Солнечные батареи для дома

Советы по выбору

В вопросе, какие солнечные батареи лучше брать для дома, важно сначала определиться, в каком режиме они будут работать. Использование солнечной энергии в быту может обеспечивать:

• Аварийное электроснабжение. Для выбора мощности панели необходимо рассчитать, сколько потребляют приборы, которые должны работать при отключении энергии. Чаще это 4-5 кВт/ч, которые обеспечивают резервное отопление и освещение.
• Базовое электроснабжение. В этом случае батареи замещают электрическую энергию почти полностью. Рассчитать потребуется уже суточное потребление электроэнергии.
• Комфортный режим. На работу батарей приходятся только некоторые приборы. Чаще это духовые шкафы, телевизор, чайник и вытяжка.

Кроме ожидаемой нагрузки, имеет значение время автономной работы батареи. Оно напрямую зависит от емкости аккумулятора. Чем она выше, тем больше панель сможет накопить энергии, которая будет расходоваться в пасмурные дни

Решая вопрос, как правильно выбрать солнечную батарею для частного дома, необходимо обратить внимание и на ее разновидности

Монокристаллические

Если цена не важна, стоит выбирать монокристаллические панели. Их КПД за 25 лет снижается не более чем на 20%. Они состоят из одного кремниевого кристалла и за счет его одностороннего направления эффективнее. Такие панели выбирают в регионах с более высокой активностью солнца.

Поликристаллические

При выборе недорогих батарей для дачи или дома оптимальный вариант – поликристаллические кремниевые. Они стоят дешевле, чем монокристаллические, но вполне могут обеспечить дом достаточным количеством электричества. Здесь мелкие кристаллы объединены в фотоэлементы. По сравнению с монокристальными они менее эффективны, но лучше работают в условиях невысокой активности солнца.

Аморфные

В пасмурную погоду максимально эффективны аморфные батареи. Они работают в любых условиях: при рассвете, закате, запыленном воздухе и в дождь. Рассеянный свет обеспечивает им на 10% больше эффективности, чем у поликристалла. Благодаря гибкости, панели удобно монтировать на криволинейные поверхности, поэтому они не требовательны к углу наклона. Их располагают на крыше дома, покатых и неровных частях.

Многие интересуются, какая солнечная батарея лучше – монокристаллическая или поликристаллическая. Первая эффективнее, но требует много света. Если площадь ограничена и из нее нужно выжать максимум, лучше взять монокристаллические элементы. Когда места много, обходятся поликристаллическими. Для удобства эффективность и отличия разных панелей представлены в таблице.

Тип панелей	КПД, %	Стоимость, долларов
Монокристаллические	17-22	170-200
Поликристаллические	12-18	150
Аморфные	5-6	250

Лучшие солнечные панели

Мы подобрали для вас топ солнечных батарей, чтобы вам было проще определиться с тем, какие солнечные батареи лучше приобрести.

Delta sm 150 12 p

Эта солнечная панель используется для сбора рассеянной энергии солнца в плохую погоду. Коэффициент полезного действия достигает 17%. Температурный диапазон от -40˚С до 85˚С.

Плюсы:

• большая производительность;
• крепкое прозрачное стекло;
• надежная защита от деформации за счет профиля из алюминия.

Минусы:

уменьшение мощности при увеличении температурного режима.

Стоимость солнечной батареи составляет 6000 рублей.

Exmork фсм 100п

Этот прибор имеет 12 вольтное напряжение и мощность 100Вт. Качество — Grade A. Температурный режим находится в пределе от -40˚С до 80°С, а рабочей является температура в 45°С. КПД достигает 17%.

Плюсы:

• проницаемость света стекла, она составляет 96%;
• надежность стекла;
• эксплуатационный срок

Минусы:

нет.

Цена – 4000 рублей.

Topray 100 ватт 12в

Эта солнечная батарея имеет 12 вольтное напряжение и мощность — 100Вт. Прибор состоит из 32 ячеек качества Grade A. Их КПД составляет 20%. Срок эксплуатации при правильном использовании составляет 20 лет.

Плюсы:

• компактная;
• хорошо выполняет преобразование прямого солнечного излучения;
• неплохо функционирует при минусовых температурах.

