Сегодня идёт много разговоров вокруг такого понятия, как КПД гелиосистем. Это один из ключевых критериев при оценке эффективности работы солнечных батарей. Увеличение этого показателя является главной задачей на пути снижения затрат на преобразование солнечной энергии и расширения использования гелиосистем. Низкий КПД солнечных батарей является их основным недостатком. Квадратный метр современных фотоэлементов обеспечивает выработку 15─20 процентов от мощности солнечного излучения, попадающего на него. И это при самых благоприятных условиях эксплуатации. В результате для обеспечения необходимого энергоснабжения требуется установка множества солнечных панелей большой площади. Насколько эффективно такое оборудование и от чего зависит его КПД, постараемся разобраться в этой статье. А также поговорим о сроке службы и окупаемости солнечных панелей. Содержание статьи В основе функционирования солнечных панелей лежат свойства полупроводниковых элементов. Падающий на фотоэлектрические панели солнечный свет фотонами выбивает с внешней орбиты атомов электроны. Образовавшееся большое количество электронов обеспечивает электрический ток в замкнутой цепи. Одной или двух панелей для нормальной мощности недостаточно. Поэтому несколько штук объединяют в солнечные батареи. Для получения необходимого напряжения и мощности их подключают параллельно и последовательно. Большее число фотоэлементов дают большую площадь поглощения солнечной энергии и выдают большую мощность. Фотоэлементы Теперь непосредственно о самом КПД. Эта величина вычисляется делением мощности электроэнергии на мощность солнечной энергии, попадающей на панель. У современных солнечных батарей эта величина лежит в интервале 12─25 процентов (на практике не выше 15%). Теоретически можно поднять КПД до 80─85 процентов. Такая разница существует из-за материалов для изготовления панелей. В основе лежит кремний, который не поглощает ультрафиолет, а лишь инфракрасный спектр. Получается, что энергия ультрафиолетового излучения уходит впустую. Одним из направлений повышения КПД является создание многослойных панелей. Такие конструкции состоят из набора материалов, расположенных слоями. Подбор материалов осуществляется так, чтобы улавливались кванты различной энергии. Слой с одним материалом поглощает один вид энергии, со вторым – другой и так далее. В результате можно создавать солнечные батареи с высоким КПД. Теоретически такие многослойные панели могут обеспечить КПД до 87 процентов. Но это в теории, а на практике изготовление подобных модулей проблематично. К тому же они получаются очень дорогие. На КПД гелиосистем также влияет тип кремния, используемого в фотоэлементах. В зависимости от получения атома кремния их можно разделить на 3 типа: Фотоэлементы из монокристаллического кремния имеют КПД 10─15 процентов. Они являются самыми эффективными и имеют стоимость выше остальных. Модели из поликристаллического кремния имеют самый дешевый ватт электроэнергии. Многое зависит от чистоты материалов и в некоторых случаях поликристаллические элементы могут оказаться эффективнее монокристаллов. Панель из аморфного кремния Вернуться к содержанию На эффективность работы солнечных батарей оказывают влияние несколько факторов: В идеале угол падения солнечных лучей на поверхность фотоэлемента должен быть прямым. При прочих равных в этом случае будет максимальная эффективность. В некоторых моделях для увеличения КПД в солнечных батареях устанавливается система слежения за солнцем. Она автоматически меняет угол наклона панелей в зависимости от положения солнца. Но это удовольствие не из дешёвых и поэтому встречается редко. При работе фотоэлементы нагреваются, и это отрицательно сказывается на эффективности их работы. Чтобы избежать потерь при преобразовании энергии следует оставлять пространство панелями и поверхностью, где они закреплены. Тогда под ними будет проходить поток воздуха и охлаждать их. Монтаж солнечных батарей Важно сделать правильную установку батарей. Это означает, что на них не должна падать тень. Иначе эффективность системы в целом будет сильно снижаться. Крайне желательно устанавливать фотоэлементы на южной стороне. Что касается погоды, то от неё также зависит очень многое. Чем ближе ваш регион к экватору, тем большая плотность излучения будет попадать солнечного излучения на панели. В нашем регионе зимой эффективность может упасть в 2─8 раз. Причины как в уменьшении солнечных дней так и в снеге, попадающим на панели.