0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Солнечные батареи и их особенности

Солнечные батареи и их особенности. Принципы выбора оборудования для частного дома

Оглавление:

  • Составные части солнечной электростанции
    • Солнечные элементы
    • Контроллер
    • Батареи
    • Инвертор
    • Проводка
  • Интересные факты

Среди нас существует множество источников бесплатной энергии, самая доступная и выгодная – солнечная. Для её добычи используются специальные элементы – солнечные панели. О том, что понадобится для устройства солнечной электростанции в частном доме, о нюансах использования солнечной энергии мы сегодня и поговорим.

Солнечные батареи: характеристики

  • Фотоэлемент. Портативные солнечные батареи способны работать на кристаллическом или аморфном фотоэлементе. Первые имеют высокий КПД (от 8 до 14%), но при этом хрупкие и тяжелые, тогда как устройства на основе аморфного фотоэлемента характеризуются низким весом, пластичностью, гибкостью, но у них и КПД, который в редких случаях достигает отметки в 8%. Понятно, что более привлекательным для туриста будет вариант с кремниевым элементом: поликристаллические батареи (синего цвета) или монокристаллические (черные). Последние стоят дороже, но имеют максимальную производительность.
  • Мощность. Параметр, который определяется размером рабочей поверхности и разновидностью фотоэлемента. Чем мощнее будет устройство, тем оно дороже, поэтому при выборе того или иного варианта важно оценивать потребности, чтобы не переплачивать за воздух. Как определить оптимальную мощность портативной солнечной батареи для туриста? Исходя из следующих параметров: для зарядки одного power bank или пары смартфонов понадобится порядка 7 Вт. В два раза больше мощности потребуется для зарядки ноутбука на день. Видеокамера или фотоаппарат в зависимости от модели потребуют от 10 до 20 Вт.
  • Функционал. Речь идет о комплектации устройств и возможностях. Самые простые модели способны справиться с зарядкой смартфона, другие обеспечат зарядку техники, универсальных аккумуляторов и так далее. Так как мы говорим о переносных солнечных батареях для туризма, по умолчанию подразумевается, что эксплуатироваться устройства регулярно будут в неблагоприятных погодных условиях — при повышенной влажности, в широком температурном диапазоне, в пыльной среде и прочее.
  • Цена. Стоимость солнечных батарей на мировом рынке варьируется в широком диапазоне. Портативные устройства не стали исключением: цена зависит от множества факторов — это и ценовая политика компании-производителя, это и тип фотоэлемента, это и соотношение мощности с весом и габаритами, это наличие дополнительных функций. Словом, несложно найти вариант на любой вкус, цвет и кошелек.

Важно. Большой выбор хорош только тогда, когда вы точно знаете, что хотите получить в результате. Поэтому не стоит спешить: потратьте несколько часов или даже дней на анализ рынка в нужном вам направлении, сравните модели батарей между собой, чтобы суметь подобрать вариант, который устроит по всем параметрам, начиная от эксплуатационных характеристик и заканчивая стоимостью.

Критерии подбора

При выборе оборудования подобной спецификации необходимо обратить внимание на следующие моменты:

    Финансовая сторона вопроса. Все зависит от того, как и при каких условиях будет использована панель. Если для домашнего пользования (повесить в квартире на окно) или для путешествия, то подойдут портативные панели до 50$ на 12В.

Читать еще:  Как сделать стойку для дрели своими руками?

Если установка будет более серьезной и устанавливаться на крышу дома, то тут варианты варьируются от 1000$и выше. Все зависит от мощности и страны производителя батареи.

  • Параметры панели. Перед тем как что-то покупать, необходимо разобраться с техническими характеристиками устройства. Для этого можно обратиться к специалистам, которые помогут выбрать панель нужного типа и мощности.
  • Мощность. Здесь выбрать будет сложно, так как рынок сейчас завален различными предложениями. В продаже есть панели мощностью от 3.5 Вт для зарядки фонариков, а есть системы до 100 Вт для питания холодильника на дачу. Все зависит от ваших предпочтений.
  • Комплектация. Фотоэлементы качественной сборке идут в комплектации с водонепроницаемым контейнером, фиксаторами, переходниками для телефонов и другими аксессуарами. Возможно, они понадобятся в дальнейшем.
  • Технология изготовления

    Производство солнечных панелей представляет собой сложный технологический процесс. Он нуждается в наличии сложной высокоточной техники, используются современные методики выращивания и обработки кристаллов.