Минусы:

используется только для прямого солнечного излучения.

Приобрести такое устройство можно за 10000 рублей.

Feron ps0303 150w

Эта модель применяется для подзаряда АКБ. Вместе с устройством идет провод для контроллера, сам контроллер на 10 ампер, кабель, длинною в 3 м, и зажимы. Используется для питания электрических инструментов с напряжением 12В-14В и подзаряда автомобильной АКБ.

Плюсы:

• удобная транспортировка;
• индикатор заряда;
• защита от перезаряда и перегрева;
• возможность подзарядки гаджетов через разъем USB.

Минусы:

маленький гарантийный срок.

Стоимость – 19000 рублей.

Delta sm 200 12 p

Этот прибор имеет мощность 200Вт и 12 вольтное напряжение. Он относится к качеству GrandА. Самой эффективной температурой является 47°С. Коэффициент полезного действия составляет 16%.

Плюсы:

• маленькая потеря мощности;
• толщина стекла, равная 3,2мм;
• неплохо выполняет преобразование рассеянной энергии Солнца.

Минусы:

нет.

Цена – 9000 рублей.

Solar battery 30w

Эта российская модель имеет мощность 30Вт и 12 вольтное напряжение. Температурный диапазон находится в пределе от -40˚С до +50°С. Применяется для запасного источника электроэнергии.

Плюсы:

• поворотно-выдвижной кронштейн;
• можно применять при 100% содержании в воздухе водяного пара.

Минусы:

изготовитель не указывает на маркировке тип фотоэлемента.

Стоимость прибора – 7600 рублей.

Biolite solarpanel 5

Эта батарея для дома имеет мощностью 5Вт. Есть 2 выхода: один с USB-разъемом, другой с micro USB-разъемом.

Плюсы:

• наличие подставки;
• возможность настройки оптимального угла наклона батареи;
• индикатор заряженности.

Минусы:

нет.

Цена – 6000 рублей.

Feron ps0401

Это переносное устройство оснащено литий ионным аккумулятором. Напряжение прибора составляет 9В, а мощность 3Вт. Производителем солнечной батареи является Китай.

Плюсы:

• множество дополнительных инструментов;
• маленькие размеры.

Минусы:

маленький температурный диапазон от 10˚С до 45˚С.

Цена – 3000 рублей.

Nesl am sf7

Эта компактная панель с КПД в 17% имеет USB-разъем, используемый для заряда гаджетов. Диапазон температур составляет от -20˚С до 50°С.

Плюсы:

• энергоемкость;
• хорошо подойдет для загородных поездок.

Минусы:

не может одновременно заряжать свою батарею и подряжать другое устройство.

Цена – 4000 рублей.

Solar pack sw h05

Эта батарея имеет большую производительность и КПД в 19%. Есть USB 5-разъем, который позволяет подзаряжать телефоны и другие подобные устройства.

Плюсы:

• малые размеры;
• внешний вид.

Минусы:

мало информации.

Стоимость начинается от 1300 рублей.

Topray solar tps 102 15

Устройство помещено в надежный корпус из алюминия, а внешне закрыт двойным противоударным стеклом. Этот прибор нацелен на зарядку 12 вольтных АКБ, а также на питание электрических инструментов.

Плюсы:

• маленькая потеря мощности;
• наличие зажимов и переходников для АКБ.

Минусы:

нет.

Цена – 4700 рублей.

С чего начать

Подсчет затрат электроэнергии. Для установления необходимой мощности системы солнечных панелей, нужно подсчитать, сколько электричества вы расходуете. Очень многое в этом вопросе зависит от того, используется ли частный дом постоянно или только как дача в определенные сезоны года. Для подсчета возьмите квитанции по оплате за электроэнергию за год и установите общее количество киловатт, затраченных за этот период, затем разделите на 12 (количество месяцев) – вы получите среднемесячный расход электроэнергии.

Расчет среднемесячного расхода потребляемого электричества

Как показывает опыт и отзывы реальных потребителей, в средней полосе России полученный результат необходимо умножить на коэффициент 16, чтобы получить необходимую мощность батарей в Ваттах.