Вернуться к содержанию В гелиосистемах нет никаких подвижных механических частей, что делает их долговечными и надёжными. Срок эксплуатации подобных батарей 25 лет и дольше. Если их правильно эксплуатировать и обслуживать, то они могут прослужить и 50 лет. Кроме этого, в них не бывает каких-то серьёзных поломок и от владельца требуется лишь периодически чистить фотоэлементы от грязи, снега и т. п. Это требуется для увеличения КПД и эффективности гелиосистемы. Длительный срок службы зачастую становится определяющим при решении покупать или нет солнечные батареи. Ведь после прохождения срока окупаемости, электроэнергия от них будет бесплатной. Установка солнечных батарей на крыше А срок окупаемости существенно меньше, чем срок службы. Но многих останавливает первоначальная стоимость батарей. Вкупе с низким КПД у многих людей это вызывает сомнения в выгодности приобретения гелиосистем. Поэтому решение здесь нужно принимать с учётом погоды и климата в вашем регионе, условий использования и т. п. На срок окупаемости оказывают влияние следующие факторы: В среднем срок окупаемости по регионам составляет: Вернуться к содержанию В последние годы учёные по всему миру заявляют о разработке технологий, увеличивающих КПД солнечных модулей. Не все из них являются применимыми к реальным условиям эксплуатации, но некоторые из них заслуживают внимания. Так, в прошлом году специалисты Sharp разработали фотоэлектрические элементы с эффективностью 43,5 процента. Такое увеличение было получено благодаря установке линзы, которая фокусирует получаемую энергию прямо в элементе. Устройство фотоэлементов Sharp В Стэнфорде был получен жаропрочный композит, который может быть использован для увеличения производительности фотоэлектрических панелей. В теории можно получить КПД близкий к 80 процентам. Этот композитный материал может перевести высокочастотное излучение в инфракрасный спектр, за счёт чего резко увеличивается эффективность. Другие британские специалисты разработали технологию, которая увеличивает эффективность фотоэлементов на 22 процента. На гладкой поверхности гибких панелей они нанесли алюминиевые шипы наноразмера. Алюминий рассеивает солнечный свет, поэтому был выбран он. В результате увеличивается количество энергии солнца, которое поглощается фотоэлементом. За счёт этого удалось добиться увеличения эффективности. akbinfo.ru Установка солнечных панелей и энергосбережение сегодня приобретает всё большую популярность у населения нашей страны. Однако, чтобы быть довольным результатом, получать бесплатную энергию и существенно экономить на квитанциях от энергосетей, необходимо грамотно выбрать ту солнечную электростанцию, которая подойдёт именно вам и покажет эффективность работы солнечных панелей используемых для энергоснабжения. И в этом деле важнейшим этапом является определение мощности панелей, необходимой для полноценного обеспечения именно вашего дома или загородной дачи доступной электроэнергией. Правильное определение мощности собственной солнечной мини-электростанции – залог успешной работы всей системы на протяжении долгих лет. Как же рассчитать данную мощность и сколько панелей может понадобиться в каждом конкретном случае? Давайте разбираться. Итак, понятно, что солнечная электростанция должна вырабатывать достаточное количество электроэнергии, которой хватало бы на бесперебойную работу всех необходимых электроприборов в доме. А для этого домовладельцу необходимо, прежде всего, рассчитать, базовое энергопотребление в сутки. Можно посмотреть эти данные по счётчику, т.е. зафиксировать, какое количество энергии потребляет ваш дом за сутки. Есть и еще один вариант подсчёта: необходимо взять технические характеристики всех имеющихся в доме электрических приборов, узнать, сколько им необходимо энергии и умножить эти цифры на время работы данных приборов в сутки. Сложив полученные результаты, мы и узнаем, сколько электроэнергии понадобится для бесперебойной работы всей энергосистемы вашего дома. Ясно, что солнечные панели должны покрывать все расходы электроприборов. Но вы должны понимать еще одну немаловажную вещь: любая солнечная электростанция состоит не только из панелей. В ее состав входят еще инвертор, контроллер и аккумуляторы (электропитание). К сожалению, КПД преобразования и производительность этого оборудования не равно 100%, что также необходимо учитывать при расчёте мощности покупаемых солнечных панелей. Следующий важный параметр, используемый в формуле расчёта мощности солнечных панелей – учёт инсоляции. Излучение солнца происходит, конечно, неравномерно в течение года по всей планете. Оно зависит от нескольких факторов: времени суток, времени года, географического положения, погодных условий и т.