Если вы ограничены в бюджете, то можете отказаться от установки контроллера – это вспомогательный элемент, который необходим для отслеживания уровня заряда батареи. Вместо него, можно дополнительно подсоединить к системе еще один аккумулятор – это позволит избежать перезаряда и увеличит емкость системы. А для контроля заряда можно использовать обычные автомобильные часы, которыми можно измерять напряжение, да и стоят они в разы дешевле.

И один важный совет, замените все лампы накаливания на современные. В идеале использовать светодиодные – у них гораздо меньшее потребление электроэнергии и работают они от 12 В.

Популярные производители и отзывы

При выборе солнечной батареи для дома следует ориентироваться не только на соотношение цена – качество, но и на бренд. Необходимо абсолютно доверять производителю в этом важном вопросе. А чтобы удостовериться в качестве продукции, стоит ознакомиться с техническим паспортом и отзывами.

Зачастую на рынке можно встретить трубчатый вакуумный гелиоколлектор. Такие панели производятся в основном в Китае и теоретически имеют более высокий КПД. Но в зимнее время года на таких изделиях образуется наледь и на поверхности налипает снег. Слой осадков не пропускает солнечные лучи, а жарким летним днем такая система может «закипеть», если ее вовремя не накрыть для защиты от перегрева.

Рассмотрим самые популярные на рынке солнечные батареи.

Sharp

Sharp – бренд японской корпорации, широко известный в сфере производства мощных солнечных батарей. Выпускаемая продукция подвергается тщательным исследованиям и испытаниям. Солнечные модули имеют три слоя, а КПД составляет от 37,9% до 44,4%.

IES

IES – производится в Испании. Главной особенностью продукции считается два слоя модуля и КПД в пределах 32%, что в конечном счете отображается на стоимости. Солнечные панели испанского бренда значительно дешевле японских аналогов, но все же остаются весьма дорогостоящими для использования в частных домах.

Amonix

Amonix – также находится в числе лидеров по производству солнечных батарей для промышленного использования. Эффективность выпускаемой продукции составляет 36%.

Sun Power

Sun Power – солнечные панели американского бренда также входят в рейтинг эффективных систем. КПД популярных моделей составляет 21%.

Телеком-СТВ

«Телеком-СТВ» – панели российского производства (г. Зеленоград) также занимают лидирующие позиции среди производителей. Ассортимент выпускаемой продукции очень широкий. Компания предлагает монокристаллические батареи от 18 до 270 Вт, мультикристаллические – от 5 до 250 Вт, для морского применения – от 16 до 215 Вт, и складные – от 120 до 180 Вт. Эффективность солнечных модулей составляет 20-21%, но при этом стоимость батарей ниже на 30% по сравнению с импортными брендами.

Это лишь малая часть известных производителей солнечных батарей. Но не стоит сбрасывать со счетов и другие отечественные бренды. Так, к примеру, компания Hevel (Чувашия, Россия) выпускает микроморфные тонкопленочные батареи. И как показали исследования, улучшенная панель компании эффективнее улавливает лучи рассеянной энергии. И, что немаловажно, солнечные батареи отечественного производителя имеют привлекательный внешний вид и могут устанавливаться не только на крыше, но и на фасаде здания.

Не рассматривайте для установки дешевые сдвоенные солнечные модули с большим количеством фотоэлементов. Как показывает практика, во время аномальных морозов, которые систематически ударяют по многим регионам страны, именно такие панели первыми выходят из строя. Все дело в том, что тонкая прозрачная пленка, натянутая на поверхность модуля, сжимается на холоде и от большого натяжения отслаивается и рвется. Отчего производительность солнечной батареи падает, что может привезти к скорому выходу из строя.

При выборе подходящей системы необходимо также обратить внимание на то, что мощность гелиосистемы со временем снижается на 10%.

Также сократить ресурс панелей могут:

  • поврежденная пленка на поверхности модуля;
  • замутнение пленки;
  • деформация поверхности.

Не так давно ученые пришли к выводу и доказали возможность запасания тепла в грунте. Что открывает колоссальные перспективы для альтернативной энергии. Избытки летнего тепла можно запасать под землей в грунтовых или водяных аккумуляторах тепла, расположенных на глубине от 2 до 35 метров, и расходовать энергию зимой в качестве отопления или электричества.

Советы по поводу солнечных батарей - в следующем видео.

Солнечные батареи для дома: виды, устройство, технические характеристики

При постоянно растущих ценах на электроэнергию поневоле начнешь задумываться об использовании природных источников для электроснабжения. Одна из таких возможностей — солнечные батареи для дома или дачи. При желании они могут обеспечить полностью все потребности даже большого дома.

Содержание статьи

Устройство системы электропитания от солнечных батарей

Преобразовывать энергию солнца в электричество – эта идея длительное время не давала спать ученым. С открытием свойств полупроводников это стало возможным. В солнечных батареях используются кремниевые кристаллы. При попадании на них солнечного света в них образуется направленное движение электронов, которое называется электрическим током. При соединении достаточного количества таких кристаллов получаем вполне приличные по величине токи: одна панель площадью чуть больше метра (1,3-1,4 м2 при достаточном уровне освещенности может выдать до 270 Вт (напряжение 24 В).

Электрические солнечные батареи для дома открывают много возможностей

Так как освещенность меняется в зависимости от погоды, времени суток, напрямую подключать устройства к солнечным батареям не получается. Нужна целая система. Кроме солнечных панелей требуется:

  • Аккумулятор. На протяжении светового дня под воздействием солнечных лучей солнечные батареи вырабатывают электрический ток для дома, дачи. Он не всегда используется в полном объеме, его излишки накапливаются в аккумуляторе. Накопленная энергия расходуется ненастную погоду.
  • Контролер. Не обязательная часть, но желательная (при достаточном количестве средств). Отслеживает уровень заряда аккумулятора, не допуская его чрезмерного разряда или превышения уровня максимального заряда. Оба этих состояния губительны для аккумулятора, так что наличие контролера продлевает срок эксплуатации аккумулятора. Также контролер обеспечивает оптимальный режим работы солнечных панелей.
  • Преобразователь постоянного тока в переменный (инвертор). Не все устройства рассчитаны на постоянный ток. Многие работают от переменного напряжения в 220 вольт. Преобразователь дает возможность получить напряжение 220-230 В.

Солнечные батареи для дома — только часть системы

Установив солнечные батареи для дома или дачи, можно стать совершенно независимым от официального поставщика. Но для этого надо иметь большое количество батарей, некоторое количество аккумуляторов. Комплект, который вырабатывает 1,5 кВт  а сутки стоит около 1000$. Этого достаточно для обеспечения потребностей дачи или части электрооборудования в доме. Комплект солнечных батарей для производства 4 кВт в сутки стоит порядка 2200$, на 9 кВт в сутки — 6200$. Так как солнечные батареи для дома — модульная система, можно купить установку, которая будет обеспечивать часть потребностей, постепенно увеличивая ее производительность.

Виды солнечных батарей

С ростом цен на энергоносители идея использования энергии солнца для получения электроэнергии становится все более популярной. Тем более, что с развитием технологий солнечные преобразователи становятся эффективнее и, одновременно, дешевле. Так что, при желании, можно свои нужды обеспечить установив солнечные батареи. Но они бывают разных типов. Давайте разбираться.

Сама солнечная батарея — некоторое количество фотоэлементов, которые расположены в общем корпусе, защищенные прозрачной лицевой панелью.  Для бытового использования фотоэлементы производят на основе кремния, так как он относительно недорог, и элементы на его основе имеют неплохой КПД (порядка 20-24%). На основе кремниевых кристаллов изготавливают монокристаллические, поликристаллические и тонкопленочные (гибкие) фотоэлементы. Некоторое количество этих фотоэлементов электрически соединены между собой (последовательно и/или параллельно) и выведены на клеммы, расположенные на  корпусе.

Солнечная панель для дома состоит из некоторого количества фтоэлементов

Фотоэлементы установлены в закрытом корпусе. Корпус солнечной батареи делают из анодированного алюминия. Он легкий, не подвержен коррозии. Лицевую панель делают из прочного стекла, которое должно выдерживать снего-ветровые нагрузки. К тому же оно должно обладать определенными оптическими свойствами — иметь максимальную прозрачность, чтобы пропускать как можно больше лучей. Вообще, из-за отражения теряется значительное количество энергии, так что требования к качеству стекла высокие и еще оно покрывается антибликовым составом.

Виды фотоэлементов для солнечных батарей

Солнечные батареи для дома делают на основе кремневых элементов трех типов;

  • Монокристаллические. Каждый фотоэлемент — один кристалл кремния. Монокристаллические фотоэлементы имеют неплохой КПД (порядка 24,7%), но и стоимость их несколько выше. Отличить можно, во-первых, по однородному насыщенному синему цвету, во-вторых, по скругленным краям фотоэлемента.

    Виды кремниевых фотоэлементов для солнечных батарей

  • Поликристаллические. Несколько небольших кремниевых кристаллов объединены в один фотоэлемент. Они имеют неоднородную структуру, из-за чего хуже поглощают солнечный свет. Это отражается на КПД (20,3%). Фактически это означает, что солнечная панель той же мощности будет занимать примерно на 20% больше площади.
  • Тонкопленочные. Представляют собой слой полупроводника, напыленный на гибкую подложку. За счет своей гибкости могут монтироваться на криволинейные поверхности. Но имеют невысокую производительность (порядка 10,4%), так что занимают большие площади (как минимум, в 2 раза больше, чем поликристаллические).

Если у вас скатная крыша и фасад развернут на юг или восток, слишком сильно думать о занимаемой площади не имеет смысла. Вполне могут устроить поликристаллические модули. При равном количестве производимой энергии они стоят немного дешевле.

Как правильно выбрать систему солнечных батарей для дома

Есть распространенные заблуждения, которые заставляют вас тратить лишние деньги на приобретение чересчур дорогого оборудования. Ниже приведем рекомендации того, как правильно выстроить систему электропитания от солнечных батарей и не потратить лишних денег.

Солнечные электростанции для дома могут быть не такими дорогими, если подходить к вопросу взвешенно

Что надо купить

Далеко не все компоненты солнечной электростанции жизненно необходимы для работы. Без некоторых частей вполне можно обойтись. Они служат для повышения надежности, но без них система работоспособна. Первое, что стоит запомнить — приобретайте солнечные батареи в конце зимы, начале весны. Во-первых, погода в это время отличная, много солнечных дней, снег отражает солнце, увеличивая общую освещенность. Во-вторых, в это время традиционно объявляют скидки. Далее советы такие:

  • Приобретайте солнечные батареи для дома с выходным напряжением 12 В. Именно от такого напряжения работает большая часть бытовой и строительной техники, светодиодные светильники и т.д. Техники, работающей от 24 или 48 вольт намного меньше. Можете посмотреть паспорта или воспользуйтесь поиском.
  • Не используйте для освещения лампы накаливания. Они потребляют слишком много электроэнергии, да и работают от 220 в. Замените их на светодиодные. Для них постоянный ток в 12 В — это то, что надо.

