Выбор солнечных батарей для дома
Не так давно бесплатная электроэнергия казалась чем-то из ряда фантастики. Но инженерная мысль летит вперёд и сейчас доля альтернативной энергетики становится всё больше. Постепенно все больше людей используют автономные гелиосистемы на основе солнечных батарей. Они становятся эффективным источником бесплатной энергии при разумных финансовых вложениях. Солнечная энергия посредством фотоэлементов превращается в электрическую, и вы её получаете абсолютно бесплатно. При этом солнце – это возобновляемый и бесплатный источник энергии. Гелиосистемы обретают всё большую популярность на фоне роста тарифов за электричество и тепло. Выпуск солнечных панелей в промышленных масштабах открыт в США, Европе, Китае, некоторых странах СНГ. В России заводы имеются в Москве, Зеленограде, Краснодаре, Рязани.
Содержание статьи
Принцип работы солнечных батарей
Солнечные батареи в составе гелиосистем применяются в основном для выработки электроэнергии для частных домов, дачных домиков, а также различных мобильных сооружений, которые находятся далеко от линий электропередач. В южных регионах такие установки можно встретить в домах отдыха, санаториях и прочих учреждениях. Фактически, солнечные батареи можно установить в любом доме, где есть необходимость в дополнительной электроэнергии. Конечно, для установки системы должны быть свободное место. Солнечная батарея состоит из набора фотоэлектрических преобразователей, объединенных в последовательную цепь. Сами батареи могут объединяться параллельно и последовательно для увеличения мощности системы.
Фотоэлектрические элементы
Солнечные модули, составленные из фотоэлементов является генераторами электроэнергии из солнечного света. Их работа основана на фотоэлектрической реакции, происходящей в фотоэлементах. В них под действием солнечных лучей происходит эмиссия электронов, которые образуют электрический ток. Все выпускаемые сегодня в промышленных масштабах фотоэлементы имеют в своей основе кремний. Теоретически их КПД при мощности 300 ватт составляет 30 процентов. Но на практике солнечные батареи работают с КПД 10─15 процентов в зависимости от типа фотоэлемента.
Современные солнечные батареи для частного дома вполне могут функционировать и при облачной погоде. Выработка электричества при этом снижается, но гелиосистема работает. Система перестаёт работать только ночью.
Чтобы понять, какой мощности гелиосистема нужна для вашего дома, нужно знать средний расход электричества. Здесь большое влияние оказывает то, как вы используете дом. Это может быть сезонное использование летом или проживание там круглогодично. При подсчёте свои платёжки за электричество в течение года. Посчитайте по ним количество киловатт, которые были израсходованы за год. Это число разделите на 12 месяцев, и у вас будет расход электричества в месяц.
Солнечные батареи на крыше дома
Как говорят реальные пользователи, полученный расход в месяц нужно умножить на 16. Это коэффициент, который используется для средней полосы России. В результате у вас будет необходимая мощность гелиосистемы для дома. Например, вы за прошедший год израсходовали 1800 кВт. Тогда (1800 / 12) * 16. Получиться, что для вашего дома нужна гелиосистема мощностью 2400 ватт/час.
Вернуться к содержанию
Разновидности солнечных батарей
Солнечные батареи для дома обычно классифицируют по типу фотоэлементов, из которых они собраны. Эти фотоэлементы отличаются технологией изготовления и поверхностью. Есть три основных вида:
- Фотоэлементы из аморфного кремния. Батареи из этих элементов ещё часто называются пленочными покрытиями или гибкими панелями. Толщина полупроводникового слоя в них 80−100 мкм. Пока они ещё не получили широкого применения из-за низкого КПД. Возможно, несколько позже при дальнейшем совершенствовании они станут более востребованными. Пока основная проблема с ними заключается в том, чтобы создать одинаковую направленность у кристаллов кремния;
- Фотоэлементы из монокристаллов кремния. Наиболее дорогие и эффективные элементы, позволяющие собирать батареи, работающие при пасмурной погоде. Технология производства таких фотоэлементов использует медленное охлаждение расплава кремния. В результате получается однородный монокристалл кремния в виде слитка. После охлаждения его режут на пластины и проводят термообработку, чтобы сформировать необходимую структуру на поверхности. Обычно эти фотоэлементы имеют темно-синий цвет;
- Фотоэлементы из поликристаллического кремния. В этом случае при производстве фотоэлементов используют технологию образования центров кристаллизации. В одном слитке получается несколько кристаллов. Последующая термообработка у них та же, что и у монокристаллических пластин. По электрических характеристикам они уступают монокристаллам и стоят дешевле. Внешне они отличаются по участкам на поверхности разного цвета.
Основные типы фотоэлементов для солнечных батарей
Вернуться к содержанию
Важные параметры гелиосистемы
Выбирая солнечные батареи для дома, следует брать в расчёт климатические условия вашего региона. От этого будет зависеть эффективность их работы. Также регион следует учитывать при выборе типа фотоэлементов, о которых говорилось выше. В южных областях России в целях экономии можно установить поликристаллические. Здесь много солнечных дней и зимой не очень холодно. Для использования на севере лучше взять на монокристаллах, которые могут работать на рассеянном солнечном свете.