д. При подсчётах вы должны определиться с тем, каким образом вы будете использовать свою домашнюю гелиостанцию. Если круглогодично, то необходимо знать инсоляцию вашего региона за целый год с учётом самых неблагоприятных месяцев с точки зрения солнечной активности. Если только сезонно, то следует учитывать суммарную инсоляцию за несколько месяцев. Данные об инсоляции именно вашего региона можно взять на специализированных сайтах метеорологов, в справочниках, на различных интернет-ресурсах. Для получения более достоверной цифры можно взять данные за несколько лет. Из этих статистических данных получают усредненное значение мощности солнечного потока на один квадратный метр земной поверхности. При этом, выработка солнечных батарей максимальна при перпендикулярном падении солнечных лучей на поверхность модуля. Поэтому важен и угол наклона плоскости (он разный для разного времени года, так как в зависимости от сезона меняется высота подъема солнца над горизонтом). Ниже представлена таблица солнечной инсоляции (кВтч/м2/сутки) города Сочи, который расположен на географической широте, равной 43,6°. Таким образом, мы видим, что наиболее благоприятными в плане инсоляции месяцами являются июнь, июль и август. Наиболее неблагоприятным являются январь и декабрь. Формула расчёта мощности солнечной панели выглядит следующим образом: Pсп = Eп*k*Pинс /Eинс Здесь Pсп – это показатель мощности панели, измеряющийся в Вт. Еп – энергия, потребляемая в сутки (измеряется в Втч/сутки). Ринс – мощность солнечного излучения на один квадратный метр поверхности для вашего региона (усредненное значение, используемое производителями солнечных батарей 1000Вт/м2, но реальные показатели могут отличаться как в меньшую, так и в большую сторону. Еинс – среднемесячная инсоляция вашего региона (кВтч/м2/сутки). K – коэффициент потерь, который приходится на вспомогательное оборудование (аккумуляторы, инверторы, контроллеры и т.д.), обычно принимается равным 1,2. Допустим, вы потребляете в среднем 50 Втч в сутки. Возьмём наиболее благоприятный месяц солнечной инсоляции в Сочи при наклоне солнечной панели в 35° - июль – со значение 198,1. Мощность солнечного излучения на квадратный метр в Сочи в среднем составляет 1366 Вт/м2. Итог: 50*1,2*1366/198,1/1000= 0,413 Вт. Таким образом, для получения 50 Втч в сутки необходима панель мощностью в среднем 0,5 Вт. Формула расчёта энергии, которую вырабатывают солнечные батареи, выглядит следующим образом: Eв = Eинс*Pсп/Pинс*k Здесь, Ев – количество энергии, вырабатываемой панелями в сутки, измеряется в Втч. Еинс - среднемесячная инсоляция вашего региона (кВтч/м2/сутки). Рсп – мощность солнечных панелей в Вт. Ринс - мощность солнечного излучения на один квадратный метр поверхности (1000Вт/м2). Для примера возьмём тот же месяц июль в Сочи, и панели мощностью 0,5 Вт. Итог – 198,1*0,5/1366*1,2= 48 Втч в сутки способна вырабатывать панель, мощностью 0,5 Вт. Теперь узнаем, сколько солнечных панелей потребуется для обеспечения вашего дома. Допустим, одна солнечная панель за год вырабатывает 250 кВт*ч. А вашему дому необходимо 100 кВтч/месяц. Итог: 100*12/250 = 4,8. Пять панелей данной мощности вам нужно будет установить. gws-energy.ru Основные элементы солнечной электростанции: · Солнечные батареи – генерируют электричество, и чем их больше и чем больше их мощность, тем больше электроэнергии можно получить от них за день. · Аккумуляторные батареи – накапливают электроэнергию, которая затем и используется при отсутствии солнечного света – т.е. ночью. · Контроллер заряда аккумулятора – это прибор, который работает как диодный мост в автомобиле, т.е. обеспечивает правильный режим зарядки аккумуляторов. · Преобразователь напряжения (или инвертор) – это устройство, которое преобразует 12В (или 24, или 48В) в 220В. Чем мощнее инвертор, тем мощнее приборы можно к нему подключить (учитывая пусковые токи, которые до 8 раз превосходят нормальное напряжение). Как рассчитать солнечные батареи: Главный вопрос - сколько солнечных батарей нужно, чтобы их хватило для обеспечения нужным количеством электроэнергии. Для начала необходимо рассчитать, сколько электроэнергии нам необходимо. Такой расчет мы с вами уже делали в статье: Расчет и подбор аккумуляторных батарей. Например, мы рассчитали, что нам необходимо 5кВт/ч электроэнергии – в среднем за сутки, значит наши солнечные батареи должны будут успеть сгенерировать такое количество электроэнергии. Солнечные батареи бывают различного размера и мощности. В основном в солнечных системах для домашнего использования используются батареи 100 и 200 Вт, поскольку они наиболее оптимальны по соотношению затраты на монтаж – стоимость самой батареи. Мощность батареи - это то количество электроэнергии, которая она вырабатывает при полной ее освещенности. То