    «Полная» система электропитания от солнечных батарей выглядит так

  • Не старайтесь сразу купить систему большой мощности чтобы покрыть все возможные потребности. Для начала купите пару модулей без преобразователя/инвертора, подключите к ним ту технику, которая работает от постоянного напряжения. Если вас устроит система, позднее можно нарастить мощность, докупить инвертор и подключить технику, которая работает от 220-230 В. И учтите, что инвертор, даже при выключенной нагрузке, потребляет электроэнергию (потери на преобразовании примерно 30%). То есть ночью, когда все выключено, он просто расходует заряд АКБ. Причем выдает он далеко не идеальную синусоиду. В общем, все что может работать от постоянного напряжения, запитываем от аккумуляторов напрямую.

Если воспользоваться только этими советами, и подключить только технику, которая работает от постоянного напряжения, система солнечных батарей для дома обойдется в гораздо более скромную сумму чем самый дешевый комплект. Но это еще не все. Можно еще часть оборудования оставить «на потом» или вообще обойтись без него.

Без чего можно обойтись

Стоимость комплекта солнечных батарей на 1 кВт в сутки — более тысячи долларов. Немалые вложения. Поневоле задумаешься, а стоит ли оно того и каков же будет срок окупаемости. При нынешних тарифах ждать пока отобьются свои деньги придется не один год. Но можно затраты уменьшить. Не за счет качества, но за счет незначительного снижения комфортности эксплуатации системы и за счет разумного подхода к подбору ее компонентов.

  • Не покупайте гелиевые или аккумуляторы глубокого разряда. Они не стоят своих денег. С солнечными батареями для дома отлично работают даже отслужившие свой срок автомобильные АКБ . Они нормально работают еще минимум, 5 лет.

    Если площадь не ограничена, можно купить солнечную батарею на поликристаллических фотоэлементах

  • В принципе, можно обойтись еще меньшими средствами. Можно не ставить контроллер. Он стоит не менее 150$ (а при большой мощности 500$), а вся его задача — мониторить состояние заряда батарей. Если бюджет ограничен, купите автомобильные часы, работающие от 12 В, которые также измеряют напряжение, температуру. Они стоят 2-5$ и практически выполняют ту же функцию. А чтобы избежать перезаряда, купите лишний аккумулятор. Или два. Суммарная мощность «лишней» емкости должна быть не ниже 20%. Это и позволит избежать перезаряда, и увеличит емкость системы.

Итак, если бюджет ограничен, можно обойтись несколькими солнечными панелями и аккумуляторными батареями, емкость которых на 20-25% выше максимального заряда солнечных панелей. Для мониторинга состояния купите автомобильные часы, которые еще измеряют напряжение. Это избавит вас от необходимости несколько раз в день измерять заряд на АКБ. Вместо этого вам надо будет время от времени смотреть на показания часов. Для старта это все. В дальнейшем можно докупать солнечные батареи для дома, увеличивать количество АКБ. При желании, можно купить инвертор.

Определяемся с размерами и количеством фотоэлементов

В хороших солнечных батареях на 12 вольт должно быть 36 элементов, на 24 вольта — 72 фотоэлемента. Это количество оптимально. При меньшем числе фотоэлементов вы никогда не получите заявленный ток. И это — лучший из вариантов.

Не стоит покупать сдвоенные солнечные панели — по 72 и 144 элемента соответственно. Во-первых, они очень большие, что неудобно при перевозке. Во-вторых, при аномально низких температурах, которые у нас периодически случаются, они первыми выходят из строя. Дело в том, что ламинирующая пленка при морозах сильно уменьшается в размерах. На больших панелях из-за большого натяжения она отслаивается или даже рвется. Теряется прозрачность, катастрофически падает производительность. Панель идет в ремонт.

Солнечная панель на 4 В имеет 7 элемента

Второй фактор. На больших по размерам панелях должна быть больше толщина корпуса и стекла. Ведь увеличивается парусность и снеговые нагрузки. Но далеко не всегда это делают, так как значительно возрастает цена. Если вы видите сдвоенную панель, а цена на нее ниже, чем на две «обычных», лучше ищите что-то другое.

Еще раз: лучший выбор — солнечная панель для дома на 12 вольт, состоящая из 36 фотоэлементов. Это оптимальный вариант, проверенный практикой.

Технические характеристики: на что обратить внимание

В сертифицированных солнечных батареях всегда указывается рабочий ток и напряжение, а также напряжение холостого хода и ток КЗ. При этом стоит учесть, что все параметры обычно указываются для температуры +25°C. В солнечный день на крыше батарея разогревается до температур, значительно превышающих эту цифру. Это объясняет наличие большего рабочего напряжения.

Пример технических характеристик солнечных батарей для дома

Также обратите внимание на напряжение холостого хода. В нормальных батареях оно порядка 22 В. И все бы ничего, но если проводить работы на оборудовании не отключив солнечные батареи, напряжение холостого ходы выведет из строя инвертор или другую подключенную технику, не рассчитанную на подобный вольтаж. Потому при любых работах — переключении проводов, подключении/отключении аккумуляторов и  т.д. и т.п — первое что вы должны сделать — отключить солнечные батареи (снять клеммы). Перебрав схему, их подключаете последними. Такой порядок действий сохранит вам много нервов (и денег).

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

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.

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

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).

Солнечные панели – что это такое, история возникновения, из чего состоят, как работают?

Использование альтернативных источников энергии в последнее время набирает популярность. Солнечные панели – устройства для выработки электричества, которые зависят исключительно от активности УФ-лучей. Для того чтобы правильно вложить деньги, нужно знать как их выбрать и на что обратить внимание.

Что такое солнечные панели?

Визуально с этими устройствами знакомы многие, но лишь единицы знают, как на самом деле устроены эти приборы. Солнечная батарея включает фотоэлектрические преобразователи, изготовленные из кремния. Их соединяют между собой последовательно или параллельно, что приводит к увеличению мощности, напряжения и тока. Такой способ – страховка на случай того, что если один из элементов выйдет из строя, то устройство продолжит работать, хотя и с меньшей производительностью.

Использовать данный источник энергии можно для освещения, работы бытовых электроприборов, а также отопления зданий. Установленные на крышу частных домов или в других подходящих местах, они дают полную независимость от поставщиков электроэнергии. В последнее время для получения не только тока, но и подогрева воды используется гибридная солнечная панель. Устройство помогает решить две проблемы, при этом сэкономив на материалах.

Из чего состоят солнечные панели?

Конструкция представляет собой систему взаимосвязанных элементов, в структуре которых используется принцип фотоэффекта. В зависимости от производителя и вида установки готовые комплекты солнечных панелей для частного дома содержат следующие компоненты:

  1. Материал-полупроводник расположенный под закаленным стеклом. Представляет собой два слоя материалов с разной проводимостью. Одни имеют избыток электронов, а второй – недостаток. Они разделены тонким слоем элемента противостоящего их смешиванию.
  2. Источник электропитания.
  3. Аккумулятор, накапливающий и сохраняющий энергию.
  4. Контроллер заряда солнечной панели.
  5. Инвертор-преобразователь.
  6. Стабилизатор напряжения.
  7. Соединяющие провода.

Как работает солнечная панель?

Раньше фотоэлементы использовались только в космосе в качестве основного источника энергии спутников. В настоящее время солнечные батареи все больше входят в нашу жизнь, однако мало кто знает, как они работают. Стоит выяснить, как происходит преобразование лучей в электричество. Без сложных технологических подробностей принцип деятельности солнечной панели для дома описывается так:

  1. Есть фотоэлектрические ячейки, состоящие из полупроводникового материала, упакованные в общую рамку.
  2. Когда на их поверхность падают лучи, они нагреваются, частично поглощая энергию и таким образом высвобождая электроны внутри.
  3. С помощью электрического поля происходит движение свободных электронов в определенном направлении, что и образует ток.
  4. Он движется по медным жилам, покрывающим батарею, и направляется непосредственно в место назначения. Это может быть электронный прибор или аккумулятор, в котором ток накапливается.

История солнечных панелей

Об использовании энергии солнца люди задумывались давно, но раньше технологические возможности не позволяли это сделать. Отправной точкой в этом направлении считается открытие фотогальванического эффекта в 1839 году ученым А.Э. Беккерель. Всерьез об использовании солнечной энергии заговорили только в 1883 году, когда был изобретен первый модуль работающий на этом источнике. Прототипы были представлены во Франции на всемирной выставке, они фокусировали солнечные лучи с помощью зеркал и реформировали их в пар.

Однако ученым понадобилось еще несколько десятилетий, чтобы создать солнечные панели, способные преобразовывать энергию лучей в электрическую. Приборы были громоздкими и малоэффективными. Добиться приемлемых результатов удалось в 70-е года 20 века, но устройства были такими дорогими, что применялись только в космической отрасли. Первые солнечные батареи для дома появились к 90-м годам и с каждым годом их модификация постоянно совершенствуется.

Виды солнечных панелей

Первоначальная классификация происходит по типу рабочего слоя и конструктивным особенностям, так, панели бывают жесткими и гибкими. Солнечные батареи для частного дома по типу фотоэлектрического слоя подразделяют на:

  • кремниевые;
  • теллурий-кадмиевые;
  • полимерные;
  • органические;
  • комбинированные;
  • многослойные.

Кремниевые солнечные батареи

В настоящее время это самый распространенный вид, который представлен на рынке. Кремний наделен следующими характеристиками: доступность, невысокая стоимость, хорошие показатели производительности по сравнению с конкурентными видами. Солнечные панели разделяются на такие подвиды:

  • монокристаллические;
  • гибкие солнечные батареи аморфные;
  • поликристаллические.

Пленочные солнечные батареи

Их появление – следующий шаг развития источников питания на альтернативной энергии. Изготавливаются они путем печати электронных чернил на прозрачных пластиковых листах. Основным преимуществом является низкая себестоимость по сравнению с модульными конструкциями. Помимо этого они имеют высокую производительность даже при рассеянном свете. Легкость и эластичность привели к тому, что комплект таких солнечных батарей можно разместить на любых поверхностях. Одной из новинок является тонкая пленка, которая используется для преобразования окон в электрический генератор.

Помимо этого пленочные батареи решают такие задачи:

  • отражают солнечное тепло;
  • пропускают нужное количество света;
  • поглощает вредное ультрафиолетовое излучение.

Как выбрать солнечные панели?

Какие модели лучше однозначного ответа нет, все зависит от многих факторов. Выбирая солнечную панель, нужно обратить внимание на следующие моменты:

  1. Финансы. Чтобы не переплачивать, для домашнего использования рекомендуется приобрести устройство примерно на 12 кВт.
  2. Мощность. В продаже есть разные предложения. Здесь необходимо учитывать количество электроприборов и включить запас в 10-15%.
  3. Несущее стекло. Панель фотоэлементов должна быть спрятана под закаленной поверхностью с обязательной ламинацией. Стекло вставляют в паз и закрепляют герметиком.
  4. Материал профиля и его толщина. Он должен представлять собой надежный несущий элемент с ребрами жесткости.
  5. Комплектация. Помимо панелей нужно сразу приобретать все составляющие для создания полноценной сети.
  6. Способ крепления и месторасположение. Нужно выбирать место, где наблюдается наибольшая интенсивность солнечного света с утра до полудня.
  7. Срок службы солнечных панелей. Показатель зависит от качества герметизации материала. Чем он больше, тем дольше не стоит переживать о ремонте и замене оборудования.

