Слънчеви панели: характеристики и характеристики на употребата

Всяка минута много слънчева енергия достига до повърхността на нашата планета, без която животът на Земята е невъзможен. Но това не е всичко, до което е способна, днес навлизаме в ерата на алтернативните възобновяеми енергийни източници, използвайки дейността на Слънцето, вятъра и водата. Най-големите слънчеви електроцентрали вече произвеждат около 1% от световното електричество, така че бъдещето е в ново развитие. И ние дължим това на науката и съвременните технологии, благодарение на които това стана възможно.

Нарастването на цената на електроенергията безразлично ви кара да мислите за спестяване. И отлична алтернатива в този случай са естествените източници на енергия. Оптималното решение за частна къща е алтернативна електроцентрала - слънчева батерия.

Всъщност, хелиосистемата е доста проста и се състои от четири основни елемента.

• Слънчевата батерия - във форма и размер е правоъгълен панел с определен брой плочи. Основата на слънчевата клетка включва полупроводникови материали. Миниатюрни преобразуватели се монтират в модули, а модулите в една слънчева колекторна система.
• Контролер - изпълнява функцията на посредник между соларния модул и батерията. Необходимо е да следите нивото на зареждане на батерията. Нейната роля е изключително важна за цялата верига - контролерът не позволява електрическият потенциал да се вари или падне, което е необходимо за стабилното функциониране на цялата система.
• Инвертор - преобразува постоянен ток на соларния модул в AC 220-230 волта. Хибридният главен инвертор може да използва както директен, така и променлив ток за работата му.Но трябва да се има предвид, че инверторът също изисква енергия, а потреблението му е около 30% от загубите от конверсия. И в облачно време или през нощта цялата енергия за работата ще бъде изразходвана от батерията. Това означава, че ако батерията се изтощи, инверторът ще спре да работи.
• Батерията - преобразувана в електричество, слънчевата енергия не винаги се използва в къщата в пълен размер. Излишъкът може да се натрупа в батерията и да се използва при тъмно и облачно време.

Основният елемент на всяка слънчева клетка е фотоелектричният преобразувател.

При масовото производство се използват три вида силиконови елементи.

• монокристални - изкуствено разрастването на силиконовите кристали се нарязва на тънки пластини. Модулът се основава на пречистен чист силиций. Повърхността е по-скоро като пчелна пита или малки клетки, които са взаимосвързани в една структура.Завършените малки плочи са свързани помежду си чрез мрежа от електрически проводници. В този случай производственият процес е по-трудоемък и по-енергоемък, което влияе върху крайната цена на слънчевата батерия. Но монокристалните елементи имат по-висока производителност, а средната ефективност е около 24%. Животът на едноклетъчните батерии е по-дълъг, те ще продължат средно около 30 години.
• поликристални - на основата на силициева стопилка. Тези модули се считат за най-доброто решение за жилищни частни къщи. Няколко силиконови кристали се комбинират в една фотоклетка. Повърхността на поликристалната слънчева клетка има неравномерна повърхност, поради която поглъща светлина по-лошо. И ефективността, съответно, по-долу, е в рамките на 20%. Животът на поликристалния панел е 20-25 години. Те имат характерна разлика - тъмносин цвят на покритието. Такива модули са по-евтини от аналозите, което ви позволява да възстановите цялата система за около 3 години.
• Тънък филм - разполагате с гъвкав субстрат, който ви позволява да монтирате батерията на всяка повърхност с ъгли и завои. На повърхността се напръсква тънък слой полупроводници.батерия. Такива системи имат очевиден недостатък - малка ефективност. Продуктивността е средно около 10%. Това означава, че за да се осигури енергия у дома, тя ще отнеме два пъти повече количество тънкослойни батерии като поликристални. И експлоатационният живот на такива панели е по-малък от други аналози - средният им експлоатационен срок е около 20 години.

Идеален е, ако слънчевите панели могат напълно да предоставят на къщата електричество. Но доста често енергията на Слънцето се използва за топла вода или за отопление. Но за да постигнем някоя от тези цели, е необходимо да изчислим действителната мощност на квадратен метър и необходимия брой модули. Силата на слънчевия модул зависи от количеството слънчева светлина, която пада върху повърхността на батерията. За да направите правилния избор, трябва да проучите и принципа на работа на мини централа за дома.

Първият прототип на слънчевия колектор, който е познат на всички от миналия век, е летен летен душ. Това беше голям контейнер, който беше боядисан в черно, водата в него беше отопляна през деня, което позволи на всеки летен жител да вземе топъл душ вечер.