Рассмотрим пример. За год вы потратили 1625 кВт, делим эту цифру на 12 месяцев и умножаем на коэффициент 16 – получается, 2166 Ватт. Т.е. система солнечных батарей будет обеспечивать такой дом, если ее мощность будет не менее 2200 Ватт/час

Принцип работы

Как было сказано раньше, принцип работы заключается в эффекте полупроводников. Кремний является одним из самых эффективных полупроводников, из известных человечеству на данный момент.

При нагревании фотоэлемента (верхней кремниевой пластины блока преобразователя) электроны из атомов кремния высвобождаются, после чего их захватывают атомы нижней пластины. Согласно законам физики, электроны стремятся вернуться в свое первоначальное положение. Соответственно, с нижней пластины электроны двигаются по проводникам (соединительным проводам), отдавая свою энергию на зарядку аккумуляторов и возвращаясь в верхнюю пластину.

Устройство

Конструкция солнечной батареи очень проста.

Основу конструкции устройства составляют:

• корпус панели;
• блоки преобразования;
• аккумуляторы;
• дополнительные устройства.

Корпус выполняет исключительно функцию скрепления конструкции, не имея больше никакой практической пользы.

Основными элементами являются блоки преобразователей. Это и есть фотоэлемент, состоящий из материала-полупроводника, которым является кремний. Можно сказать, что состоят солнечные батареи, устройство и принцип работы которых всегда одинаковый, из каркаса и двух тонких слоев кремния, который может быть нанесен на поверхность, как монокристаллическим, так и поликристаллическим методом.

От метода нанесения кремния зависит стоимость батареи, а также ее эффективность. Если кремний наносится монокристаллическим способом, то эффективность батареи будет максимально высокой, как и стоимость.

Если говорить о том, как работает солнечная батарея, то не нужно забывать об аккумуляторах. Как правило, используется два аккумулятора. Один является основным, второй — резервным. Основной накапливает электроэнергию, сразу же направляя ее в электрическую сеть. Второй накапливает избыточную электроэнергию, после чего направляет ее в сеть, когда напряжение падает.

Среди дополнительных устройств можно выделить контроллеры, которые отвечают за распределение электроэнергии в сети и между аккумуляторами. Как правило, они работают по принципу простого реостата.

Очень важными элементами солнечной назвать диоды. Данный элемент устанавливается на каждую четвертую часть блока преобразователей, защищая конструкцию от перегрева из-за избыточного напряжения. Если диоды не установлены, то есть большая вероятность, что после первого дождя система выйдет из строя.

Виды солнечных панелей

Солнечные батареи функционируют долго, могут вырабатывать постоянный ток, даже если погода пасмурная. Вместе с тем появляется возможность предупредить возникновение скачков напряжения. Как результат, техника на объекте, подключенная к такому источнику электроэнергии, служит дольше, т. к. созданы более щадящие условия эксплуатации (исключается риск повышения, падения напряжения, отключение питания).

Модуль представляет собой панель, состоящую из нескольких преобразователей, объединенных между собой. Чтобы изменить характеристики солнечной батареи, добавляют такие конструкции. Но эффективность работы подобных устройств зависит не только от количества модулей, а еще и от того, насколько правильно была выполнена установка (учитывают углы наклона панелей, интенсивность солнечного освещения на участке). Модули представлены видами:

Монокристаллические. Производятся из чистого материала – монокристаллического кремния. Его отличает высокие показатели эффективности. Причем КПД солнечных элементов – около 22%, а панелей на их основе – не более 18%. Такие модули рекомендуется применять в местности, где уровень освещенности часто низкий.

Монокристаллическая солнечная панель

Поликристаллические. По стоимости они предпочтительнее, т. к. производятся из мультикристаллических пластин. Еще одна причина низкой цены – недостаточно высокая производительность. Рекомендуется применять такие модули, если в местности сравнительно одинаковый уровень освещенности в разное время, отсутствуют резкие перепады.

Поликристаллические солнечные панели

Аморфные. Другое название – тонкопленочные солнечные батареи. Они отличаются универсальным действием (применяются на разных объектах, в различных целях). Могут устанавливаться там, где жаркое солнце внезапно сменяется облачной погодой. Теоретически аморфные панели в будущем будут использоваться не только на крышах, но и на сумках, других бытовых изделиях. Минусом таких панелей является более низкая производительность, если сравнивать с поли-, монокристаллическими.