есть, если на солнечную батарею 100Вт в течение 4-х часов под прямым углом будет светить солнце, то она выработает 100х4=400Вт/ч электроэнергии. Конечно, необходимо учитывать и тот факт, что при облачной погоде батарея может в 3-5 раз вырабатывать меньше энергии, чем в солнечную погоду. То есть, исходя из вышесказанного, для того, чтобы выработать 5 кВт/ч энергии в день, при условии, что в течение 4-х часов солнце будет светить на солнечные батареи под прямым углом, понадобится не менее 12 панелей по 100 ватт, либо не менее 6 панелей по 200 ватт (4часа х 100Вт = 400Ватт, 5000Вт / 400Вт = 12,5 панелей) Для более точного расчета необходимо использовать таблицы солнечной инсоляции, в которых указаны средние значения солнечной освещенности на 1 кв.м. за сутки в разных регионах нашей страны. К примеру, у нас в Забайкалье, в июне на поверхность, наклоненную на 35° к горизонту, за месяц проникает 197.7 кВт/ч энергии. Следовательно, за сутки в среднем получится около 6.6кВт/ч энергии. Так как КПД солнечных батарей – 16,5 – 17%, то соответственно только 16,5-17 процентов энергии можно будет получить от солнечной батареи. То есть, 6,6кВт/ч х 16,5% = 1,09 кВт/ч – такое количество энергии можно получить в сутки с одного квадратного метра солнечных батарей. Для батареи 100Вт получаем: 0,67кв.м. х 1,09 = 0,73 кВт/ч, для батареи 200Вт: 1,28 х 1,09 = 1,4кВт/ч энергии в сутки. Исходя из того, что нам необходимо 5кВт/ч электроэнергии в сутки, мы сможем рассчитать необходимое количество батарей: Мощностью 100 Вт: 5 / 0,73 = 6,85 , т.е. 7 батарей Мощностью 200 Вт: 5/1,4 = 3,57, т.е. 4 батареи. Такого количества батарей нам необходимо для выработки 5 кВт энергии в июне месяце. Для определения количество солнечных батарей на зимние месяцы – необходимо будет действовать методом подбора, потому как в нашем климате трудно предугадать сколько солнца будет в зимние месяцы – то мороз и солнце, то снег и ветер. zabteplo.ru Они были совершенно разного размера — от небольших, на крышах ларьков в городе, до гигантских полей в сотни квадратных метров, издалека напоминающих синие озера. Стало интересно разобраться, насколько интересна и эффективна гелиоэнергетика применительно к нашим климатическим условиям. Идеальными считаются условия перпендикулярного падения солнечных лучей на поверхность, при этом их мощность весьма велика и равна киловатту на квадратный метр. Это весьма большая величина, но очевидно, что в реальности столько получить трудно — погода и климатические условия сильно различны. Чтобы узнать реальные величины, можно обратиться к статистическим таблицам месячных сумм солнечной радиации. Достаточно набрать в Гугле поисковый запрос «количество солнечной радиации кВт*ч/м2». Для квадратного метра площади получаются следующие данные: Петрозаводск (январь) — 17кВт*ч, Петрозаводск (июнь) — 166кВт*чМосква (январь) — 20кВт*ч, Москва (июнь) — 160кВт*чСочи (январь) — 60кВт*ч, Сочи (июнь) — 185кВт*ч. Ну с Сочи все понятно, там все-таки юг, но даже для Москвы оказывается вполне реально иметь 20кВт*ч в месяц всего лишь с одной солнечной панели площадью в 1−2 квадратных метра (КПД, естественно, меньше 100%). Если же говорить, например, об энергоснабжении дачи, используемой в весенне-летнее время, с мая по сентябрь, то для той же Москвы ежемесячными значениями будет более 100кВт*ч в месяц. 100кВт*ч в месяц — это 3кВт*ч в день. Много это или мало? Обычный компьютер (не топовый игровой) вместе с монитором потребляет около 300Вт, значит, 3кВт*ч хватило бы на 10 часов непрерывной работы. Даже если осветить все комнаты в доме энергосберегающими лампами (допустим, понадобится 10 штук), их суммарное потребление будет 130Ватт, т. е. запаса в 3кВт им хватит для горения в течение суток. Даже такой мощный прибор, как электрочайник, расходует 1кВт*час, т. е. за 5 минут нагрева воды он потребит всего лишь 85 Вт (с дрелью или болгаркой примерно аналогично, вряд ли кто-либо будет сверлить непрерывно более 5 минут подряд). Так что даже 3кВт*ч это не так и мало. И ведь заметим, речь шла о солнечной энергии, поглощаемой всего лишь одним квадратным метром площади преобразователя! Из приведенных выше расчетов видно, что теоретически все вполне осуществимо. Конечно, о «теплых полах» или горячей ванне речи не идет, но пользоваться основными благами цивилизации в виде освещения, компьютера, телевизора, водяного насоса или дрели вполне реально. Но как это реализуется на практике? Во-первых, нужны солнечные батареи. Их цена в России, конечно, немалая, но и не столь запредельная. Для понимания примерного порядка цен: солнечная панель мощностью 100 Вт, с выходным напряжением 12 вольт, стоит порядка 5 тыс. р. Менее мощные стоят дешевле, например, 2500 р. за батарею мощностью 40 Вт. В принципе, вполне реальная цена, чтобы подзаряжать, например, ноутбук. Покупные батареи имеют разъемы, герметичную конструкцию, и прочие удобства для наружного размещения. Если же купить только ячейки (одна ячейка дает напряжение примерно 0.5 В) и собрать из них батарею самостоятельно, та же батарея на 40 Вт обойдется примерно в 800−900 р. Рассмотрим теперь несколько основных видов солнечных электростанций. Эта классификация не является официальной, ее можно рассматривать лишь для примерной оценки. 