Слънчевият колектор е плосък панел, разположен на улицата.обикновено на покрива, и е в състояние да превърне 90% от слънчевата радиация в енергия. В бъдеще енергията се изпраща в системата и се разпределя според нуждите на захранването. Но ако слънчевата система се използва за отопление или топла вода, тогава енергията с помощта на помпа с ниска мощност се изпраща към резервоара за съхранение.

В различните часове на деня и в различни сезони нивото на осветеност се променя. Ето защо, за да се осигури непрекъснато подаване на енергия към къщата, слънчевата батерия има цяла система. Учените са се научили да контролират такъв микрофизичен феномен като фотоелектричен ефект. И макар че на пръв поглед принципът на работа изглежда технически сложен, в действителност принципът на работа и веригата на електрическата верига изглеждат много прости.

Всеки може да инсталира слънчеви панели в дома си.

Освен това те имат много предимства.

• Енергийната ефективност - в зависимост от вида на слънчевите клетки има различен индикатор.Но средната ефективност е от 14 до 30%.
• Слънчевите панели са особено търсени в крайградските райони. И има две разумни обяснения за това. Първо, площите на дача често се намират далече от централизираните източници на енергийни доставки в райони с слабо развита инфраструктура. И второ, превръщането на слънчевата светлина в енергия е особено важно на висотата на летния сезон - през лятото.
• Ако е необходимо, мини централата може да бъде допълнена с нови слънчеви панели, за да се увеличи мощността.
• Спестявания - за южните райони на страната използването на слънчеви панели за топла вода може да спести до 60% от енергията средно годишно: 30% през зимата и 100% през лятото.
• Такива системи са важни не само за лична употреба, например за дома, но и за бизнеса, образователните и лечебните заведения. В производствената работилница слънчевият панел може да се използва като допълнителен източник на топлина за централно отопление през зимата и през лятото за захранване с топла вода.
• Ползата е, че трябва само да платите за оборудването веднъж, след това системата не изисква никакви инвестиции и поддръжка.
• Екологичният източник на енергия е особено важен аспект в планетарния план, защото енергийните запаси на Земята не са неограничени.
• Надеждност - в този случай много зависи от избрания модел и правилната инсталация.

Струва си да се отбележи, че системата се изплаща след няколко години и позволява на собственика да спести много пари в бъдеще. Например, въз основа на днешните тарифи за електричество и дизелово гориво, можем да кажем с увереност, че слънчевата система ще изплати за 3-4 години в частна вила за семейство от 5-7 души. И когато се движат от газ - отплатата ще бъде до 8-10 години.

Днес различни видове слънчеви панели придобиват все по-голяма популярност. На пръв поглед може да изглежда, че всички слънчеви модули са едни и същи: голям брой отделни малки фотоклетки са взаимосвързани и покрити с прозрачен филм. Но в действителност всички модули се различават по отношение на мощността, дизайна и размера.И в момента производителите са разделяли слънчевата система на два основни типа: силиций и филм.

За домашни цели слънчевите панели се инсталират със силициеви фотоволтаични клетки. Те са най-популярните на пазара. От които можете също да разграничите три вида - те са поликристални, монокристални, те вече са описани по-подробно в статията и аморфни, което ще бъде разгледано по-подробно.

Аморфни - също са направени на базата на силиций, но в допълнение, също имат гъвкава еластична структура. Но те не са направени от силиконови кристали, а от силан - друго име е силициевият водород. Сред характеристиките на аморфните модули може да се отбележи отлична производителност дори при облачно време и способността да се повтаря всякаква повърхност. Ефективността е много по-ниска - само 5%.

Вторият вид слънчеви панели - филм, се произвежда на базата на няколко вещества.

• Кадмий - такива панели са разработени през 70-те години на миналия век и се използват в космоса. Но днес кадмият се използва и в производството на промишлени и битови слънчеви електроцентрали.
• Модули на базата на полупроводникови CIGS - разработени от мед, индийния селенид и филмови панели. Индий също се използва широко в производството на LCD монитори.
• Полимер - също се използва при производството на слънчеви филмови модули. Дебелината на един панел е около 100 nm, но ефективността остава 5%. Но от предимствата може да се отбележи, че такива системи имат достъпна цена и не излъчват в атмосферата вредни вещества.

Но и днес по-малко обемисти преносими модели са на пазара. Те са специално проектирани за използване при дейности на открито. Често тези слънчеви батерии се използват за презареждане на преносими устройства: малки джаджи, мобилни телефони, камери и видеокамери.

Преносимите модули са разделени на четири вида.