Тонкопленочные (аморфные) солнечные панели

Гетероструктурные. Считаются наиболее эффективными, их КПД достигает 25%. Панели вырабатывают электроэнергию при солнечной и пасмурной погоде. В России такую продукцию представляет марка «Хевел». Компания-производитель разрабатывает и внедряет собственную технологию производства гетероструктурных панелей.

Гетероструктурные солнечные панели

Основные элементы конструкции:

• аккумулятор, позволяющая устранить перепады напряжения, вызванные изменением освещенности панели, а еще одна накапливает энергию;
• инвертор – преобразователь тока (из постоянного в переменный);
• контроллер: обеспечивает стабильную работу модуля, т. к. контролирует все параметры (температуру, зарядное напряжение аккумулятора и др.).

В продаже встречаются готовые системы, а также отдельные элементы для сбора с учетом собственных потребностей.

Сколько стоит установка домашней солнечной электростанции

Цена установки солнечных батарей на крыше в основном зависит от двух факторов: вида системы и ее мощности. И если с мощностью все понятно — чем она больше, тем дороже домашняя солнечная электростанция, то о ее видах расскажем подробнее.

Системы электроснабжения с солнечными панелями на крыше дома бывают трех видов:

1. Автономные — дорого, но без забот. В этом случае дом получает электроэнергию только от солнечных батарей и, возможно, бензинового или дизельного генератора. Для работы системы необходимы аккумуляторы и немало: их емкости должно быть достаточно, чтобы обеспечить бесперебойное электроснабжение в темное время суток.
2. Соединенные с сетью — бюджетно и просто. В такой системе недостаток энергии компенсируется от общей электросети, в нее же отдаются излишки в пиковое время выработки. В этом случае не нужны аккумуляторы, а на отданной энергии можно даже заработать. Но при перебоях в электроснабжении солнечные батареи работать также не будут.
3. Гибридные — оптимум для больших домов. Эти системы оснащают аккумуляторами, но после их полной зарядки в пиковое время не отключают панели, а передают электроэнергию с них в сеть. Также от сети можно компенсировать недостаток электроэнергии, в том числе и зарядить аккумуляторы.

Аккумуляторные батареи стоят дорого, к тому же их нужно менять раз в 3-8 лет в зависимости от типа аккумулятора и режима использования. Поэтому их наличие сильно удорожает систему.  Если брать средние числа, то:

Автономная система на 1 кВт*ч/сутки будет стоить 120-140 тысяч рублей, а при мощности в 5 кВт*ч/сутки ее цена увеличится в два раза — до 280 тысяч рублей

На этом примере видно, что для оценки порядка цен неважно, сколько стоит солнечная батарея на крышу конкретного производителя. Нужна только информация о стандартной цене 1 Вт энергии, которая примерно равна 60-65 рублей

Тип солнечных батарей, их производитель, марка инвертора и контроллера, конечно, влияют на цену, но дают ее изменение на десятки процентов, а не в разы или на порядок.
Соединенная с сетью система на 1 кВт*ч/сутки будет стоить 30-35 тысяч рублей, а при мощности в 5 кВт*ч/сутки ее цена увеличится до 70-80 тысяч рублей.
Гибридная система стоит на 10-15% дороже автономной аналогичной мощности за счет большей сложности монтажа.

При расчете стоимости установки солнечных батарей смотрите цену 1 кВт полностью готовой системы с установкой и без нее. Так вы сможете быстро сравнить предложения разных компаний между собой и выбрать самое выгодное.

Установка солнечных батарей

Если вы решили устанавливать панели самостоятельно специалисты рекомендуют следовать основным правилам монтажа:

Расположение генератора должно быть направлено на сторону максимального освещения в течение светового дня. При этом здания, расположенные близ дома не должны создавать батареям тень. Наиболее подходящее место для их установки считается крыша дома. Если монтировать панели на крышу не представляется возможным, их устанавливают на специальные стойки во дворе.