    В специальных установках производится высокочистый кремний. Он расплавляется, в расплав помещается основа кристалла (или затравка). По мере остывания вокруг нее образуется моно- или поликристалл. Разница в технологии не слишком заметна, но себестоимость падает довольно значительно. Полученный кристалл разрезают на тонкие пластинки в поперечном направлении, получая заготовки для панелей кристаллических видов. Аморфные панели получают методом напыления или осаждения кремния на гибкую основу.

    Строение кристаллических батарей: плюсы и минусы

    Кристаллический тип солнечных батарей состоит из следующих слоев:

    • верхний слой защитной пленки;
    • слой фотоэлементов;
    • электроды, обеспечивающие передачу электрического сигнала;
    • нижний слой стеклотекстолита.

    Плюсами таких батарей являются относительно низкая цена и высокий КПД. К минусам относят хрупкость, непереносимость механических нагрузок.

    Строение гибких батарей: плюсы и минусы

    Конструкция гибких батарей не слишком отличается от строения жестких видов:

    • защитная пленка;
    • фотоэлементы;
    • электроды;
    • нижний слой защитной пленки.

    В свою очередь, фотоэлементы представляют собой полоски из фольги, являющейся основой для напыления аморфного кремния. Рабочие характеристики таких панелей бывают очень разными, что может являться как достоинством, так и недостатком. Доступность технологии позволяет производить такие панели различным безымянным фирмам, которые не выдерживают требований и выпускают некачественную продукцию. При этом, гибкие панели хорошо переносят деформацию и прочие механические воздействия и обладают возможностью более устойчивого приема светового потока.

    Описание

    Их легко узнать при визуальном осмотре. В углах элементов хорошо различимы квадратики белого цвета.

    Для самих же пластин характерна поверхность однородного синего цвета. Кремний в этом случае требует высокой очистки. Понятно, что технологический процесс по очистке его отличается дороговизной. Затратным является и процесс, результатом которого является ориентирование кристаллов в одном направлении.

    Важно: Характеристики рабочего слоя наибольший КПД обеспечивают лишь в случае, когда лучи падают на панели пол прямым углом.

    Читать еще:  Котлы Rinnai разновидности конструкций и причины поломок

    КПД у них достаточно высокий, но и цена тоже самая большая, в сравнении с другими видами пластин.

    Солнечным панелям монокристаллическим большой площади необходимы поворотные устройства. В таком виде они считаются идеальным решением для пустынь. Там их производительность наилучшая.

    Работать монокристаллические панели не смогут без дополнительного оборудования, способного поворачивать конструкцию вслед за движущимся солнцем, стараясь, чтобы на лучи падали на пластину максимально близко к прямому углу.

    Из выращенного в условиях производства кристалла, имеющего вид цилиндра, вырезаются слои. Вот почему у готовых блоков углы скруглены.

    Преимущества

    • Высокий КПД – от 17 до 25 процентов;
    • Небольшая площадь для установки;
    • Период эксплуатации достигает 25 и более лет.

    Рекомендуем:

    • Тонкопленочные солнечные батареи: достоинства и недостатки, цена, характеристики
    • Солнечные батареи для отопления дома: виды, особенности монтажа, цена
    • Достоинства, недостатки и перспектива аморфных солнечных батарей

    Недостатки

    Их немного:

    • достаточно высокая цена;
    • небыстрая окупаемость;
    • поверхности панелей слишком чувствительны к различным загрязнениям. Поскольку свет хуже рассеивается на покрытой пылью панели, то и эффективность ее резко падает;
    • необходимость в прямых лучах требует их размещения только на открытых местах и высоко от земли.

    Чем область ближе расположена к экватору, тем большее там количество в году солнечных дней. И это вид панелей, использующих энергию солнца, наиболее предпочтительный.

    2. Стоимость солнечных батарей

    Также при выборе солнечных панелей встает вопрос – сколько стоят солнечные батареи для дома? Здесь не стоит гнаться за дешевизной, так как дешевое, не всегда значит – выгодное. При выборе стоит учитывать все особенности той или иной панели. К примеру, тонкопленочные устройства имеют более низкую стоимость, в сравнении с монокристаллическими или поликристаллическими, однако при этом они и менее мощные. Такие батареи занимают гораздо большее пространство.