• Ниска мощност - давайте минимално зареждане, което е достатъчно, за да презаредите мобилен телефон.
• Гъвкава - може да се търкаля на ролка и да има малко тегло, благодарение на това, благодарение на голямата популярност сред туристите и пътуващите.
• Прикрепени към основата - имат значително по-голямо тегло, около 7-10 кг и съответно дават повече енергия.Тези модули са специално проектирани за използване при пътувания на дълги разстояния и могат да се използват и за частично автономно захранване на селска къща.
• Универсален - незаменим за туризъм, устройството има няколко адаптера за едновременно зареждане на различни устройства, теглото му може да достигне 1,5 кг.

Времето за замръзване няма значение за слънчевата система. Основното тук е броят на ярките светлинни дни. И например, ако използвате слънчев панел за захранване с топла вода, дори и през зимния период от тридесет градуса замръзване може стабилно да има вода в резервоара при температура от 40 ° С до 50 ° С.

В регионите с рязко континентален климат и сурова зима е невъзможно да се изостави централното отопление. Но е възможно да се допълни системата с непреки котли за отопление, които позволяват комбиниране на различни източници на топлина с възможност за автоматично включване на енергията на слънцето и при необходимост.

Също така е възможно да се използва слънчева система за поддържане на отоплението в системата "топъл под". В същото време за 100 квадратни метра етаж имате нужда от около 8 колектора.Но през лятото такава голяма система ще бъде излишна, с изключение на това, че можете да я използвате, за да поддържате температурата в басейна или сауната.

Нейната роля в системата е съвсем разбираема - акумулаторът ще ви позволи да запасите електроенергия от соларния модул. И тогава ще бъде възможно да се използва слънчева енергия като електричество.

Инсталирането на слънчева система на собствения й сайт ще струва прилична сума. Преди да започнете да инсталирате слънчева батерия, трябва да определите необходимото захранване за всички устройства. И на първо място, е необходимо да се изчисли оптималното пиково натоварване в киловати и рационално условното средно потребление на енергия в киловат / час, за да се отговори на нуждите на къщата или обекта.

За рационалното използване на слънчева енергия е необходимо да се определи:

• върхово натоварване - за да се определи това, е необходимо да се добави силата на всички свързани устройства едновременно;
• максимална консумация на енергия - параметърът, необходим за определяне на категорията устройства, които трябва да работят едновременно;
• дневната консумация се определя чрез умножаване на индивидуалната мощност на едно устройство до времето, през което работи;
• средно дневно потребление - се определя чрез добавяне на енергийното потребление на всички електрически уреди за един ден.

Всички тези данни са необходими за пълна и стабилна последваща работа на слънчевата батерия. Получената информация ще ви позволи да изберете по-подходящи параметри на комплекта батерии - скъп елемент от слънчевата система.

За всички изчисления ще ви е необходим лист в клетка или, ако предпочитате да работите с компютър, ще бъде най-удобно да използвате файл в Excel. Подгответе шаблон за таблица с 29 колони.

Посочете имената на графиката в ред.

• Името на уреда, домакински уреди или инструменти - експертите препоръчват да се опишат потребителите на енергия от коридора и след това да се движат по посока на часовниковата стрелка или обратно на часовниковата стрелка. Ако къщата има повече от един етаж, началната точка на всички следващи нива е стълбището.И също така да посочите уличните електроуреди.
• Отделна консумация на енергия.
• Времето на деня от 00 до 23 часа, което означава, че за това имате нужда от 24 колони. В графите във времето ще трябва да посочите две числа под формата на фракция: продължителността на работа по време на определен час / индивидуална консумация на енергия.
• В колона 27 да се посочи общото време за работа на уреда на ден.
• За 28 колони е необходимо да се размножават данните от 27 колони по отделно консумирана мощност.
• След попълване на таблицата общото натоварване на всяко устройство се изчислява за всеки час - получените данни се въвеждат в колона 29.

След напълване последната колона се определя от дневната средна консумация. За тази цел са обобщени всички данни в последната колона. Но това изчисление не отчита потреблението на цялата слънчева колекторна система. За да се изчислят тези данни, е необходимо да се вземе предвид допълнителният фактор в окончателните изчисления.

Такова внимателно и усърдно изчисление ще даде подробна спецификация на потребителите на енергия, като се вземат предвид часовите натоварвания. Тъй като слънчевата енергия е много скъпа, нейното потребление трябва да бъде минимизирано и рационално използвано за захранване на всички устройства.Например, ако слънчевият колектор се използва като резервно електрозахранване у дома, получените данни ще премахнат енергоемките устройства от мрежата преди окончателното възстановяване на основното електрозахранване.