Портативная солнечная панель

Популярность использования альтернативных способов получения электроэнергии привела к появлению переносных устройств. Улучшенная солнечная панель используется для получения доступа к электричеству без электросети. Выбор модели осуществляют в зависимости от требований:

  1. Для подзарядки аккумулятора телефона хватит устройства с накопительной способностью 2-3 тыс. мАч. Его вес составляет 300 г.
  2. Малую бытовую технику или ноутбуки сможет поддержать в рабочем состоянии модель с выходным током не менее 2500 mА. Она выглядят как раскладная сумочка, состоящая из нескольких соединенных между собой панелей. Вес до 2-х кг.

Рейтинг солнечных панелей

Увеличение спроса на фотоэлектрические модули привело к появлению огромного количества новых производителей на рынке. Обычному человеку сложно сделать правильный выбор в пользу той или иной модели. Предлагаем познакомиться с рейтингом лучших солнечных панелей:

  1. Trina Solar;
  2. Jinko Solar;
  3. Canadian Solar;
  4. Seraphim;
  5. JA Solar;
  6. Panasonic;
  7. SunTech;
  8. LONGi Solar;
  9. ABi-Solar;
  10. Risen Solar.

Независимо от того, что солнечные панели российского производства пока не вошли в перечень лучших, они выпускаются в большом количестве и постепенно отвоевывают рынок на родине. Каждому покупателя решать в индивидуальном порядке, на какой фирме остановить выбор. Это может быть отечественный производитель или зарубежный, все зависит от финансового состояния и выдвигающихся требований.

Как подключить солнечную панель?

Данные устройства не привередливы их можно установить в любом хорошо освещенном месте на крыше, балконе или на участке. Главное, провести подключение таким образом, чтобы соблюсти угол наклона от горизонта и ориентацию расположения. Установка солнечных панелей требует качественного закрепления в четырех точках. Сделать это можно с помощью фиксаторов или болтов. После этого проводят последовательное подключение всех компонентов. Рекомендуется придерживаться следующей схемы:

  1. Подключают аккумулятор к контроллеру с помощью медного кабеля.
  2. Соединяют фотоэлемент и контролер.
  3. В последнюю очередь подключают инвертор к аккумулятору.

Солнечная панель своими руками

Перед началом сборки важно определиться с установленной мощностью. Для этого нужно подсчитать всю нагрузку, которая будет питаться от солнечной батареи. Солнечные батареи для частного дома собираются следующим образом:

  1. Подготовка каркаса. Делают его из обычного или оргстекла. Важно чтобы оно не пропускало ИК-спектр, что поможет снизить нагрев солнечных элементов.
  2. Пайка фотоэлементов. Ее проводят очень аккуратно, потому что элементы хрупкие. Перед этим в обязательном порядке наносят флюс и припой.
  3. Сборка. Солнечные фотоэлементы переносят на лицевую поверхность, сохраняя между ними расстояние 5 мм. Крайние элементы припаиваются к шинам.
  4. Герметизация. Ее проводят после проверки качества пайки. Систему помещают в каркас, фиксируют по краям и в середине, а потом заливают расстояние между элементами с помощью герметика.

 

Солнечная электростанция на дом 200 м2 своими руками / Хабр

Частенько в сети проскакивают сообщения о борьбе за экологию, развитие альтернативных источников энергии. Иногда даже проводят репортажи о том, как в заброшенной деревне сделали солнечную электростанцию, чтобы местные жители могли пользоваться благами цивилизации не 2-3 часа в сутки, пока работает генератор, а постоянно. Но это всё как-то далеко от нашей жизни, поэтому я решил на своем примере показать и рассказать, как устроена и как работает солнечная электростанция для частного дома. Расскажу обо всех этапах: от идеи до включения всех приборов, а также поделюсь опытом эксплуатации. Статья получится немаленькая, поэтому кто не любит много букв могут посмотреть ролик. Там я постарался рассказать то же самое, но будет видно, как я все это сам собираю.



Исходные данные: частный дом площадью около 200 м2 подключен к электросетям. Трехфазный ввод, суммарной мощностью 15 кВт. В доме стандартный набор электроприборов: холодильник, телевизоры, компьютеры, стиральные и посудомоечные машинки и так далее. Стабильностью электросеть не отличается: зафиксированный мною рекорд — отключение 6 дней подряд на период от 2 до 8 часов.

Что хочется получить: забыть о перебоях электроэнергии и пользоваться электричеством, невзирая ни на что.

Какие могут быть бонусы: Максимально использовать энергию солнца, чтобы дом приоритетно питался солнечной энергией, а недостаток добирал из сети. Как бонус, после принятия закона о продаже частными лицами электроэнергии в сеть, начать компенсировать часть своих затрат, продавая излишки выработки в общую электросеть.

С чего начать?


Всегда есть минимум два пути для решения любой задачи: учиться самому или поручить решение задачи кому-то другому. Первый вариант предполагает изучение теоретических материалов, чтение форумов, общение с владельцами солнечных электростанций, борьбу с внутренне жабой и, наконец, покупку оборудования, а после — установку. Второй вариант: позвонить в специализированную фирму, где зададут много вопросов, подберут и продадут нужное оборудование, а могут и установить за отдельные деньги. Я решил совместить эти два способа. Отчасти потому что мне это интересно, а отчасти для того, чтобы не напороться на продавцов, которым надо просто заработать, продав не совсем то, что мне нужно. Теперь пришло время теории, чтобы понять, как я делал выбор.

На фото пример «освоения» денег на строительство солнечной электростанции. Обратите внимание, солнечные панели установлены ЗА деревом – таким образом, свет на них не попадает, и они просто не работают.

Типы солнечных электростанций


Сразу отмечу, что говорить я буду не о промышленных решениях и не о сверхмощных системах, а об обычной потребительской солнечной электростанции для небольшого дома. Я не олигарх, чтобы разбрасываться деньгами, но я придерживаюсь принципа достаточной разумности. То есть я не хочу греть бассейн «солнечным» электричеством или заряжать электромобиль, которого у меня нет, но я хочу, чтобы в моем доме все приборы постоянно работали, без оглядки на электросети.

Теперь расскажу про типы солнечных электростанций для частного дома. По большому счету, их всего три, но бывают вариации. Расположу, по росту стоимости каждой системы.

Сетевая Солнечная Электростанция — этот тип электростанции сочетает в себе невысокую стоимость и максимальную простоту эксплуатации. Состоит всего из двух элементов: солнечных панелей и сетевого инвертора. Электричество от солнечных панелей напрямую преобразуется в 220В/380В в доме и потребляется домашними энергосистемами. Но есть существенный недостаток: для работы ССЭ необходима опорная сеть. В случае отключения внешней электросети, солнечные батареи превратятся в «тыкву» и перестанут выдавать электричество, так как для функционирования сетевого инвертора нужна опорная сеть, то есть само наличие электричества. Кроме того, со сложившейся инфраструктурой электросети, работа сетевого инвертора не очень выгодна. Пример: у вас солнечная электростанция на 3 кВт, а дом потребляет 1 кВт. Излишки будут «перетекать» в сеть, а обычные счетчики считают энергию «по модулю», то есть отданную в сеть энергию счетчик посчитает, как потребленную, и за нее еще придется заплатить. Тут логично подходит вопрос: куда девать лишнюю энергию и как этого избежать? Переходим ко второму типу солнечных электростанций.

Гибридная Солнечная Электростанция – этот тип электростанции сочетает в себе достоинства сетевой и автономной электростанции. Состоит из 4 элементов: солнечные панели, солнечный контроллер, аккумуляторы и гибридный инвертор. Основа всего – это гибридный инвертор, который способен в потребляемую от внешней сети энергии подмешивать энергию, выработанную солнечными панелями. Более того, хорошие инверторы имеют возможность настройки приоритезации потребляемой энергии. В идеале, дом должен потреблять сначала энергию от солнечных панелей и только при ее недостатке, добирать из внешней сети. В случае исчезновения внешней сети инвертор переходит в автономную работу и пользуется энергией от солнечных панелей и энергией, запасенной в аккумуляторах. Таким образом, даже если электроэнергию отключат на продолжительное время и будет пасмурный день (или электричество отключат ночью), в доме всё будет функционировать. Но что делать, если электричества нет вообще, а жить как-то надо? Тут я перехожу к третьему типу электростанции.

Автономная Солнечная Электростанция – этот тип электростанции позволяет жить полностью независимо от внешних электросетей. Она может включать в себя больше 4 стандартных элементов: солнечные панели, солнечный контроллер, АКБ, инвертор.

Дополнительно к этому, а иногда вместо солнечных панелей, может быть установлена ГидроЭлектроСтанция малой мощности, ветряная электростанция, генератор (дизельный, газовый или бензиновый). Как правило, на таких объектах присутствует генератор, поскольку может не быть солнца и ветра, а запас энергии в аккумуляторах не бесконечен – в этом случае генератор запускается и обеспечивает энергией весь объект, попутно заряжая АКБ. Такая электростанция легко трансформируется в гибридную, при подключении внешней электросети, если инвертор обладает этими функциями. Основное отличие автономного инвертора от гибридного – это то, что он не умеет подмешивать энергию от солнечных панелей к энергии из внешней сети. При этом гибридный инвертор, наоборот, умеет работать в качестве автономного, если внешняя сеть будет отключена. Как правило, гибридные инверторы соразмерны по цене с полностью автономными, а если и отличаются, то несущественно.

Что такое солнечный контроллер?


Во всех типах солнечных электростанций присутствует солнечный контроллер. Даже в сетевой солнечной электростанции он есть, просто входит в состав сетевого инвертора. Да и многие гибридные инверторы выпускаются с солнечными контроллерами на борту. Что же это такое и для чего он нужен? Буду говорить о гибридной и автономной солнечной электростанции, поскольку это как раз мой случай, а с устройством сетевого инвертора могу ознакомить детальнее в комментариях, если будут запросы в комментариях.

Солнечный контроллер – это устройство, которое полученную от солнечных панелей энергию преобразует в перевариваемую инвертором энергию. Например, солнечные панели изготавливаются с напряжением кратно 12В. И АКБ изготавливаются кратно 12В, так уж повелось. Простые системы на 1-2 кВт мощности работают от 12В. Производительные системы на 2-3 кВт уже функционируют от 24В, а мощные системы на 4-5 кВт и более работают на 48В. Сейчас я буду рассматривать только «домашние» системы, потому что знаю, что есть инверторы, работающие на напряжениях в несколько сотен вольт, но для дома это уже опасно.

Итак, допустим у нас есть система на 48В и солнечные панели на 36В (панель собрана кратно 3х12В). Как получить искомые 48В для работы инвертора? Конечно, к инвертору подключаются АКБ на 48В, а к этим аккумуляторам подключается солнечный контроллер с одной стороны и солнечные панели с другой. Солнечные панели собираются на заведомо большее напряжение, чтобы суметь зарядить АКБ. Солнечный контроллер, получая заведомо большее напряжение с солнечных панелей, трансформирует это напряжение до нужной величины и передает в АКБ. Это упрощенно. Есть контроллеры, которые могут со 150-200 В от солнечных панелей понижать до 12 В аккумуляторов, но тут протекают очень большие токи и контроллер работает с худшим КПД. Идеальный случай, когда напряжение с солнечных панелей вдвое больше напряжения на АКБ.

Солнечных контроллеров существует два типа: PWM (ШИМ – Широтно-Импульсная Модуляция) и MPPT (Maximum Power Point Tracking – отслеживание точки максимальной мощности). Принципиальная разница между ними в том, что ШИМ-контроллер может работать только со сборками панелей, не превышающими напряжения АКБ. MPPT – контроллер может работать с заметным превышением напряжения относительно АКБ. Кроме того, MPPT-контроллеры обладают заметно бОльшим КПД, но и стоят дороже.