Если дом расположен на северном полушарии, плиты желательно монтировать в южном направлении. Угол наклона определяется географическими координатами и сезонностью (его можно рассчитать посредством онлайн-калькулятора)

Для наших зон угол наклона генератора относительно горизонта должен равняться 30-45 градусов.

При установке большого количества генераторов более одного ряда, расстояние между рядами должно превышать 1/7 высоты ряда.

Важно учитывать метеоусловия. Атмосферные осадки снижают выработку энергии в разы или сводят ее к нулю

Поэтому немаловажно обеспечить беспрепятственный доступ к батареям для их очистки.

Не рекомендуется применять какие-либо крепежные элементы в процессе монтажа панелей. Все необходимы крепежи следует приобретать в одном месте одновременно с батареями. Каждый блок укомплектован специальными отверстиями для определенных крепежей.

Схема работы солнечных батарей

Разновидности солнечных батарей

Существует несколько разновидностей фотоэлементов для солнечных батарей, которые отличаются между собой строением кристаллов кремния.

Выделяют три вида фотоэлементов:

• поликристаллические;
• монокристаллические;
• аморфные.

Первый вид панелей является более дешевым, но менее эффективным, поскольку, если кремний нанесен поликристаллическим способом, то электроны не могут двигаться прямолинейно.

Монокристаллические фотоэлементы отличаются максимальным КПД, который достигает 25 %. Стоимость таких батарей выше, но для получения 1 киловатта нужна существенно меньшая площадь фотоэлементов, чем при использовании поликристаллических панелей.

Из аморфного кремния изготавливают гибкие фотоэлементы, но их КПД самый низкий и составляет 4-6 %.

Что можно получить от солнечных батарей?

Обеспечить свой дом теплом и горячей водой бесплатно, только за счет солнечной энергии — сценарий возможный, однако нужно понимать, что это не круглогодичное решение.

Дело в том, что на нашей широте наблюдается неравномерное распределение солнечного света в течение года. В России мы можем наслаждаться прекрасным солнцем только в течение нескольких летних месяцев. В свою очередь, с осени до начала весны лучам приходится пробиваться сквозь густые облака. Следовательно, использование солнечной энергии в этот период ограничено.

По этой причине солнечные батареи могут полностью удовлетворить задачу обогрева дома только в летние месяцы. В оставшиеся месяцы они лишь незначительно будут поддерживать тепло в доме.

В любом случае, установив такую систему на крыше, в течение 5-7 месяцев в году мы сможем бесплатно пользоваться горячей водой, что, безусловно, станет значительным облегчением для семейного бюджета, не говоря уже об охране окружающей среды.

Как выбрать солнечную мини-панель?

Чтобы найти то портативное зарядное устройство, которое не разочаруют уже в ближайшем будущем, надо обращать внимание на несколько характеристик

Главные критерии

К ним относится:

1. Мощность. При выборе производительности ориентируются на количество гаджетов, которые придется заряжать. Если солнечная батарея нужна только для «реанимации» телефона (или нескольких приборов), который в походе не будет использоваться постоянно, то хватит панели, мощность которой от 6 до 9 Вт. Более мощные устройства потребуют такой же зарядки — той, что рассчитана на 10-20 Вт, и аккумулятора Powerbank. В качестве простого примера можно привести ноутбуки: чтобы «сидеть» за ними несколько часов в день, нужно 15 Вт, не меньше. Фотоаппарату или видеокамере уже необходимы 15-20 Вт.
2. Вес солнечной зарядки. Любому человеку нравятся максимально легкие приборы. Ведь в поход и так приходится брать довольно много вещей. Однако масса мини-панели зависит от ее мощности: каждый ватт добавляет определенное количество граммов. Если нужно максимально мощное устройство, то хозяину остается смириться с повышенным весом. Например, раскладные модели легко транспортировать, если в поездку отправляются на автомобиле.