За постоянно снабдяване с енергия на къщата от соларната батерия при изчисляването на часовите натоварвания се избутват напред. Консумацията на електроенергия трябва да бъде регулирана по такъв начин, че да се изключат аварийни ситуации по време на работата на системата и да се регулират максималните натоварвания.

Тази графика ясно показва как ефективно да се използва енергията на слънцето в къщата. Първоначалната графика показва, че натоварването е разпределено на случаен принцип през деня: средната дневна почасова ставка е 750 W, а индикаторът за потребление е 18 kW на час. След прецизни изчисления и правилно планиране е възможно да се намали дневната консумация до 12 кВт / час, а средното дневно почасово натоварване до 500 вата. Тази опция за разпределение на мощността е подходяща и за резервно захранване.

Слънчевите панели са най-забележителното постижение в областта на алтернативната енергия. Те изпълняват основна функция за спестяване на енергия и запазване на ползите от цивилизацията. През лятото в страната слънчевите панели могат да се използват за електрозахранване на електроуреди и домакински уреди, отоплителни системи или за топла вода.

Туристите и пътуващите по правило избират преносими слънчеви батерии за зареждане на преносими устройства. Те са незаменими на места, където няма захранване.

Такива устройства могат да се използват и за захранване на апартамента. И ако прозорците на апартамента ви пренебрегват слънчевата страна, можете безопасно да инсталирате слънчеви панели на балкона или пред къщата, само трябва първо да получите разрешение от управляващото дружество или HOA.

Слънчевите панели могат да се поставят на покрива на къщата, независимо дали е наклонен или плосък, или на балкона, фасадата или дори в двора. Но също така ще е необходимо да се разпредели пространство в тавана или в мазето за останалата част от системата.

Трябва да следвате основните препоръки на експертите, когато инсталирате слънчев панел.

• Внимателно обмислете всички елементи на слънчевата система преди да купите за повреди и дефекти. По време на доставката съхранявайте оригиналната опаковка на комплекта, за да предотвратите повреда на целостта на екрана.
• Основните елементи на управлението и настройката на слънчевите клетки заемат минимално пространство. Като правило, необходимият минимум включва инвертор, контролер и батерия. Също така, ако климатът на региона и техническите характеристики на обекта позволяват, устройствата за контрол и наблюдение могат да бъдат инсталирани на улицата. Но е по-добре да изберете топла суха стая за цялата система на мини централа, защото когато температурата на въздуха спадне до -5 ° C, капацитетът на акумулатора е намален наполовина.

• Соларните модули, контролерите и инверторите са на разположение под 12, 24 и 48 волта. Голямото напрежение позволява използването на проводници с по-малко напречно сечение. Но колкото по-ниско е напрежението, например при 12 V, по-лесно е да се сменят счупените батерии. Когато работите с 24 волта, ще трябва да смените батериите по двойки. И когато замените батерия с 48 волта, ще имате нужда от 4 батерии на един клон, което от своя страна е опасно и може да доведе до токов удар.
• За соларна акумулаторна система трябва да използвате специални батерии с етикет Solar. В идеалния случай всички батерии трябва да са от един и същ производител и от една и съща партида.
• Броят на фотоклетките в един модул трябва да бъде от 36 до 72 броя - това е оптималната сума за получаване на посочения ток. Не трябва да инсталирате двойни модули с брой фотоклетки от 72 до 144. Първо, те са проблематични за транспортиране. И второ, те са първите, които се провалят при тежки студове.

• Големите модули трябва да имат подсилена кутия и допълнителна защита под формата на стъкло. Тъй като модулите са инсталирани на покрива, те са тежки товари под формата на валежи и вятър.
• Необходимо е да се монтира слънчев комплект батерии на открито или в просторно помещение.
• За да инсталирате слънчев панел на парцел, трябва да изберете добре осветено открито пространство, от което да не се вижда сянка от прилежащите сгради или дървета. Идеално за това приляга покривът на къщата или всяка друга сграда.
• Ъгълът на наклон на слънчевите модули играе важна роля за получаване на енергия. Потокът на енергия е пропорционален на позицията на слънцето.Ето защо е целесъобразно да се предвиди възможността за промяна на ъгъла на наклона за закрепване, когато сезонът се промени, когато се промени позицията на слънцето и посоката на лъчите.

Интегрираната хелиосистема ще изисква значителни инвестиции. Но всички изхарчени средства ще бъдат върнати в бъдеще. Периодът на изплащане в зависимост от броя на модулите и методите за използване на слънчевата енергия ще варира. Но все още е възможно да се намалят първоначалните разходи не за сметка на загубата на качество, а за сметка на разумния подход при избора на компоненти на слънчевата батерия.