Как выбрать солнечные панели?


На первый взгляд, все солнечные панели одинаковы: ячейки солнечных элементов соединены между собой шинками, а на задней стороне есть два провода: плюс и минус. Но есть в этом деле масса нюансов. Солнечные панели бывают из разных элементов: аморфных, поликристаллических, монокристаллических. Я не буду агитировать за тот или иной тип элементов. Скажу просто, что сам предпочитаю монокристаллические солнечные панели. Но и это не всё. Каждая солнечная батарея – это четырехслойный пирог: стекло, прозрачная EVA-пленка, солнечный элемент, герметизирующая пленка. И вот тут каждый этап крайне важен. Стекло подходит не любое, а со специальной фактурой, которое снижает отражение света и преломляет падающий под углом свет таким образом, чтобы элементы были максимально освещены, ведь от количества света зависит количество выработанной энергии. От прозрачности EVA-пленки зависит, сколько энергии попадет на элемент и сколько энергии выработает панель. Если пленка окажется бракованной и со временем помутнеет, то и выработка заметно упадет.

Далее идут сами элементы, и они распределяются по типам, в зависимости от качества: Grade A, B, C, D и далее. Конечно, лучше иметь элементы качества А и хорошую пайку, ведь при плохом контакте, элемент будет греться и быстрее выйдет из строя. Ну и финишная пленка должна также быть качественной и обеспечивать хорошую герметизацию. В случае разгерметизации панелей, очень быстро на элементы попадет влага, начнется коррозия и панель также выйдет из строя.

Как правильно выбрать солнечную панель? Основной производитель для нашей страны – это Китай, хотя на рынке присутствуют и Российские производители. Есть масса OEM-заводов, которые наклеят любой заказанный шильдик и отправят панели заказчику. А есть заводы, которые обеспечивают полный цикл производства и способны проконтролировать качество продукции на всех этапах производства. Как узнать о таких заводах и брендах? Есть пара авторитетных лабораторий, которые проводят независимые испытания солнечных панелей и открыто публикуют результаты этих испытаний. Перед покупкой вы можете вбить название и модель солнечной панели и узнать, насколько солнечная панель соответствует заявленным характеристикам. Первая лаборатория – это Калифорнийская Энергетическая Комиссия, а вторая лаборатория Европейская – TUV. Если производителя панелей в этих списках нет, то стоит задуматься о качестве. Это не значит, что панель плохая. Просто бренд может быть OEM, а завод-производитель выпускает и другие панели. В любом случае, присутствие в списках этих лабораторий уже свидетельствует о том, что вы покупаете солнечные батареи не у производителя-однодневки.

Мой выбор солнечной электростанции


Перед покупкой стоит очертить круг задач, которые ставятся перед солнечной электростанцией, чтобы не заплатить за ненужное и не переплатить за неиспользуемое. Тут я перейду к практике, как и что делал я сам. Для начала, цель и исходные: в деревне периодически отключают электроэнергию на период от получаса до 8 часов. Возможны отключения как раз в месяц, так и подряд несколько дней. Задача: обеспечить дом электроснабжением в круглосуточном режиме с некоторым ограничением потребления на период отключения внешней сети. При этом, основные системы безопасности и жизнеобеспечения должны функционировать, то есть: должны работать насосная станция, система видеонаблюдения и сигнализации, роутер, сервер и вся сетевая инфраструктура, освещение и компьютеры, холодильник. Вторично: телевизоры, развлекательные системы, электроинструмент (газонокосилка, триммер, насос для полива огорода). Можно отключить: бойлер, электрочайник, утюг и прочие греющие и много потребляющие устройства, работа которых сиюминутно не важна. Чайник можно вскипятить на газовой плите, а погладить позже.

Как правило, солнечную электростанцию можно купить в одном месте. Продавцы солнечных панелей также продают всё сопутствующее оборудование, поэтому я начал поиск отталкиваясь от солнечных батарей. Один из солидных брендов – TopRay Solar. О них есть хорошие отзывы и реальный опыт эксплуатации в России, в частности, в Краснодарском крае, где знают толк в солнце. В РФ есть официальный дистрибьютор и дилеры по регионам, на вышеозначенных сайтах с лабораториями для проверки солнечных панелей этот бренд присутствует и далеко не на последних местах, то есть можно брать. Кроме того, фирма-продавец солнечных панелей TopRay, также занимается собственным производством контроллеров и электроники для дорожной инфраструктуры: системы управления трафиком, светодиодные светофоры, мигающие знаки, солнечные контроллеры и прочее. Ради любопытства даже напросился на их производство – вполне технологично и даже есть девушки, которые знают, с какой стороны подходить к паяльнику. Бывает же!

Со своим списком хотелок я обратился к ним и попросил собрать мне пару комплектаций: подороже и подешевле для моего дома. Мне задали ряд уточняющих вопросов насчет резервируемой мощности, наличия потребителей, максимальной и постоянной потребляемой мощности. Последнее вообще оказалось для меня неожиданным: дом в режиме энергосбережения, когда работают только системы видеонаблюдения, охраны, связь с инетом и сетевая инфраструктура, потребляет 300-350 Вт. То есть даже если дома никто не пользуется электричеством, на внутренние нужды уходит до 215 кВт*ч в месяц. Вот тут и задумаешься над проведением энергетического аудита. И начнешь выключать из розеток зарядки, телевизоры и приставки, которые в режиме ожидания потребляют по чуть-чуть, а набегает прилично.
Не буду томить, остановился я на более дешевой системе, так как зачастую до половины суммы за электростанцию может занимать стоимость аккумуляторов. Список оборудования получился следующим:

  1. Солнечная батарея TopRay Solar 280 Вт Моно – 9 шт
  2. Однофазный Гибридный инвертор на 5 кВт InfiniSolar V-5K-48 – 1 шт
  3. Аккумулятор AGM Парус HML-12-100 – 4 шт

Дополнительно, мне было предложено приобрести профессиональную систему крепления солнечных панелей на крышу, но я, посмотрев фотографии, решил обойтись самодельными креплениями и тоже сэкономить. Но я решил собирать систему сам и не жалел сил и времени, а монтажники работают с этими системами постоянно и гарантируют быстрый и качественный результат. Так что решайте сами: с заводскими креплениями работать гораздо приятнее и проще, а моё решение просто дешевле.

Что даёт солнечная электростанция?


Этот комплект может выдать до 5 кВт мощности в автономном режиме – именно такой мощности я выбрал однофазный инвертор. Если докупить такой же инвертор и модуль сопряжения к нему, то можно нарастить мощность до 5кВт+5кВт=10 кВт на фазу. Или можно сделать трехфазную систему, но я пока довольствуюсь и этим. Инвертор высокочастотный, а потому достаточно легкий (порядка 15 кг) и занимает немного места – легко монтируется на стену. В него уже встроено 2 MPPT-контроллера мощностью 2,5 кВт каждый, то есть я могу добавить еще столько же панелей без покупки дополнительного оборудования.

Солнечных панелей у меня на 2520 Вт по шильдику, но из-за неоптимального угла установки они выдают меньше – максимум я видел 2400 Вт. Оптимальный угол – это перпендикулярно солнцу, что в наших широтах составляет примерно 45 градусов к горизонту. У меня панели установлены под 30 градусов.

Сборка АКБ составляет 100А*ч 48В, то есть запасено 4,8 кВт*ч, но забирать энергию полностью крайне нежелательно, поскольку тогда их ресурс заметно сокращается. Желательно разряжать такие АКБ не более, чем на 50%. Это литий-железофосфатные или литий-титанатные можно заряжать и разряжать глубоко и большими токами, а свинцово-кислотные, будь то жидкостные, гелевые или AGM лучше не насиловать. Итак, у меня есть половина емкости, а это 2,4 кВт*ч, то есть порядка 8 часов в полностью автономном режиме без солнца. Этого хватит на ночь работы всех систем и еще останется половина емкости АКБ на аварийный режим. Утром уже встанет солнце и начнет заряжать АКБ, параллельно обеспечивая дом энергией. То есть дом может функционировать и автономно в таком режиме, если снизить энергопотребление и погода будет хорошей. Для полной автономии можно было бы добавить еще аккумуляторов и генератор. Ведь зимой солнца совсем мало и без генератора будет не обойтись.

Начинаю собирать


Перед покупкой и сборкой необходимо просчитать всю систему, чтобы не ошибиться с расположением всех систем и прокладкой кабелей. От солнечных панелей до инвертора у меня порядка 25-30 метров и я заранее проложил два гибких провода сечением 6 кв.мм, так как по ним будет передаваться напряжение до 100В и ток 25-30А. Такой запас по сечению был выбран, чтобы минимизировать потери на проводе и максимально доставить энергию до приборов. Сами солнечные панели я монтировал на самодельные направляющие из алюминиевых уголков и притягивал их самодельными же креплениями. Чтобы панель не сползала вниз, на алюминиевом уголке напротив каждой панели смотрит вверх пара 30мм болтов, и они являются своеобразным «крючком» для панелей. После монтажа их не видно, но они продолжают нести нагрузку.

Солнечные панели были собраны в три блока по 3 панели в каждом. В блоках панели подключаются последовательно — так напряжение удалось поднять до 115В без нагрузки и снизить ток, а значит можно выбрать провода меньшего сечения. Блоки между собой подключены параллельно специальными коннекторами, обеспечивающими хороший контакт и герметичность соединения – называются MC4. Их же я использовал для подключения проводов к солнечному контроллеру, так как они обеспечивают надежный контакт и быстрое замыкание\размыкание цепи для обслуживания.

Далее переходим к монтажу в доме. АКБ предварительно заряжены «умной» автомобильной зарядкой, чтобы выровнять напряжение и подключены последовательно для обеспечения напряжения 48В. Далее, они подключены к инвертору кабелем с сечением 25 мм кв. Кстати, во время первого подключения АКБ к инвертору будет заметная искра на контактах. Если вы не спутали полярность, то всё нормально – в инверторе установлены довольно емкие конденсаторы и они начинают заряжаться в момент подключения к аккумуляторам. Максимальная мощность инвертора – 5000 Вт, а значит ток, который может проходить по проводу от АКБ будет составлять 100-110А. Выбранного кабеля хватает для безопасной эксплуатации. После подключения АКБ, можно подключать внешнюю сеть и нагрузку дома. К клеммным колодкам цепляются провода: фаза, ноль, заземление. Тут всё просто и наглядно, но если для вас починить розетку небезопасно, то подключение этой системы лучше доверить опытным электромонтажникам. Ну и последним элементом подключаю солнечные панели: тут тоже надо быть внимательным и не перепутать полярность. При мощности в 2,5 кВт и неправильном подключении, солнечный контроллер сгорит моментально. Да что там говорить: при такой мощности, от солнечных панелей можно заниматься сваркой напрямую, без сварочного инвертора. Здоровья это солнечным панелям не добавит, но мощь солнца действительно велика. Так как я дополнительно использую разъемы MC4, перепутать полярность просто невозможно при первоначальном правильном монтаже.