1. Питание маломощных потребителей Если планируется использование солнечной энергии лишь для питания маломощных потребителей (небольшой телевизор, подзарядка ноутбука, сотового телефона), возможно их подключение с помощью DC-DC преобразователя непосредственно к солнечной батарее. Это самый дешевый и долговечный способ, однако батарею придется купить с некоторым запасом по мощности, ведь в пасмурное время ее отдача будет меньше. Также очевидно, что мощные потребители (например, дрель мощностью 250 Вт) напрямую от солнечной батареи (мощностью, например, 100 Вт) работать просто не будут. 2. Использование буферного аккумулятора Этот способ наиболее универсален, но и более дорогостоящий. К выходу солнечной батареи подключается специальный контроллер, который заряжает свинцовый 12-вольтовый аккумулятор большой емкости. Система работает автоматически и не требует вмешательства человека. Очевидно, что плюсом такой системы является постоянное наличие электричества, а не только в ясное время суток. Второй и самый важный плюс — возможность использования мощной бытовой техники, ведь мощность, отдаваемая аккумулятором, может быть весьма высока. Но и стоимость такой системы выше: контроллер заряда стоит от 1000 р., также следует учесть стоимость аккумулятора. При желании иметь напряжение 220 вольт, к выходу аккумулятора также может быть подключен повышающий инвертор. Хотя без него можно и обойтись, если подобрать технику, работающую от 12 вольт. 3. Использование сетевого инвертора И наконец, 3-й способ, который вряд ли будет популярен у нас в ближайшее время. Если солнечных панелей в наличии много, «как гуталина на фабрике», возможна сборка системы с сетевым инвертором, который будет отдавать полученное напряжение обратно в электросеть. Существуют даже и счетчики, способные крутиться в обратную сторону, если отдача энергии больше ее потребления, это позволяет минимизировать расходы на электричество. Но с учетом наших цен на электроэнергию, вряд ли стоимость такой системы окупится. Наконец, о цене вопроса в целом. Как говорилось выше, самая дешевая солнечная батарея мощностью в 40 Ватт обойдется примерно от 1 т.р. — за самодельный, до 3 т.р. — за покупной вариант. К ней может понадобиться стабилизатор напряжения стоимостью от 150 до 500 р., итого суммарные затраты выйдут в 2−4 тыс. р. Вполне небольшая сумма, чтобы «попробовать». Если говорить о втором варианте, то дополнительно понадобится контроллер заряда, его цена колеблется от 500 р. за самые дешевые, до 5−6 т.р. за дорогие мощные модели, с ЖК-экраном, ведением логов, USB-выходом и пр. И конечно, понадобится аккумулятор, тут цена тоже может колебаться: от «нуля» — за бывший в употреблении автомобильный аккумулятор, до десятков тысяч — за мощные батареи емкостью в сотни ампер-часов. Приблизительно можно считать, что «электрификация» небольшой дачи может обойтись в 10 тыс.р., а для подключения коттеджа может не хватить и 100 тысяч, все зависит от суммарной мощности потребления. Что касается 3-го способа, то один только сетевой инвертор стоит более 50 т.р., стоимость солнечных батарей желающие могут прикинуть самостоятельно. Как можно видеть, гелиоэнергетика — это не нечто запредельное, используемое только на МКС. Даже в наших широтах это вполне реально, особенно для тех мест, где электричество либо отсутствует (отдаленные дачи, туристические стоянки и пр), либо подается с перебоями, либо его подключение слишком дорого. Причем речь не обязательно может идти о дремучем лесе: как-то в новостях показывали обычную спортплощадку в центре Москвы, при освещении которой использовались альтернативные источники энергии, т.