Другие важные факторы

1. Надежность — главное качество для туристов, которым приходится мириться с пылью и непогодой, с возможными «полетами» (самих хозяев и техники). Степень прочности определяется видом конструкции, качеством сборки, используемыми материалами, типом защитного покрытия. Например, монокристаллические панели требуют бережного отношения: они очень хрупкие.
2. Оснащение солнечных батарей. Стандарт — универсальный USB-разъем, рассчитанный на 5 В. Однако некоторое оборудование имеет в комплекте переходники, которые совместимы со смартфонами iPhone 4 или 5, но не всегда они подходят для других моделей — для серий 5 и 6.
3. Рабочее напряжение. Портативные солнечные батареи могут вырабатывать 5-24 вольт. В этом диапазоне находится целый ряд значений: 9, 12, 17 В. Модель выбирают ту, которая подходит для того гаджета, который планируют заряжать.
4. Уровень освещенности конкретной местности. Россия не может похвастаться субтропическим солнцем, а показатели в паспорте солнечных батарей рассчитаны как раз для яркого светила.
5. Цена. В этой «номинации» разброс довольно велик. Так, аморфные приборы вдвое дороже монокристаллических зарядок, при одинаковой их мощности.
6. Срок службы приборов.

Виды или комбинации

Есть три вида оборудования, которое туристы могут использовать в походах. Это:

1. Маломощные модели, предназначенные только для зарядки телефонов. Площадь фотоэлементов у них не слишком велика, вес тоже мал — от 28 г.
2. Универсальные приборы, гарантирующие зарядку различных гаджетов. Эти устройства оснащаются большим количеством дополнительных переходников. Для туристов такие модели предпочтительнее. Самые мощные устройства затягивают на 1,4 кг.
3. Супертяжеловесы. Это мощные батареи-панели, которые фиксируют на подложках. Они подходят либо для стационарного использования, либо для перевозки на автомобиле, так как каждый элемент весит от 7 до 9 кг.

Если говорить об идеальном устройстве, то это модели-универсалы. Они сравнительно недороги, к тому же могут работать в разных условиях. Маломощные солнечные батареи отличаются высокой ценой, к тому же часто не способны обеспечить необходимое количество энергии. Мощные установки пригодятся только туристам, путешествующим на автомобиле.

Немного сориентироваться в этом широчайшем ассортименте поможет обзор солнечных батарей для туристов. Прочитав его, потенциальный покупатель сможет, хотя бы в общих чертах, ответить на вопрос, какие солнечные панели лучше.

Контроллер MPPT или PWM?

Между солнечной панелью и АКБ для контроля уровня заряда батареи и выдачи заданного напряжения устанавливают контроллер.

Ошибка №19
Приобретение малоэффективного PWM или ШИМ контроллера.

Берите только MPPT. Благодаря ему вы сможете “высосать” из солнечной батареи максимум возможного.

PWM наоборот при абсолютно одинаковых условиях ограничивает выдаваемую мощность на 20-30%. Почему так происходит?

Вот самое понятное и наглядное объяснение, что есть в сети.

https://youtube.com/watch?v=-b7TDtjR0S4%3F

Кроме того, через MPPT контроллеры можно спокойно подключать к системе большие сборки солнечных панелей на напряжение 12V-24V.

Объединив их в так называемые “стринги” (последовательно подключенная цепочка), суммарно можно будет передавать с крыши напряжение свыше 100В. Главное, чтобы ваш контроллер был на это рассчитан.

С такой “напругой” потери в проводах снизятся до минимума, а MPPT просто преобразует данное напряжение до необходимого уровня подзарядки АКБ.

Ну а лучшее решение – это комбинированный гибридный инвертор. Он в своей сборке сразу содержит MPPT контроллер и инвертор.

Еще он умеет подключаться параллельно к сети 220В и в автоматическом режиме добавлять недостающие киловатты (функция “подмешивания”). Это когда солнечная станция и батареи не справляются с нагрузкой.

В нормальном режиме источник постоянного тока (АКБ) для него приоритетнее. Из сети он ничего брать не будет.

При этом не путайте, не все гибридные инверторы всеядны и одновременно совместимы с ветрогенераторами. Для одновременной работы СЭС и ветряка нужно подбирать специальные модели.