Всё подключено, один щелчок выключателя и инвертор переходит в режим настройки: тут надо выставить тип АКБ, режим работы, зарядные токи и прочее. Для этого есть вполне понятная инструкция и если вы можете справиться с настройкой роутера, то настройка инвертора тоже не будет очень сложной. Надо только знать параметры АКБ и правильно их настроить, чтобы они прослужили как можно дольше. После этого, хм… После этого наступает самое интересное.

Эксплуатация гибридной солнечной электростанции


После запуска солнечной электростанции, я и моя семья пересмотрели многие привычки. Например, если раньше стирка или посудомоечная машина запускались после 23 часов, когда работал ночной тариф в электросетях, то теперь эти энергозатратные работы перенесены на день, потому что стиралка потребляет 500-2100 Вт во время работы, посудомоечная машина потребляет 400-2100 Вт. Почему такой разброс? Потому что насосы и моторы потребляют немного, а вот нагреватели воды крайне прожорливы. Гладить оказалось тоже «выгоднее» и приятнее днем: в комнате гораздо светлее, а энергия солнца полностью покрывает потребление утюга. На скриншоте продемонстрирован график выработки энергии солнечной электростанцией. Хорошо виден утренний пик, когда работала стиральная машинка и потребляла много энергии – эта энергия была выработана солнечными панелями.

Первые дни я по несколько раз подходил к инвертору, взглянуть на экран выработки и потребления. После поставил утилиту на домашний сервер, который в реальном времени отображает режим работы инвертора и все параметры электросети. К примеру, на скриншоте видно, что дом потребляет больше 2 кВт энергии (пункт AC output active power) и вся эта энергия заимствуется от солнечных батарей (пункт PV1 input power). То есть инвертор, работая в гибридном режиме с приоритетом питания от солнца, полностью покрывает энергопотребление приборов за счет солнца. Это ли не счастье? Каждый день в таблице появлялся новый столбик выработки энергии и это не могло не радовать. А когда во всей деревне отключили электричество, я узнал об этом только по писку инвертора, который оповещал о работе в автономном режиме. Для всего дома это означало только одно: живем как прежде, пока соседи ходят за водой с ведрами.

Но есть в наличии дома солнечной электростанции и нюансы:

  1. Я начал замечать, что птицы любят солнечные панели и, пролетая над ними, не могут сдержаться от счастья наличия технологичного оборудования в деревне. То есть иногда всё же солнечные панели надо мыть от следов и пыли. Думаю, что при установке под 45 градусов, все следы просто смывались бы дождями. Выработка от нескольких птичьих следов вообще не падает, но если затенена часть панели, то падение выработки становится ощутимым. Это я заметил, когда солнце пошло к закату и тень от крыши начала накрывать панели одну за другой. То есть лучше располагать панели вдали от всех конструкций, способных их затенить. Но даже вечером, при рассеянном свете, панели выдавали несколько сотен ватт.
  2. При большой мощности солнечных панелей и подкачке от 700 Ватт и более, инвертор включает вентиляторы активнее и их становится слышно, если дверь в техническое помещение открыта. Тут либо закрывать дверь, либо крепить инвертор на стену через демпфирующие прокладки. В принципе, ничего неожиданного: любая электроника греется при работе. Просто надо учитывать, что инвертор не стоит вешать там, где он может мешать звуком своей работы.
  3. Фирменное приложение умеет отправлять оповещения по электронной почте или в SMS, если произошло какое-либо событие: включение/отключение внешней сети, разряд АКБ и подобное. Вот только приложение работает по незащищенному 25 порту SMTP, а все современные почтовые сервисы, вроде gmail.com или mail.ru работают по защищенному порту 465. То есть сейчас, фактически, оповещения по почте не приходят, а хотелось бы.

Не сказать, что эти пункты как-то огорчают, ведь всегда надо стремиться к совершенству, но имеющаяся энергонезависимость того стоит.

Заключение


Полагаю, что это не последний мой рассказ о собственной солнечной электростанции. Опыт эксплуатации в различных режимах и в разное время года однозначно будет отличаться, но я точно знаю, что даже если в Новый Год отключат электричество, в моём доме будет светло. По результатам эксплуатации установленной солнечной электростанции могу отметить, что оно того стоило. Несколько отключений внешней сети прошли незаметно. О нескольких я узнал только по звонкам соседей с вопросом «У тебя тоже нет света?». Бегущие цифры выработки электричества безмерно радуют, а возможность убрать от компа UPS зная, что даже при отключении электроэнергии всё продолжит работать – это приятно. Ну а когда у нас наконец-то примут закон о возможности продажи электроэнергии частными лицами в сеть, я первый подам заявку на эту функцию, ведь в инверторе достаточно изменить один пункт и всю выработанную, но не потребленную домом энергию, я буду продавать в сеть и получать за это деньги. В общем, это оказалось довольно просто, эффективно и удобно. Готов ответить на ваши вопросы и выдержать натиск критиков, убеждающих всех, что в наших широтах солнечная электростанция – это игрушка.

Солнечная батарея | Solar.com

Наряду с панелями и инверторами, батареи быстро становятся важным компонентом современных солнечных систем. Солнечные батареи имеют много преимуществ и могут иметь решающее значение для домовладельцев, которые хотят защитить себя от перебоев в подаче электроэнергии. Однако солнечные батареи могут подойти не всем, поэтому стоит изучить плюсы и минусы соединения солнечной системы с батареей.

Основы

На самом базовом уровне солнечные батареи позволяют хранить энергию, произведенную солнечной системой, для использования в более позднее время.

Все солнечные системы производят электроэнергию в разное время, чем домовладельцы ее используют. Солнечные системы обычно в середине дня производят больше, чем нужно домовладельцу. Эта дополнительная продукция возвращается в энергосистему посредством программы, называемой измерением чистой энергии. Продавая свою избыточную мощность в сеть, домовладельцы накапливают кредит, который можно использовать для компенсации энергии, которую они потребляют ночью, когда солнечные батареи не производят энергию.

Когда солнечная система подключена к батарее, домовладельцы имеют возможность использовать свое дополнительное электричество для зарядки своей батареи вместо того, чтобы отправлять ее обратно в сеть.

Преимущества

Итак, зачем платить за солнечную батарею, если сеть все равно должна кредитовать вас за вашу избыточную мощность? Как оказалось, соединение солнечной системы с батареей дает несколько ключевых преимуществ.

Защита от перебоев в подаче электроэнергии

Для большинства домовладельцев самым большим преимуществом солнечных батарей является возможность иметь резервное питание во время отключения сети.

Если у вас есть солнечная система без батареи, и вы испытываете отключение электричества, солнечная система автоматически отключится.Электротехнический кодекс требует, чтобы солнечные системы отключались во время перебоев в подаче электроэнергии, чтобы они случайно не подали ток в сеть, если в коммунальной компании есть рабочие, пытающиеся ремонтировать линии.

Напротив, в системе с солнечными батареями и батареями также установлено дополнительное устройство, называемое резервным шлюзом, которое позволяет дому «изолировать» или изолировать себя от сети.

В тот момент, когда происходит сбой, шлюз мгновенно обнаруживает событие, отключает дом от сети и включает аккумулятор.Затем система превращается в замкнутый контур, где аккумулятор питает резервные цепи дома, а солнечные панели заряжают аккумулятор.

В этом отношении солнечные батареи могут работать так же, как домашние генераторы, за исключением того, что они намного лучше во всех измеримых аспектах. Ознакомьтесь с нашей другой статьей о десяти основных причинах, по которым солнечные батареи лучше генераторов.

Экономия времени использования

Многие коммунальные предприятия по всей стране переходят на тарифные планы по времени использования для своих бытовых потребителей.Эти тарифные планы более точно отражают изменение оптовых цен на электроэнергию в течение дня. Как правило, в этих тарифных планах пиковые расходы приходится на поздний полдень и ранний вечер, когда спрос резко возрастает, когда все идут домой после рабочего дня, и увеличивается потребление энергии. Непиковые периоды - это середина дня, когда солнечные системы повсюду производят избыточную мощность, и ночь, когда спрос на нее самый низкий.

Эта разница в тарифах влияет не только на стоимость электроэнергии, которую домовладельцы получают из сети, но и на величину избыточной мощности, которую домовладельцы подают обратно в сеть.Это означает, что домовладельцы, использующие тарифные планы, получают меньше кредитов за дополнительную энергию, произведенную в течение дня, чем они платят за электроэнергию, которую они потребляют в вечернее время. В результате домовладельцы могут быть должны деньги коммунальной компании в конце месяца, даже если их солнечная система удовлетворяет 100% потребности в электроэнергии на чистой основе.

Вот где появляется дополнительная экономия от солнечных батарей. Вместо того, чтобы возвращать излишек солнечной энергии, когда она менее ценная, батареи позволяют домовладельцам накапливать свою избыточную мощность на месте и подавать ее в дом ночью, что снижает количество мощность, которую им необходимо получать из сети в самое затратное время суток.

Сумма дополнительной экономии, которую обеспечит солнечная батарея, зависит от нескольких факторов, в том числе от того, сколько электроэнергии использует домовладелец, в какое время дня он использует эту мощность, а также от структуры их конкретного тарифного плана. Перейдите на главную страницу solar.com и запланируйте звонок одному из наших консультантов по энергии, чтобы узнать, как вы сэкономили на солнечной энергии и батареях.

Самопотребление и независимость от энергии

Сочетание солнечной системы с батареей также позволяет домовладельцам использовать гораздо больше собственной чистой энергии.Без батареи домовладельцы будут отправлять значительную часть своей солнечной энергии в сеть в течение дня, а затем потреблять грязную энергию из сети в ночное время. Благодаря батарее домовладельцы могут производить, хранить и использовать свою чистую энергию круглосуточно. Это не только обеспечивает удовлетворение от получения большего количества автономных источников энергии от чистой энергии, но и обеспечивает значительно большую энергетическую независимость за счет снижения зависимости от сети. Тесла обнаружил, что добавление всего одной из их батарей в солнечную систему увеличило количество солнечной энергии, потребляемой домом, более чем на 50%!

Стимулы

Солнечные батареи могут иметь право на льготы как на уровне штата, так и на федеральном уровне, в зависимости от специфики установки.

В настоящее время основным стимулом для аккумуляторов является федеральный инвестиционный налоговый кредит, который в настоящее время установлен в размере 26%. Это означает, что вы можете потребовать 26% от общей стоимости проекта солнечной энергии и батареи в качестве налоговой скидки для вашего федерального подоходного налога за 2020 год. Важно отметить, что эта налоговая скидка доступна только в том случае, если солнечные и аккумуляторные компоненты системы установлены вместе. Как всегда, мы рекомендуем поговорить со своим налоговым специалистом о праве на получение федеральной налоговой скидки.

Еще одним самым большим стимулом для солнечных батарей является Калифорнийская программа стимулирования самопроизводства или SGIP.Эта государственная программа предлагает дополнительную скидку для домовладельцев, устанавливающих батареи, которые имеют особые потребности в резервном питании. К ним относятся расположение в зонах пожара Уровня 2 и Уровня 3, необходимость в резерве для медицинского оборудования, соблюдение пороговых значений для людей с низким доходом и т. Д. Наши консультанты по энергетике будут рады помочь любым домовладельцам в Калифорнии, которые ищут дополнительную информацию о программе SGIP штата.

Опции

Итак, каковы возможности солнечных батарей?

Самыми распространенными аккумуляторами на рынке сегодня являются Tesla Powerwall, LG Chem и Sonnen.Ознакомьтесь с нашими отдельными статьями для более глубокого изучения каждого из этих продуктов.