к. согласование и подключение к городской электросети стоило в разы дороже. И наконец, субъективный фактор: приятно вложить силы и средства в экологически чистый источник энергии, который, во-первых, прослужит долго (заявленный срок службы батарей от 25 лет), во-вторых, не дает нагрузки на окружающую среду — мы и так настолько испортили природу, что пора подумать о ее очистке. По некоторым данным, Германия к 2050 году планирует на 80% перейти на возобновляемые источники энергии. Можно лишь пожелать им успеха в этом деле. shkolazhizni.ru Ниже приведены ориентировочные данные о средних значениях мощностей некоторых приборов. Это приблизительные оценки. Для того, чтобы рассчитать потребляемую мощность системы с инвертором (для приборов переменного тока), нужно сделать поправки для каждого прибора. Потери в инверторе могут быть до 20%. Холодильник, компрессор в момент пуска потребляют мощность в 5-6 раз больше паспортной, поэтому инвертор должен выдерживать кратковременные перегрузки в 2-3 раза выше номинальной мощности. Если приборов с высокой мощностью много, то для более дешевого и оптимального выбора инвертора, следует предусматривать отдельное включение таких приборов при работе. Таблица1. Среднее потребление энергии электроприборами 2. Определяем количество солнечной энергии, которую можно получить в данной местности. Здесь важны два фактора: Исходя из этой таблицы, можно выбрать мощность солнечных панелей с учетом реального потребления, кроме случаев чрезвычайно длительных периодов плохой погоды. Используя модули различной мощности (50, 100, 250 Вт) можно набрать мощность для собственной системы. 3. Выбор емкости аккумуляторов зависит от потребности в энергии и от количества панелей — от зарядного тока. Для аккумуляторов AGM нужен 10% зарядный ток. Для панели на 90 Вт минимальная емкость аккумулятора 60 А * ч, а оптимальная — 100 А * ч. Она накопит 1,2кВт * ч при напряжении 12 В. Наиболее доступными по цене являются автомобильные аккумуляторы, но они предназначены для передачи больших токов в течение короткого времени. Эти аккумуляторы плохо выдерживают длительные циклы зарядки-разрядки, типичные для солнечных систем. Специальные солнечные аккумуляторы имеют низкую чувствительность для работы в циклическом режиме и низкий саморазряд. Производители изготавливают аккумуляторы с разным временем разрядки. Выбранный аккумулятор должен иметь запас энергии примерно на 4 суток. Для того, чтобы аккумулятор прослужил заявленный производителем срок, он должен использоваться в комплекте с качественным контролером заряда. Контролируется ток заряда, который снижается при полностью заряженном аккумуляторе. Прерываются поставки энергии при разрядке до критического уровня. 5. Срок службы компонентов. Важным фактором является срок эксплуатации отдельных компонентов. Фотопанели предусматривают снижение производительности до 80% в 20-м году, хотя могут работать 25 лет. Каркасы и крепления тоже надо выбирать на такой срок: алюминий или нержавейка. Аккумуляторы имеют средний срок службы 4-12 лет (зависит от характера циклов заряд / разряд). Инверторы преимущественно служат 10-15 лет, а гарантийный период устанавливают на 5 лет. По материалам: Utem, EcoTown
rodovid.me Сегодня, как источник электроэнергии, солнечные батареи уже трудно отнести к числу самых передовых технологий. Впервые они были применены более 40 лет назад для энергообеспечения космических станций, а в настоящее время они прочно вписались в быт загородного дома, в роли источника бесплатной и экологически чистой энергии, исходящей от солнца в том количестве, сколько нужно. Типовая электрическая схема автономного энергоснабжения на основе солнечных батарей, модулей, панелей. Солнце постоянно посылало и продолжает посылать на нашу землю миллиарды киловатт энергии, и данный источник еще много миллионов лет не иссякнет. Казалось бы, для чего строить тепловые, атомные и гидроэлектростанции? Ведь можно брать и пользоваться солнечной энергией сколько нужно. Но система, о которой идет речь, пока используется весьма ограниченно. Так в чем же заключается причина? Принцип работы солнечной батареи представляет из себя фотоэлектрическую генерацию постоянного тока, которая преобразует лучистую энергию в электрическую. Иными словами, такая система применяет свойство полупроводников на базе кристаллов кремния. Кванты света попадают на пластину полупроводника и с внешней орбиты атома этого химического элемента выбивают электрон, что способствует созданию достаточного количества свободных электронов, для того чтобы образовался электрический ток. Схема работы солнечных батарей. Однако, чтобы мощности и напряжения такого источника хватило для использования в хозяйстве загородного дома или какого-либо другого объекта, одного-двух кремниевых элементов будет недостаточно. Для этого их собирают в целые панели и соединяют последовательно или параллельно. При этом площадь данных панелей может составлять он нескольких сантиметров в квадрате до нескольких метров в квадрате. Увеличивая количество панелей, можно достигнуть большей мощности, производимой