    Именно поэтому, перед покупкой такой системы необходимо все тщательно продумать и рассчитать. Прежде всего, четко сформулировать все потребности и ожидания от батарей. Лучшим местом для установки солнечной батареи является крыша дома. Поэтому вы должны точно рассчитать площадь и пространство, которое могут занять батареи.

    Если в дальнейшем вы планируете установить дополнительные солнечные батареи для дома, стоимость которых может существенно колебаться, в зависимости от производителя, эффективности и материала изготовления, то обязательно нужно убедиться в том, что для этого на крыше дома остается свободное пространство. В противном случае, вам придется заменить панели на более мощные и компактные устройства, еще до того, как они отработают свой ресурс.

    Итак, стоимость солнечных батарей для дома определяется, во-первых, по мощности (в ваттах), по габаритам, по типу и материалу, из которого они изготовлены, а также по надежности (долговечности) и возможным сертификатам, предлагаемым продавцом.

    Выбирать солнечные панели, отталкиваясь исключительно от стоимости – это неудачное решение, так как они вполне могут превысить допустимые размеры и просто не вместиться в том месте, где планировалось их установить. Также они могут не иметь нужных сертификатов, иметь либо не иметь гарантии, а также не вырабатывать столько мощности, сколько вам необходимо.

    Читать еще:  Бикрост ТехноНИКОЛЬ преимущества и недостатки

    Разновидности солнечных панелей

    В зависимости от уровня производительности такие устройства подразделяются не следующие виды:

    • Маломощные исполнения, как, например, солнечная батарея компактная переносная – используются для питания мелкой техники (телефоны, КПК и прочее);
    • Универсальные устройства – прекрасно подходят для эксплуатации в полевых условиях;
    • Солнечные элементы на подложке – наиболее распространенный вид, который может использоваться для питания довольно крупных объектов.

    Кроме того техника данного рода может функционировать на базе разных технологий: фотоэлектрические преобразователи, гелиоэлектростанции, солнечные коллекторы. Различают такие аппараты и по роду материала: кремниевые и пленочные. Наивысшей производительностью обладают фотоэлектрические устройства на основе монокристаллического кремния. У таких приборов КПД выше, чем у аналогов – до 22%.

    Степень эффективности

    Перед тем, как решать, где купить солнечные тепловые батареи, следует определить уровень нагрузки на такие устройства. После чего необходимо соотнести его с имеющейся свободной площадью для установки солнечных панелей. Именно совокупность этих двух факторов позволит правильно подобрать вариант исполнения таких устройств, что позволит получить максимально эффективный источник питания.

    Поэтому ответ на вопрос, действительно ли эффективны солнечные батареи, будет положительным. Да, их производительность позволяет питать энергией довольно крупные объекты. Но есть и одно «НО»: исполнения с высоким уровнем производительности требуют довольно больших площадей под установку, а в этом часто заключается основная проблема.

    Солнечная панель своими руками

    Эффективность самодельных устройств зависит от того, насколько точно соблюдены правила их установки. Например, при выборе монокристаллических фотоэлементов важно расположить их под нужным углом, чтобы обеспечить прямое попадание солнечных лучей на поверхность элементов. В этом плане проще выбрать поликристаллические батареи, так как она более стойко переносят изменение погодных условий. Но их производительность несколько ниже.

    В покупных изделиях используется контроллер для солнечной батареи, в бытовых условиях можно применить шунтирующие диоды, в частности, диоды Шотке. Это позволит избежать разряжения батарей в пасмурную погоду или ночью. Для создания каркаса, удерживающего фотоэлементы, применяются материалы, которые не пропускают ИК-спектр сквозь поверхность. Такой нюанс позволит снизить интенсивность нагрева конструкции. Нередко для этой цели используется оргстекло. Для соединения всех элементов между собой применяется пайка. В конце полученное изделие герметизируется обычным силиконовым герметиком.

    Смотрим видео, полный процесс изготовления своими руками:

    Таким образом, главное, что следует знать при выборе солнечных панелей, каков уровень их производительности на конкретном участке и с определенной величиной нагрузки. В результате можно обеспечить питание электроприборов и техники на неограниченное время, так как солнечные батареи относятся к возобновляемым альтернативным источникам энергии. Учитывая довольно широкий выбор таких устройств, можно подобрать наиболее подходящее исполнение под определенные нужды.

    Ссылка на основную публикацию
    ВсеИнструменты
    Adblock
    detector