Домовладельцы также могут приобрести несколько батарей, если захотят. Правильное количество батарей зависит от ряда факторов, в том числе от размера солнечной системы, силы тока цепей, которые необходимо резервировать, и желаемой продолжительности резервного питания. Поговорите с одним из наших консультантов по энергии, если вы хотите найти правильную комбинацию для вас.

Будущее

Солнечные батареи стали важным аспектом современных солнечных систем, и их важность в ближайшие годы будет только расти.Емкость аккумуляторов будет продолжать расти, поскольку цены продолжат падать. Электроэнергетические компании все чаще обращаются к батареям для стабилизации своих сетей, при этом некоторые коммунальные предприятия даже платят домовладельцам за доступ к их домашним батареям для подачи энергии в сеть, когда она больше всего нужна. Без сомнения, солнечные батареи никуда не денутся.

.

Храните энергию собственного производства для дальнейшего использования

Свинцовые или литий-ионные батареи - фундаментальное решение

Аккумуляторные системы хранения для бытового использования оснащены свинцово-кислотными, свинцово-гелевыми или литий-ионными батареями. Свинцово-кислотные батареи в основном использовались в прошлом, помимо прочего, в качестве автомобильных аккумуляторов. Учитывая их значительные преимущества, литий-ионные батареи становятся все более популярными по сравнению со свинцово-кислотными. В последние годы они стали считаться стандартом в фотоэлектрической технике.

Срок службы: Ожидаемый срок службы литий-ионных батарей составляет около 15 лет, в то время как максимальный срок службы свинцовых аккумуляторов составляет от 5 до 10 лет.

Безопасность: Свинцовые батареи следует размещать в вентилируемом помещении, поскольку они выделяют газы. Для литий-ионных аккумуляторов этого не требуется.

Глубина разряда: Литий-ионные аккумуляторы разряжают до 100% накопленной мощности. Однако свинцово-кислотные батареи обычно могут быть разряжены только до 50%, поскольку более глубокий разряд сокращает их общий срок службы.

КПД системы: КПД системы литий-ионных батарей может превышать 90%, при этом только прибл. 70% возможно со свинцовыми батареями. Поэтому фотоэлектрические системы со свинцовыми батареями должны быть больше, что ведет к ненужным дополнительным расходам.

Наш совет: Выберите фотоэлектрическую систему хранения с литий-ионными батареями.

.

Как хранится солнечная энергия в 2019 году?

Последнее обновление 15.07.2020

Системы солнечных панелей стали одними из самых быстрорастущих источников энергии в США. По данным Ассоциации производителей солнечной энергии, ожидается, что к 2023 году рынок солнечной энергии увеличится вдвое и к тому времени составит 4,5 миллиарда долларов.

Популярность солнечной энергии привела к появлению другой возобновляемой технологии: солнечных батарей, которые могут накапливать дополнительную солнечную энергию для дальнейшего использования.Такие компании, как Tesla, разрабатывают батареи, которые можно устанавливать вместе с солнечными панелями, чтобы создать системы «солнечная энергия плюс накопители» для вашего дома. Читайте дальше, чтобы узнать больше о солнечных батареях в жилых домах и узнать, стоит ли вам подумать об установке системы солнечной энергии с накоплением в вашем доме.

Solar plus storage: Описание солнечных батарей для дома

Чтобы понять, почему вы можете выбрать установку солнечной системы с накоплением в своем доме, вам сначала нужно понять, как работает стандартная домашняя солнечная фотоэлектрическая система.

Типичная солнечная энергетическая система включает солнечные панели, инвертор, оборудование для монтажа панелей на крыше и систему мониторинга производительности, которая отслеживает производство электроэнергии. Солнечные панели собирают энергию солнца и превращают ее в электричество, которое проходит через инвертор и преобразуется в форму, которую вы можете использовать для питания вашего дома.

Подавляющее большинство бытовых солнечных энергетических систем подключены к электросети (или «привязаны к сети»). Когда ваши панели производят больше электроэнергии, чем нужно вашему дому, избыток возвращается в электросеть.И наоборот, когда вашему дому требуется больше электроэнергии, чем вырабатывают солнечные батареи, вы можете получать электроэнергию из электрической сети.

В большинстве случаев вы получаете кредит на счет за электроэнергию, которую вы отправляете обратно в сеть. Позже, когда вы потребляете больше электроэнергии, чем произведено вашими солнечными панелями, вы можете использовать эти кредиты вместо того, чтобы платить больше коммунальным предприятиям. Этот процесс известен как чистое измерение.

Как солнечная энергия хранится в батареях?

Солнечные батареи работают, накапливая энергию, произведенную вашими солнечными панелями, для дальнейшего использования.В некоторых случаях солнечные батареи имеют собственный инвертор и предлагают интегрированное преобразование энергии. Чем выше емкость вашего аккумулятора, тем больше солнечной энергии он может хранить.

Когда вы устанавливаете солнечную батарею как часть вашей системы солнечных панелей, вы можете хранить излишки солнечной электроэнергии у себя дома вместо того, чтобы отправлять ее обратно в сеть. Если ваши солнечные панели производят больше электроэнергии, чем вам нужно, избыточная энергия идет на зарядку аккумулятора. Позже, когда ваши солнечные батареи не производят электричество, вы можете использовать энергию, которую вы ранее хранили в батарее, для использования в ночное время.Вы будете отправлять электричество обратно в сеть только тогда, когда ваша батарея полностью заряжена, и вы будете потреблять электроэнергию из сети только тогда, когда ваша батарея разряжена.

На практике это означает, что дома с солнечной батареей и накопителем могут накапливать излишки солнечной энергии на месте для использования позже, когда не светит солнце. В качестве бонуса, поскольку солнечные батареи хранят энергию в вашем доме, они также предлагают краткосрочное резервное питание на случай отключения электричества в вашем районе.

Домашний накопитель энергии может быть полезен даже без солнечной энергии

Хотя батареи обычно используются вместе с домашними солнечными энергетическими системами, они также могут быть полезны домовладельцам без солнечных панелей.Маломасштабное накопление энергии, технология, используемая в системах солнечного накопления и накопления, также может заряжаться электричеством из сети для обеспечения резервного питания без использования резервного генератора с дизельным двигателем.

Стоит ли устанавливать у себя дома солнечную батарею?

Сможете ли вы сэкономить деньги, установив солнечную батарею, зависит от того, каким образом ваше коммунальное предприятие компенсирует вам солнечную энергию. Большинство коммунальных предприятий предлагают полное нетто-измерение, что означает, что вы получаете кредит на счет за электричество за каждый киловатт-час электроэнергии, производимой вашими солнечными панелями (даже если вы не используете их сразу).Это означает, что вы не получите дополнительной экономии на ежемесячном счете за электроэнергию, если установите солнечную батарею.

Однако есть много ситуаций, когда солнечная батарея может улучшить экономику солнечных панелей для вашего дома или бизнеса. Если у вашего коммунального предприятия есть тарифы на время использования или плата за потребление, или нет нетто-счетчиков, солнечные батареи могут помочь вам сэкономить больше , когда вы перейдете на солнечную энергию.

Хранение в солнечной сети: как солнечные батареи вписываются в более широкую экосистему электроэнергии

Солнечные батареи и другие технологии хранения энергии, возможно, еще не стали обычным явлением, но так будет ненадолго.GTM Research и Ассоциация по хранению энергии ожидают, что к 2020 году он станет рынком в США с оборотом 2,5 миллиарда долларов.

Почему ожидается, что накопление энергии будет расти такими быстрыми темпами? Те же преимущества, которые солнечные батареи предлагают домовладельцам, а именно возможность хранить возобновляемую электроэнергию для дальнейшего использования, также могут быть применены в более широком масштабе для всей электросети. Технологии хранения энергии, такие как солнечные батареи, предоставляют электроэнергетическим компаниям и потребителям энергии большую гибкость в способах производства и использования электроэнергии, особенно электроэнергии, получаемой от солнца и ветра.

У электроэнергетических компаний и менеджеров сетей сложная задача. Им необходимо предоставить своим клиентам постоянный и надежный доступ к электричеству, которое питает их дома и предприятия. Для этого они должны убедиться, что в сети достаточно электроэнергии для удовлетворения спроса. Если в данный момент в системе слишком мало или слишком много электроэнергии, клиенты с большей вероятностью столкнутся с отключением электроэнергии.

Этот тщательный баланс спроса и предложения становится еще более сложной задачей, поскольку в сеть добавляется больше возобновляемых ресурсов, таких как солнечная и ветровая энергия.Солнечные панели производят электричество, когда светит солнце, а ветряные турбины производят электричество, когда дует ветер. В отличие от традиционных электростанций, работающих на угле или природном газе, мощность солнечных панелей и ветряных турбин не может быть быстро увеличена для удовлетворения спроса - мы не можем заставить солнце выходить в ночное время!

Установив больше технологий хранения энергии, таких как солнечные батареи, электроэнергетические компании и операторы сетей смогут легче управлять потоками электроэнергии из возобновляемых источников.В долгосрочной перспективе это означает, что в структуру электроэнергетики нашей страны будет интегрировано больше возобновляемых источников энергии, включая домашние системы солнечных батарей.

Начните свое солнечное путешествие сегодня с EnergySage

EnergySage - это национальный онлайн-рынок солнечной энергии: когда вы регистрируете бесплатную учетную запись, мы связываем вас с солнечными компаниями в вашем регионе, которые конкурируют за ваш бизнес с индивидуальными ценами на солнечную энергию, адаптированными к вашим потребностям. Ежегодно в EnergySage приходят более 10 миллионов человек, чтобы узнать о солнечной энергии, сделать покупки и инвестировать в нее.Зарегистрируйтесь сегодня, чтобы узнать, сколько солнечной энергии можно сэкономить.

.

Какая солнечная батарея лучше всего подходит для хранения энергии?

Эта статья была обновлена ​​в мае 2018 года.


См. Также: Какие типы аккумуляторов обычно используются в проектах с солнечными батареями и накопителями?


Интерес к хранению энергии быстро растет. Это уже не просто жизнь вне сети. Хранение помогает решить проблемы изменчивости с возобновляемыми источниками энергии. Добавление солнечной батареи к жилому проекту, подключенному к сети, также позволяет массиву продолжать обеспечивать питание критических нагрузок, когда сеть не работает, вместо того, чтобы отключаться и воздерживаться от выработки электроэнергии.Хранение также может помочь коммерческим потребителям снизить плату за пиковое потребление, значительно снизив их счета за электроэнергию. Хранилище используется даже на уровне энергокомпании для оказания вспомогательных услуг энергосистеме. Потребность в хранении растет, поскольку штаты принимают законы о самопотреблении и другие законы, поощряющие использование батарей. .

Батареи в солнечных батареях должны соответствовать требованиям нестабильной электросети, интенсивных циклов (зарядка и разрядка) и нерегулярной полной подзарядки. Для этих уникальных требований существует множество типов батарей.При выборе батареи следует учитывать стоимость, срок службы, установку и обслуживание.

Вот эти аспекты каждой технологии, а также некоторые передовые практики при выборе батарей для солнечной установки.

Солнечные батареи

Свинцово-кислотные
Свинцово-кислотные батареи глубокого цикла используются в возобновляемых источниках энергии и надежно используются в автономных приложениях во всем мире на протяжении десятилетий.