данными элементами. Производительность солнечных батарей зависит как от площади, так и от интенсивности солнечного света и угла падения солнечных лучей. Соответственно, их производительность зависит от географической широты и от местности, где расположен частный дом, от времени года и погоды, от времени суток. Помимо этого, чтобы система работала и подавала энергию в сеть, необходимо установить некоторые дополнительные электроприборы, в частности: Это все в комплексе имеет название «автономная система энергоснабжения на основе солнечных батарей». Как и любое другое техническое устройство, солнечные батареи имеют свои технические и эксплуатационные характеристики, отличающиеся для различных моделей и производителей, но с довольно небольшим расхождением. Панель с площадью примерно 0,2 квадратных метра будет иметь мощность модуля примерно 10 Вт и напряжение около 25 В при максимальной нагрузке. Ток короткого замыкания в данном случае составляет приблизительно 500 мкА. Такой модуль будет весить около 2 кг. Типичный КПД такого элемента составляет 14-18%. Срок службы данной пластины — не меньше 25 лет. Схема подключения солнечных батарей. Несмотря на низкий КПД, солнечные батареи считаются наиболее эффективным источником электроэнергии среди автономных и альтернативных источников питания. Но вследствие достаточно высокой стоимости и зависимости от условий погоды, в большинстве случаев они позиционируются не в виде основного, а в виде дополнительного источника питания для загородного дома. Это вызвано двумя причинами: их довольно высокой стоимостью и сравнительно невысоким выходом электроэнергии с одной единицы площади. Ясным солнечным днем с 1 квадратного метра элемента можно получить 120 Вт мощности. Такого количества энергии не хватит даже для того, чтобы обеспечить работу компьютера. Для этого с целью получения более высокой мощности солнечные панели объединяются в целые мини-электростанции. Одна солнечная батарея площадью 10 квадратных метров способна дать уже больше 1 кВт энергии, а это в силе обеспечить нормальную работу нескольких лампочек, телевизора и компьютера. Для загородного дома, в котором проживают 3-4 человека, в светлое время года и светлое время дня, может оказаться достаточно 20 квадратных метров площади солнечных батарей (это примерная ежемесячная потребляемая мощность — 200-300 кВт). Как правило, участка крыши, ориентированного на юг, для установки данной площади солнечной батареи будет достаточно. В случае если площадь крыши, которая ориентирована на юг, составляет 40 квадратных метров, то это при 18-20 солнечных днях может выдавать до 500 кВт ежемесячно. В зимнее время солнечная батарея будет неэффективна. В то же время нельзя не отметить и очевидные достоинства: Типичная схема элементов солнечной батареи. Как у источника энергии, недостатки у солнечных батарей тоже имеются, но их не так уж и много, однако они весьма конкретны и убедительны: Для того чтобы пользоваться дармовой солнечной энергией, потребуется инвестировать в солнечную электростанцию сразу очень значительную сумму. Это всегда труднее, чем платить регулярно, но небольшие суммы. Монтаж солнечных батарей. Поэтому наличие на крыше частного дома солнечной батареи в большинстве случаев свидетельствует не только о приверженности владельцев к экологичным технологиям и техническому прогрессу, но и о наличии у них избыточных сумм денег на банковском счете. Именно в связи с этим в странах Европы солнечные батареи можно встретить гораздо чаще, поскольку там намного выше покупательная способность, нежели в других странах. Помимо этого, использование солнечных батарей требует выбирать в доме подходящее помещение, для того чтобы установить аккумуляторы, оборудовать схему синхронизации напряжения с тем, что подается от местной подстанции. teplomonster.ru Как рассчитать сколько нужно приобрести оборудования для комфортного пользования солнечной энергией? Или как рассчитать мощность солнечных панелей и их количество? В этой статье постараемся рассмотреть такие непростые вопросы. Сразу хочется сказать, что для просчёта необходимой мощности батарей лучше всего обратиться к профессионалам своего дела, но если Вы хотите предварительно прикинуть и определиться для себя, то этот материал для Вас. Как пользоваться такой табличкой? Узнаём сколько потребляет конкретный прибор в Ваттах. Сколько приборов каждого типа предполагается? В примере один котёл и четыре лампы накаливания. Дальше: какое времени работы в сутки предполагается? например, котёл будет работать четыре часа, лампы — три. Умножаем столбики по горизонтали между собой. Например для котла это будет 2000х1х4=4000 Вт·ч(потребление