Система солнечной электростанции

На картинке внизу показана типовая электростанция, работающая на солнечном свете. Она состоит из следующих элементов:

• солнечная панель (одна или несколько объединенных в единую систему) – собирает энергию и преобразует в электрическую;
• контроллер – нужен для оптимизации работы солнечных панелей, а также снижения потерь при транспортировке энергии по электросистеме станции;
• инвертор – преобразование постоянного тока в переменный;
• аккумулятор – собирает и сохраняет накопленную электроэнергию.

Система солнечной электростанции

Аккумулятор позволяет использовать накопленную за дневного время электроэнергию. Контроллер также предохраняет АКБ от перезарядки. Таким образом, при достижении на аккумуляторе максимального уровня заряда контроллер автоматически понижает напряжения до уровня, необходимого для сохранения заряда, не нагружая аккумулятор излишним напряжением. А инвертор необходим для того, чтоб бытовые приборы и осветительная сеть могли использовать электроэнергию, получаемую через батареи.

Область применения солнечных панелей

Стационарные панели

Солнечные панели могут использоваться как в стационарных условиях, так и быть переносными.

Фиксированные модули применяются в следующих областях:

• на солнечных электростанциях;
• в автономных, резервных или гибридных электростанциях для дома или дачи;
• для обогрева помещений и нагрева воды (солнечный коллектор);
• в автономных системах освещения улиц;
• для питания рекламных щитов;
• в системах навигации и сигнализации;
• в насосных станциях и др.

Рассматривая стационарные солнечные электростанции, остановимся подробнее на тех, которые используются для электроснабжения дома. Чтобы обеспечить жилище электричеством с помощью энергии Солнца, понадобятся следующие комплектующие:

• солнечные модули;
• аккумулятор (для накопления неизрасходованной энергии);
• контроллер напряжения (увеличивает срок службы аккумулятора, но не обязателен для установки);
• инвертор (преобразует постоянный ток аккумулятора в необходимый переменный ток для электроприборов).

Домашние солнечные электростанции по отношению к централизованному электроснабжению могут быть:

автономные.

Автономные, т.е. независимые от других источников питания, солнечные электростанции используются там, где невозможно по определенным причинам (значительная удаленность от населенных пунктов) подключение к общей электросети. Их использование целесообразно в южных районах, где длиннее световой день и большое количество ясных дней. В любом случае ее желательно продублировать генератором на горючем топливе. Основные преимущества автономной станции – это ее экологичность, бесшумность, минимальное техническое обслуживание в течение эксплуатации. Минус – ночью или в пасмурные дни электроэнергия вырабатываться не будет. Кроме того для их работы необходимы выше названные комплектующие, которые делают автономную систему довольно дорогой.

резервные.

Резервные, или сетевые, электростанции устанавливаются там, где есть подключение к центральной электрической сети. Она используется, как дополнительный источник электроэнергии. Резервная солнечная электростанция начинает свою работу в случае перерыва подачи электроэнергии от сети. Преимущества – бесшумность, надежность, возможность монтажа на крышу или фасад здания. Также плюсом является отсутствие аккумулятора, контроллера и инвертора, что значительно удешевляет систему.

гибридные.

По сути, представляет собой автономную станцию, подключенную к электрической сети. Энергия, полученная от Солнца, используется в первую очередь, при ее нехватке подача электроэнергии идет уже от централизованного электроснабжения. Позволяет значительно экономить на платежах за потребленную электроэнергию.

Мобильные модули

Мобильные устройства по преобразованию энергии Солнца в электрический ток могут применяться:

• для зарядки мобильных телефонов и других мобильных устройств;
• для питания радиоприемников во время походов, рыбалки;
• для питания систем навигации во время экспедиций;
• для освещения в темное время суток во время походов.

Портативные батареи стали незаменимым аксессуаром у любителей загородных поездок и туристов, путешествующих по диким местам, в которых отсутствует электричество. Так как современная жизнь даже на необитаемом острове или в горах невозможна без различных гаджетов, их подзарядка производится от зарядных устройств, преобразующих солнечную энергию. Портативные солнечные батареи чаще всего выпускаются на основе монокристаллического кремния. Они различаются размерами, формой, мощностью. Компактные батареи с небольшой мощностью могут поместиться в кармане, а большие и мощные  могут быть установлены на крыше автомобиля. Кроме того они снабжены всевозможными переходниками для подключения различной техники.