Стоимость: Типичные свинцово-кислотные батареи глубокого цикла стоят значительно меньше литий-ионных.

Велоспорт: Свинцово-кислотные батареи с клапанным регулированием (VRLA) включают модели из абсорбированного стекломата (AGM) и гелевые модели. Многие аккумуляторы AGM, доступные на рынке, в основном предназначены для двойного назначения или для резервных приложений, таких как аварийное резервирование, но не для глубокого цикла. Однако новые конструкции AGM с глубоким циклом обладают повышенной производительностью и общим выходом энергии, что делает их хорошим выбором для возобновляемых источников энергии по более низкой цене, чем гелевые батареи.

Фактически, батареи VRLA с добавлением наноуглерода более устойчивы к сульфатированию, которое со временем может привести к разрядке батарей.Углерод замедляет сульфатирование и позволяет батарее заряжаться быстрее и дольше, чем традиционные свинцово-кислотные. Это делает его хорошим выбором для приложений, в которых аккумулятор находится в частичном состоянии заряда, например, для арбитража энергии или автономного режима.

Замена / обслуживание: Многие факторы, включая первоначальный дизайн и текущее обслуживание, влияют на срок службы батарей, поэтому трудно определить сроки, когда потребуется замена батарей. Залитые свинцово-кислотные батареи необходимо регулярно пополнять, потому что электролит, полностью погружающий пластины батареи, испаряется во время зарядки.Батарейный отсек требует вентиляции, чтобы газообразный водород не накапливался до опасного уровня.

Однако

AGM и гелевые технологии являются рекомбинантными, что означает, что они внутренне превращают водород и кислород в воду и не требуют обслуживания. Поскольку внутри этих батарей нет свободной кислоты, их можно устанавливать в любом положении, кроме перевернутого. Поскольку солнечные батареи могут применяться в труднодоступных или удаленных районах, возможность установить батареи и позволить им работать в течение длительного времени без обслуживания является преимуществом.

Утилизация: Правильная утилизация свинцово-кислотных аккумуляторов важна, поскольку они токсичны. К счастью, автомобильная промышленность на раннем этапе организовала переработку свинца. Пластиковые контейнеры и крышки старых аккумуляторов также можно нейтрализовать, переточить и использовать в новых аккумуляторных ящиках. В некоторых случаях электролит очищается, перерабатывается и продается как аккумуляторный электролит. В других случаях сульфат удаляется в виде сульфата аммония и используется в удобрениях. Сепараторы часто используются в качестве источника топлива для процесса рециркуляции.Старые батареи могут быть возвращены продавцу аккумуляторов, на станцию ​​технического обслуживания автомобилей, производителю аккумуляторов или в другие уполномоченные центры сбора для переработки.

Литий-ионный
Согласно отчету U.S. Solar Energy Monitor, литий-ионные батареи являются наиболее распространенной технологией хранения независимо от области применения. Существует три типа пакетов: карманы, например, в смартфонах и планшетах, цилиндрические, например, в электроинструментах, и призматические (различных форм), например, в электронных транспортных средствах.Призматические типы часто имеют гофрированные стороны, которые создают воздушные зазоры между соседними ячейками и могут способствовать охлаждению. Призматический элемент может применяться в накопителях солнечной энергии, в частности в литий-железо-фосфатных (LFP) батареях.

Стоимость: Аналитики Deutsche Bank оценили литий-ионные батареи примерно в 500 долларов за кВтч в конце 2014 года, но один производитель сказал, что эта цена ближе к 750–950 долларам за кВтч. В целом они дороже свинцово-кислотных аккумуляторов. Часть этих затрат связана с необходимостью системы управления батареями для контроля напряжения и температуры каждой ячейки, чтобы предотвратить чрезмерную зарядку и разрядку.BMS не критична для других технологий, таких как свинцово-кислотная, потому что инвертор или контроллер зарядного устройства могут управлять режимом зарядки аккумулятора. Однако некоторые производители отмечают, что при правильном размере литий-ионные элементы могут снизить стоимость периферийных устройств, таких как контроллеры заряда, компенсируя более высокую начальную цену и снижая стоимость владения.

Цикл: Литий-ионные аккумуляторы обычно могут выполнять больше циклов за свой срок службы, чем свинцово-кислотные. Это делает их хорошим выбором для приложений, когда аккумуляторы включаются в цикл для обеспечения вспомогательных услуг сети, таких как сглаживание энергии или поддержка частоты и напряжения.Самым важным преимуществом литий-ионных аккумуляторов для солнечной энергии является их высокая эффективность заряда и разряда, что помогает собирать больше энергии. Литий-ионные аккумуляторы также теряют меньше емкости в режиме ожидания, что полезно в солнечных установках, где энергия используется лишь изредка.

Замена / обслуживание: Литий-ионные батареи могут быть легче и автономнее, чем свинцово-кислотные, поэтому их легче устанавливать и заменять. Они могут быть настенными и располагаться в помещении или на улице.Они прочные, поэтому не требуют заправки или обслуживания.

Утилизация : Литий-ионные батареи могут использовать органические или неорганические элементы. Батареи на органической основе не содержат токсинов. Клетки на неорганической основе гораздо труднее утилизировать. Неорганический литий-ионный аккумулятор токсичен, поэтому его необходимо утилизировать надлежащим образом. Производители поощряют вторичную переработку, но часто за это приходится платить. Отработанные литий-ионные элементы не имеют большой коммерческой ценности. Литий-ионное производство предполагает длительную подготовку и очистку сырья.При вторичной переработке металл должен снова пройти аналогичный процесс, поэтому зачастую дешевле добывать первичный материал, чем извлекать его из вторичной переработки.

Аккумуляторы Flow
Использование аккумуляторов Flow при длительном хранении растет. В большинстве обычных проточных батарей используются два жидких электролита: одна с отрицательно заряженным катодом, а другая - с положительно заряженным анодом. Катод и анод разделены на два резервуара мембраной, потому что, если они соприкоснутся друг с другом, батарея закорочится и потребует замены.Это часто случается с литий-ионными батареями; мембрана со временем разрушается. Но обмен отрицательно и положительно заряженных жидкостей в проточных батареях производит электрический ток без ухудшения, обеспечивая более длительный срок службы и быстрое время отклика.

Стоимость: Если посмотреть на приведенную стоимость хранения, проточные батареи часто оказываются лучше литий-ионных в приложениях для длительного хранения. Это связано с их способностью служить десятилетия при минимальном обслуживании и тем фактом, что материалы электролита можно повторно использовать или продавать.

Замена / обслуживание: Мембрана проточной батареи со временем мало разрушается, что позволяет проточным батареям прослужить намного дольше, чем при использовании других технологий. Аккумуляторы Flow также не требуют особого обслуживания. С другими технологиями добавление дополнительных батарей - единственный способ увеличить время хранения. Преимущество проточных батарей заключается в том, что вы можете увеличить их емкость, просто добавив больше электролита.

Езда на велосипеде: Разработчики батарей Flow заявляют, что эта технология не имеет ограничений по циклу, и батареи можно заряжать и разряжать полностью без ущерба для их срока службы.

Утилизация: Хотя это зависит от химического состава, проточные батареи, как правило, менее реактивны и их легко утилизировать без риска возгорания. Часто электролит может быть переработан, что помогает снизить нормированную стоимость хранения проточных батарей.

Никель-кадмиевые
Никель-кадмиевые или никель-кадмиевые батареи используются с начала 1900-х годов. Хотя они могут не иметь плотности энергии (мощности) других технологий, они обеспечивают долгий срок службы и надежность без сложных систем управления.

Стоимость: Никель-кадмиевый относительно недорогой по сравнению с другими технологиями.

Замена / обслуживание: Никель-кадмиевые батареи имеют вентиляцию, позволяющую рассеять газы. Они традиционно требуют полива, но новые конструкции позволяют газам рекомбинировать с образованием воды, что делает батарею практически необслуживаемой. Это, наряду со способностью выдерживать экстремальные температуры, делает эти батареи идеальными для автономных приложений в суровых условиях.Они использовались для хранения в мегаваттных проектах. .

Велоспорт: Никель-кадмиевые батареи - это прочные батареи с длительным сроком службы. Некоторые компании обещают срок службы до 20 лет.

Удаление: Кадмий - опасный материал. Фактически, Европа ограничивает области применения никель-кадмиевых батарей. Перед утилизацией батареи необходимо удалить токсичные материалы. Однако никель-кадмиевые батареи можно утилизировать. Кадмий можно извлечь и повторно использовать в новых батареях.Никель можно восстановить и использовать для производства нержавеющей стали.

Выбор подходящего аккумулятора

Используйте калькулятор размеров
Размер батареи имеет важное значение, но пользователи и установщики часто его не замечают. Батареи в фотоэлектрических системах обычно занижены из-за стоимости или из-за недооценки системных нагрузок. Важно знать потребности клиента в электроэнергии и правильно планировать. Многие онлайн-калькуляторы, предоставляемые производителями аккумуляторов, и другое программное обеспечение упрощают определение емкости аккумулятора для требований нагрузки.

Учитывайте стоимость владения
Есть несколько факторов, которые следует принимать во внимание при определении общей стоимости владения в течение срока службы батареи.
Цена: Батарея с низкой ценой всегда привлекательна, но если низкая цена достигается за счет качества и срока службы батареи, необходимость частой замены батареи может со временем повысить стоимость. Вот почему при принятии решения важно учитывать не только цену, но и другие вопросы.
Емкость: Емкость аккумулятора важна, потому что это мера количества энергии, хранящейся в аккумуляторе.
Напряжение: Необходимо учитывать напряжение аккумуляторной батареи, чтобы обеспечить его соответствие системным требованиям. Напряжение аккумуляторной батареи часто определяется спецификациями инвертора при установке системы постоянного тока в переменный или напряжением нагрузок в системе постоянного тока.
Срок службы: Наиболее важным соображением является срок службы, который обеспечивает количество циклов разрядки / зарядки, которое может обеспечить аккумулятор, прежде чем емкость упадет до определенного процента от номинальной емкости.Батареи от разных производителей могут иметь одинаковую емкость и энергоемкость, а также вес. Но дизайн, материалы, процесс и качество влияют на то, как долго батарея будет работать.

Номинальные параметры аккумулятора
На паспортной табличке аккумулятора указана его полностью разработанная емкость, поэтому тестирование аккумулятора сразу после покупки может ввести в заблуждение, поскольку для достижения полной емкости может потребоваться до 100+ циклов. Остерегайтесь аккумуляторов, которые обещают полную емкость на момент покупки, или аккумуляторов, которые достигают полной емкости всего за несколько циклов.Батареи с разогревом более 100 циклов всегда будут дольше тех, которые рекламируют высокую начальную емкость.


Более подробную информацию об аккумуляторах и хранилище см. Здесь.

.

Все, что вам нужно знать о солнечных зарядных устройствах

Дождь или солнце, мы получаем огромное количество звонков о солнечной энергии каждый день. Мы постараемся ответить на наиболее часто задаваемые вопросы, чтобы сэкономить на телефонном звонке.