Ако сте неограничени в областта на монтаж на слънчеви модули, и имате прилично пространство, след това 100 квадратни метра. Можете да инсталирате поликристални слънчеви панели. Това ще спести значителна сума в семейния бюджет.

Не се опитвайте напълно да покриете покрива със слънчеви панели. За да започнете, инсталирайте двойка модули и свържете към тях оборудване, което работи от постоянно напрежение. Възможно е да увеличите мощността и да увеличите броя на модулите с течение на времето.

Ако сте ограничени в бюджета, можете да откажете да инсталирате контролера - Това е допълнителен елемент, необходим за проследяване на нивото на батерията. Вместо това можете допълнително да свържете друга батерия към системата - това ще предотврати претоварването и ще увеличи капацитета на системата. И за да контролирате заряда, можете да използвате обикновени часовници за колата, които могат да измерват напрежението и те струват много по-малко.

При избора на слънчева батерия за дома, трябва да се съсредоточите не само върху съотношението цена-качество, но и върху марката. Трябва абсолютно да имате доверие на производителя по този важен въпрос. И за да се уверите в качеството на продуктите, трябва да прочетете технически паспорта и отзивите.

Често на пазара можете да намерите тръбен вакуумен слънчев колектор. Такива панели се произвеждат предимно в Китай и теоретично имат по-висока ефективност. Но през зимата форми на замръзване върху такива предмети и снежни пръчки на повърхността.Слоят на валежите не позволява излъчването на слънчевите лъчи, а в горещ летен ден такава система може да "кипи", ако не е покрита във времето, за да се предпази от прегряване.

Обмислете най-популярните слънчеви клетки на пазара.

Sharp е марка на японска корпорация, широко известна в производството на високоенергийни слънчеви клетки. Произведените продукти подлежат на задълбочени изследвания и тестване. Слънчевите модули имат три слоя, а ефективността варира от 37,9% до 44,4%.

IES - произведено в Испания. Основната характеристика на продукта се счита за два слоя на модула и ефективност в рамките на 32%, което в крайна сметка се отразява в цената. Испанските маркови слънчеви панели са много по-евтини от японските си колеги, но все пак остават много скъпи за използване в частни домове.

Амоникс е сред лидерите в производството на слънчеви клетки за промишлена употреба. Ефективността на продуктите е 36%.

Sun Power - Американските слънчеви панели са включени и в рейтинга на ефективни системи. Ефективността на популярните модели е 21%.

Telecom-STV - руски панели (Zelenograd) заемат водеща позиция сред производителите. Продуктовата гама е много широка. Компанията предлага едностранни батерии от 18 до 270 W, мулти-кристал - от 5 до 250 W, за морска употреба - от 16 до 215 W и сгъване - от 120 до 180 W. Ефективността на слънчевите модули е 20-21%, но в същото време цената на батериите е по-ниска с 30% в сравнение с внесените марки.

Това е само малка част от добре известните производители на слънчеви клетки. Но не намалете други местни марки. Така например компанията Hevel (Чувашия, Русия) произвежда микромфортни тънкослойни батерии. И както показва изследванията, подобреният панел на компанията по-ефективно улавя лъчите на разсеяната енергия. И не на последно място, соларните батерии на местния производител имат привлекателен външен вид и могат да бъдат монтирани не само на покрива, но и на фасадата на сградата.

Не смятайте да инсталирате евтини двойни соларни модули с голям брой фотоклетки. Както показва практиката, по време на аномалните слани, които систематично удариха много региони в страната, тези панели първо се разпадат.Въпросът е, че тънък прозрачен филм, опънат на повърхността на модула, се свива в студа и се отлепва от голямото напрежение и се счупва. Защо работата на слънчевата батерия пада, което може да доведе до бърз провал.

При избора на подходяща система е необходимо да се обърне внимание и на факта, че мощността на слънчевата система намалява с времето с 10%.

Също така намалете ресурсните панели могат:

• повреден филм върху повърхността на модула;
• замъгляване на филма;
• деформация на повърхността.

Не съвсем отдавна учените стигнаха до извода и доказаха възможността за запазване на топлината в почвата. Това отваря големи перспективи за алтернативна енергия. Прекомерната лятна топлина може да се съхранява под земята в земни или водни топли акумулатори, разположени на дълбочина от 2 до 35 метра, и да използва енергия през зимата като отопление или електричество.

Съвети за слънчеви панели - в следващото видео.