Количество элементов и напряжение

Количество элементов в солнечной панели должно быть:

для 12V – не менее 36шт

для 24V – 72шт или 60шт (PERC модули)

Одна “клетка” панели под нагрузкой вырабатывает в среднем 0,45-0,5В.

Ошибка №3
При этом общее напряжение вовсе не равняется 12В или 24В как некоторые думают, оно гораздо больше.

Объясняется это необходимостью компенсировать потери. Во-первых, из-за нагрева.

Ошибка №4
Чем жарче летний денек, тем больше энергии выработают панели.

На самом деле солнечные панели обожают свет, но при этом люто ненавидят жару. На черной крыше в середине июля панели могут нагреваться до +85 градусов.

Ячейки в этом случае уже не будут вырабатывать свои 0,45-0,5В. Потери напряжения могут доходить до 30%.

Наглядный график зависимости:

А вот результаты коротенького эксперимента. Температура панели и ее напряжение до охлаждения и спустя всего пару минут после. Солнце то же самое, просто панельку сверху полили холодной водичкой.

Солнечная панель до охлаждения

Солнечная панель после охлаждения

Не все знают, что технические характеристики, указанные на шильдике, рассчитаны на идеальную температуру в 25С. При отклонении на каждый градус потери изменяются примерно на 0,5%.

Поэтому точку максимальной мощности для солнечной панели 12V рассчитывают при напряжении 18В, а не 12В.

Прибавьте сюда потери в проводах и сопутствующем оборудовании.

Что касается напряжения холостого хода (это когда панель вообще ни к чему не подключена), то его величина превышает 20В (для 12V) и 30В (для 24V) соответственно. Зимой еще больше!

Из-за того, что инверторы очень не любят повышенного напряжения, его подключение напрямую без АКБ и нагрузки является самой частой причиной выхода из строя девайса.

Ошибка №5
Поэтому никогда не отсоединяйте аккумуляторы и не убирайте провода, оставляя панельку подключенной к инвертору без нагрузки.

Плюсы и минусы

Как у любого технического устройства, так и у солнечных батарей, есть присущие им достоинства и недостатки.

К плюсам использования относятся:

• Экологическая безопасность устройств в процессе эксплуатации;
• Работая в составе солнечных электрических станций являются возобновляемым источником энергии;
• Обеспечивают потребителей электроэнергией с низкой себестоимостью;
• С помощью устройств имеется возможность обеспечить автономность электроснабжения в любом регионе проживания;
• Продолжительный срок эксплуатации.

К минусам данного типа электростанций относятся:

1. Зависимость от погодных условий, времени суток и времени года;
2. Малая производимая мощность;
3. Сезонность работы;
4. Низкий КПД установок;
5. Высокая стоимость оборудования.

Как это работает?

Элементы солнечных батарей состоят из пластин кремния. При попадании фотонов света на кристаллическую решетку этого материала, некоторая часть электронов приходит в движение. А из школьного курса физики нам известно, что движение электронов в проводнике – это и есть электричество.

Общая энергия, излучаемая солнцем во все стороны, составляет примерно 385 млрд. мВт/ч. На каждый квадратный метр поверхности этой, сравнительно небольшой, звезды приходится более 63 кВт. Но, преодолев 150 миллионов километров до земли, пучок фотонов изрядно рассеивается и на экваторе в ясную погоду, в полдень, мощность света составляет около 1 кВ на 1 квадратный метр.

Подводя итог

При покупке солнечных батарей, российские жители хотят уменьшить затраты на электроэнергию. Коммунальные платежи за электричество самые большие, это касается частных домов и коттеджей. Это будет эффективно только при установке автономной сетевой (подключенной к общей сети электроснабжения). Средний срок окупаемости одной электростанции для дачи 7-8 лет, срок напрямую зависит от тарифа на электроэнергию и географической широты.

Отдельно отметим, что отопительные системы можно сделать своими руками. Однако лучше попросить помощи у друзей, так как оборудование тяжелое и самому переносить его с места на место сложно. Вот, несколько полезных примеров:

Создание солнечного системы, обеспечивающей горячее водоснабжение, электроснабжение и отопление жилого дома.