Основные характеристики, на которые следует обратить внимание:
- КПД. Обычно на уровне 12─15%;
- Высокое сопротивление;
- Герметичность и материал корпуса. Обычно выполняется из алюминиевого профиля;
- Стекло. Лучше, если будет закалённым.
Обычно для отопления дома используется электрическая или газовая энергия, а гелиосистема при этом просто выдаёт в сеть необходимый ток, работая в связке с основным источником электричества. Бывают системы, которые включают в себя солнечные водонагреватели, которые подключены к бойлеру или системе отопления. В этом случае при монтаже ещё нужно выделить место под коллектор.
Обычно солнечные батареи устанавливаются на крышу дома
Как уже говорилось, солнечные батареи работают в составе гелиосистем. Помимо них туда входят:
- Контроллер заряда;
- Аккумулятор (один или несколько);
- Инвертор;
- Провода, крепежные элементы.
Стоит отметить, что в процессе эксплуатации солнечной системы для дома, в ней довольно часто придётся менять аккумуляторы. Сами солнечные батареи работают по 25─30 лет. В процессе работы ток с солнечных панелей заряжает аккумулятор, а от него через инвертор электричеством снабжаются электроприборы в доме.
В результате аккумулятор постоянно заряжается и разряжается. Зная цену и срок службы обычного аккумулятора для автомобиля вы можете прикинуть расходы на его замену при эксплуатации гелиосистемы.
Стоит отметить ещё один момент. Реклама убеждает нас в том, что солнечные батареи не нуждаются в обслуживании, но это не так. Поверхность панелей нужно регулярно чистить от пыли и грязи, а зимой от снега. Иначе эффективность их работы существенно снижается. А если панели установлены на крыше или на фасаде, то процедура чистки будет сопряжена со сложностями. Только с чистыми панелями ваша маленькая солнечная электростанция для дома сможет работать на полную мощность.
Есть и негативный эффект от нагрева батарей в жаркое время года. Из-за этого снижается их эффективность и уменьшается выработка электроэнергии.
Вернуться к содержанию
Установка солнечных батарей
От установки солнечных панелей во многом зависит эффективность их работы в дальнейшем. Ниже описаны основные места для установки батарей:
Крыша. Это место вашего дома является самым очевидным для установки солнечных батарей. Здесь стоит помнить о том, что скат крыши должен смотреть на юг. Тогда такая установка на самом деле принесет максимальную эффективность;
Стены дома. Стена также должна выходить на юг, чтобы добиться максимально эффективной работы гелиомодулей. Обязательно посмотрите, чтобы на стену не попадал тень от рядом стоящих зданий, высоких деревьев и прочих подобных объёктов. Не размещайте солнечные модули на стене дома, выходящей на запад или восток. Если вы так сделаете, то в разгар светового дня на фотоэлементы будут попадать только косые лучи. Это существенно снизить эффективность гелиосистемы;
Размещение вне дома. Этот вариант специалисты называют самым эффективным. Но такой способ потребует выделения свободного участка на участке. Причём участок должен быть на открытой площадке, чтобы на батареи не падала тень. К тому, же нужно установить модули на шарнирной системе, позволяющей менять их угол наклона к солнцу.
Панели на балконе в городской квартире
Вернуться к содержанию
Плюсы и минусы гелиосистем
Перед тем, как принять решение о приобретении гелиосистемы в свой дом, перечитайте ещё раз все плюсы и минусы.
Плюсы солнечных батарей
- Экологичность. Благодаря использованию солнечной энергии нет никаких вредных выбросов в окружающую среду. Отсутствуют продукты сгорания;
- Автономность. Такая солнечная электростанция позволяет не зависеть от услуг ЖКХ. Если у вас ещё смонтирован коллектор, то можно устроить автономный обогрев;
- Длительный срок эксплуатации. После окупаемости (3─5 лет) вы начнёте получать электричество бесплатно. Ведь энергия солнца практически неисчерпаема.
Вернуться к содержанию
Минусы солнечных батарей
- Проблемы при использовании в регионах с высокой облачностью. Также существенной помехой для работы становится снег в зимний период. Придётся постоянно его счищать, поскольку поверхность батарей должна быть чистой;
- Требуется немало свободного места, чтобы смонтировать панели;
- Большие первоначальные затраты на покупку оборудования;
- Невысокий КПД;
- Необходимо приобрести дополнительное оборудование для нормальной работы. Это инвертор, аккумулятор, контроллер и крепеж с проводами;
- Долго окупаются. В зависимости от срока окупаемости 3─5 лет.
На данный момент гелиосистемы для дома пока ещё не по карману всем слоям населения. Но технологии не стоят на месте. Возможно, что скоро ситуация поменяется, панели станут дешевле, а их КПД выше. Тогда наступит время альтернативной солнечной энергии.
Опрос
Загрузка ...
Если статья оказалась для вас полезной, распространите ссылку на неё в социальных сетях. Это поможет развитию сайта. Голосуйте в опросе ниже и оценивайте материал! Исправления и дополнения к статье оставляйте в комментариях.
Вернуться к содержанию
(голосов: 1, в среднем: 5,00 из 5)
Загрузка...