Прежде чем мы начнем, вы должны знать, что солнечная энергия не является панацеей для замены израсходованной энергии. Например, некоторые люди пытаются перезарядить батареи для троллингового мотора, лодки, жилого дома, дома, электросамоката, кабины в глуши и т. Д., И они хотят, чтобы это было сделано в очень короткие сроки, обычно всего за несколько дней.Предположим, вы берете разряженную батарею на 100 ампер-часов и заряжаете ее 30-ваттной солнечной панелью в идеальных летних условиях освещения. Через неделю аккумулятор будет почти полностью заряжен. Используя этот пример, вы можете увидеть, что для перезарядки 100-ампер-часового аккумулятора за несколько дней потребуется не менее 100 Вт солнечной энергии.

Также имейте в виду, что для получения максимальной мощности солнечной панели требуется прямой солнечный свет на поверхности панели. Такие условия, как пасмурное небо, тени, неправильный угол установки, экваториальное направление или короткие зимние дни снизят фактическую мощность солнечных панелей до значений ниже номинальных.

НОМИНАЛЬНОЕ НАПРЯЖЕНИЕ

Большинство солнечных зарядных устройств рассчитаны на 12 В постоянного тока, но у нас есть ограниченная доступность на 24-вольтовой панели. Обычно, когда требуется напряжение 24 В или больше, солнечные панели могут быть подключены последовательно, или мы можем по специальному заказу солнечные панели, которые предназначены для подачи большего напряжения постоянного тока, такого как 24 В, 36 В, 48 В и т. Д.

КОНТРОЛЛЕРЫ

Каждый раз, когда вы используете панель с номинальной выходной мощностью более 5 Вт, мы рекомендуем использовать контроллер заряда от солнечной батареи. На самом деле, контроллер заряда является хорошей идеей для большинства приложений, так как он может обеспечить несколько преимуществ, таких как предотвращение перезарядки, улучшение качества заряда и предотвращение разряда батареи в условиях низкой освещенности или отсутствия освещения.Некоторые солнечные панели сделаны с предварительно установленными блокирующими диодами, которые предотвращают разрядку батареи в условиях низкой освещенности или отсутствия света. В большинстве случаев, когда установлена ​​солнечная панель мощностью 6 Вт или больше, настоятельно рекомендуется использовать контроллер зарядного устройства. В двух словах, контроллер заряда от солнечной батареи действует как переключатель включения и выключения, позволяя пропускать энергию, когда она нужна батарее, и отключая ее, когда батарея полностью заряжена. При выборе контроллера следует помнить о том, что они обычно рассчитываются в амперах, а фотоэлектрические панели - в ваттах.Это означает, что контроллер заряда на солнечной батарее, такой как Morning Star SS6L, 6-амперный контроллер, будет работать почти со всеми панелями, которые мы продаем, мощностью до 70 Вт.

НОМИНАЛЬНАЯ МОЩНОСТЬ, ВАТТ И АМПЕР

Производители солнечных панелей оценивают мощность солнечной энергии в ваттах. Как показывает практика, мощность в 15 Вт обеспечивает около 3600 кулонов (1 Ач) в час прямого солнечного света. Например, панель Pulse Tech SP-5 может выдавать 0,33 Ач в час прямого солнечного света. Это очень популярная панель для обслуживания одиночных и сдвоенных батарей в режиме ожидания и хранения.

КАК ИЗОБРАЗИТЬ РАЗМЕР СОЛНЕЧНОЙ ПАНЕЛИ

Первое, что нужно помнить о солнечной энергии, это то, что все дело в числах. Требуемая мощность и мощность, которую может выдать панель. Прежде чем вы сможете даже приступить к покупке панели, вам необходимо знать, сколько ампер-часов или ватт вам нужно будет выработать за установленный период времени. Эта цифра может измеряться часами или днями. Поскольку в сутках 24 часа, мы предлагаем вам использовать это в качестве базовых показателей. Во-первых, определите общее потребление электроэнергии за этот период времени.Затем подсчитайте количество прямого солнечного света, которое солнечная панель получит за этот период времени, и получите общее количество необходимых ватт-часов. Вы всегда должны проявлять осторожность и переоценивать свои потребности в энергии. Обычно мы видим в среднем 4 часа пригодного для использования солнечного света зимой и 6 часов пригодного для использования солнечного света летом. Конечно, есть исключения из этих средних значений, но осторожность создает более надежную солнечную систему. Эти средние значения также помогают компенсировать такие переменные, как тень, облака, угол наклона панели и т. Д.Как только вы разберетесь с потребностями в электроэнергии, я предлагаю вам перейти к нашему солнечному калькулятору.

УСЛОВИЯ ВЫХОДА

Параметры солнечных панелей рассчитываются при ярком прямом солнечном свете. Такие условия, как непрямой солнечный свет, пасмурная погода и полутень, снизят производительность. Мы всегда рекомендуем увеличивать размер вашей солнечной батареи, так как эти условия возникают часто. Также помните, что продолжительность светового дня летом по сравнению с зимой может иметь значение.

Одна из самых больших ошибок, которые часто встречаются, - это когда солнечная батарея проектируется летом с использованием летнего светового дня, но затем она используется и зимой.Первая жалоба часто связана с тем, что батареи больше не выдерживают нагрузки. Это постепенный процесс, который начинается, когда вы теряете световой день и начинаете выводить аккумуляторную батарею за пределы глубины разряда 50%. Когда это происходит, аккумуляторы начинают сульфатироваться гораздо быстрее и перестают держаться под нагрузкой. Как вы понимаете, это дорогостоящая ошибка! Решение обычно включает в себя больше панелей и новые батареи с большим запасом ампер / час. Поэтому мы советуем нашим клиентам быть консервативными при учете дневного времени.Кроме того, если вы планируете использовать солнечную батарею круглый год, вам необходимо учитывать дневное потребление солнечной энергии зимой.

РАБОТА С УСТРОЙСТВОМ НЕПОСРЕДСТВЕННО ОТ ЗАРЯДНОГО УСТРОЙСТВА НА СОЛНЕЧНОЙ ПАНЕЛИ

У нас есть несколько складных / переносных солнечных панелей для пеших прогулок, которые поставляются с адаптером для прикуривателя. Этот адаптер позволяет питать аксессуары 12 В, которые обычно используют штекер 12 В постоянного тока. Для прямого подключения к панели устройство не должно быть чувствительным к колебаниям напряжения - в противном случае они могут отключиться.Чтобы решить эту проблему, лучше всего использовать небольшую батарею в качестве емкости для хранения энергии, которая будет обеспечивать постоянный источник стабильной и надежной энергии. Для этого мы рекомендуем использовать контроллер заряда от солнечной батареи, Y-образный соединитель с аккумулятором на одной ножке и гнездо для сигарет на другой ножке.

СОЛНЕЧНЫЕ ПАНЕЛИ ЗАЩИТА ОТ ПОГОДЫ

Почти все солнечные панели предназначены для установки на открытом воздухе, так как именно здесь они получают наилучшее прямое воздействие солнечного света.Помните, что любое меньшее значение приведет к тому, что панель будет производить меньше своей полной номинальной мощности.

ОБЯЗАТЕЛЬНО ОБСЛУЖИВАТЬ СОЛНЕЧНЫЕ ПАНЕЛИ

Все, что необходимо - это периодический осмотр с целью удаления грязи, мусора и проверки электрических соединений. Очистка панели от снега и мусора позволит добиться лучших результатов.

СКОЛЬКО ДЛИННЫЕ СОЛНЕЧНЫЕ ПАНЕЛИ ПРОДОЛЖАЮТСЯ

Производительность солнечной панели может быть разной, но в большинстве случаев ожидаемый срок службы гарантированной выходной мощности составляет от 3 до 25 лет.Этот гарантированный рейтинг ожидаемого срока службы обычно составляет 80% от опубликованного рейтинга солнечной панели. Конечно, это будет варьироваться от производителя к производителю, и, как всегда, вы обычно получаете то, за что платите. Не упустите эти дешевые панели, сделанные в пакистанском китайском нам-истане.

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ИНВЕРТОРА

Многие люди используют инвертор постоянного тока в переменный для преобразования 12 В постоянного тока в 110 В переменного тока. Поскольку они меняют мощность с одной формы на другую, инверторы - это монстры, поглощающие энергию, и их следует по возможности избегать.Если у вас есть выбор между 12-вольтовым устройством с питанием от постоянного тока или 110-вольтным устройством переменного тока, выберите 12-вольтное устройство постоянного тока. На рынке есть устройства постоянного тока, которые либо понижают, либо повышают мощность постоянного тока, и они также потребляют значительно больше энергии.

FORMULA DC в переменный ток через инвертор

Формулы и примеры для систем постоянного тока 12 и 24 В

Это «практическое правило» предназначено в качестве общего руководства для оценки силы постоянного тока, необходимой для работы преобразователя постоянного тока в переменный. Поскольку расчеты дают приблизительные значения, следует учитывать соответствующий коэффициент безопасности при проектировании и определении компонентов системы, таких как провод, размер и длина.Это в основном означает «увеличить размер вашей системы».

Системы постоянного тока 12 В

Формула: Для 12-вольтных инверторов требуется приблизительно десять входных сигналов постоянного тока по 10 ампер на каждые 100 Вт выходной мощности, используемые для работы с нагрузкой переменного тока.

Пример: Сколько ампер постоянного тока потребуется 12-вольтовому инвертору для работы трех кварцевых ламп мощностью 500 Вт или электрического нагревателя на 1500 Вт?

Ответ:

  • 1) Общая мощность = 1500
  • 2) 1500 Вт / 100 (по формуле) = 15
  • 3) 15 X 10 ампер (из формулы) = 150 ампер.

Это постоянный ток, который инвертор будет использовать для работы нагрузки 1500 Вт. Примечание: Если эти 150 ампер потребляются от батареи в течение одного часа, будет использовано 150 ампер-часов энергии батареи.

Для поддержки 150 ампер-часов заряда батареи необходимо использовать ее 300 ампер для максимального срока службы и производительности.

Системы постоянного тока 24 В

Формула: 24-вольтовые инверторы требуют приблизительно 5 ампер постоянного тока на входе на каждые 100 ватт выходной мощности, используемой для работы с нагрузкой переменного тока.

Пример: Сколько ампер постоянного тока потребуется инвертору на 24 В для работы трех кварцевых ламп мощностью 500 Вт или электрического нагревателя на 1500 Вт?

Ответ:

  • 1) Общая мощность = 1500
  • 2) 1500 Вт / 100 (по формуле) = 15
  • 3) 15 X 5 ампер (из формулы) = 75 ампер.

Это постоянный ток, который инвертор будет использовать для работы нагрузки 1500 Вт. Примечание: Если эти 75 ампер потребляются от батареи в течение одного часа, будет использовано 75 ампер-часов энергии батареи.

Чтобы обеспечить питание от аккумулятора 75 ампер-часов, необходимо использовать емкость аккумулятора 150 ампер для максимального срока службы и производительности.

Готовы использовать силу солнца? Купите солнечное зарядное устройство и аксессуары.

Солнечный калькулятор

Если вам нужно зарядное устройство на солнечной батарее для лодки, струйное зарядное устройство на солнечной энергии для автомобильного аккумулятора или зарядное устройство переменного тока на солнечной энергии, у нас есть подходящие зарядные устройства для любого применения.

Выберите солнечное зарядное устройство

Была ли эта информация полезной? Подпишитесь, чтобы получать обновления и предложения.

.

Смотрите также

ООО ЛАНДЕФ © 2009 – 2020
105187, Москва, ул. Вольная д. 39, 4 этаж.
Карта сайта, XML.