конкретным прибором в сутки). Дальше суммируем все полученные показания, узнаём общее энергопотребление в сутки. В случае с примеров — это 5200 Вт·ч Необходимо определить сколько радиации в год выпадает конкретно в вашей местности, где Вы живёте и где расположен дом. Такие показатели можно либо запросить у метеорологической службы, либо найти таблицы по вашей местности в интернете. Кстати у Google есть отличный сервис, позволяющий определять уровень солнечной радиации, однако он доступен далеко не во всех странах. Поэтому всё же самый простой вариант — найти таблицы во всемирной паутине. Вот некоторые из них, солнечная радиации указана в “кВт·ч/м²/день”: W=5200×1,2=6240 Вт·ч или 6,24 кВтч W= 0,5× 130×5,25=341,25 Втч W=0,7× 130×0,86=78,26 Втч Где соответственно первая формула отображает выработку в летний, самый эффективный месяц в году(данные взяты из таблицы). Вторая формула — для самого не эффективного зимнего месяца. N=6240/341,25=18,3 N=6240/78,26=79,73 На эффективность могут существенно повлиять угол наклона панелей, наличие приводов, которые разворачивают панели к солнцу или их отсутствие. Напоследок хочется сказать, что вряд ли батареи будут способны снабдить Ваш дом необходимой энергией, только если у Вас не предусмотрены большие площади под солнечные батареи. Но всё же главный плюс батарей состоит в том, что Вы всегда можете нарастить мощность, добавляя новые панели. Или же заменив одни солнечные элементы на другие, более мощные. www.solnpanels.comСколько солнечных панелей и аккумуляторов нужно для вашего дома. Мощность солнечной батареи на квадратный метр
КПД солнечных батарей
Виды солнечных фотоэлементов и их КПД
От чего зависит эффективность работы солнечных батарей?
Срок службы и окупаемость солнечных панелей
Эффективность солнечных коллекторов для сбора тепла и батарей для получения электрической энергии постоянно увеличивается. Правда не так быстро, как хотелось бы. Специалисты отрасли занимаются повышением КПД и снижением себестоимости фотоэлементов. В итоге всё это должно привести к уменьшению срока окупаемости и широкому распространению солнечных батарей. Разработки, направленные на увеличение КПД солнечных батарей
Эффективность работы солнечных панелей используемых для энергоснабжения
янв
февр
март
апр
май
июнь
июль
авг
сент
окт
нояб
дек
Горизонтальная панель
37.0
55.2
84.0
116.6
167.1
199.0
206.8
185.0
130.1
95.4
54.2
34.7
Вертикальная панель
65.8
76.5
78.1
80.0
86.9
86.2
95.7
113.6
119.0
130.0
97.6
67.6
Наклон панели 35°
62.0
80.2
103.5
125.0
163.0
184.9
198.1
197.0
161.6
141.7
92.8
61.7
Как рассчитать количество солнечных батарей.
Расчет солнечной электростанции для небольшого объекта можно сделать просто.
Гелиоэнергетика. Реально ли использование солнечных батарей в нашей стране? | Техника и Интернет
Энергия Солнца
Получение солнечной энергии
Заключение
Сколько солнечных панелей и аккумуляторов нужно для вашего дома / С…
При помощи автономной солнечной установки можно обеспечить энергией все электроприборы в вашем доме. Главное понять и правильно оценить потребности вашего домохозяйства и те мощности, которые вам необходимо установить. 
Читайте также:4 способа наземного крепления солнечных батарейКак солнечные батареи работают зимой. PV калькуляторГибкие солнечные панелиКомпоненты домашней солнечной системы.
Домашняя фотоэлектрическая система, как правило, состоит из 6 базовых элементов: 
Рассчитываем количество солнечных батарей и аккумуляторов за 6 шагов
1. Расчет энергопотребления. Первым шагом является составление спецификации, то есть, техническое описание системы. Сначала нужно составить список всех электроприборов в доме, выяснить их потребности и занести в список.
Средний месячный уровень солнечной радиации в некоторых городах Украины (кВт * ч / м.кв / день)
Для систем потребления до 1,5 кВт * ч в день лучше использовать аккумуляторы и панели на 12 В. Системы, которые потребляют свыше 3 кВт * ч в день — целесообразно комплектовать солнечным генератором и аккумулятором с напряжением 48 В.
4. Выбор инвертора. Для пользования бытовыми приборами используется переменный ток (220В, 50 Гц), а для этого в солнечной системе с аккумулятором должен быть инвертор. Желательно использовать инверторы с синусоидальным выходом — это качественная энергия для приборов.
6. Моральное устаревание и утилизация. Об этом мало говорят, но от этого никуда не деться. Все технологические новшества и солнечные установки в том числе, имеют свойство устаревать морально. С каждым годом появляются все более продуктивные и дешевые солнечные панели, аккумуляторы и другие компоненты. И домовладельцы, стремясь получить большую продуктивность и больше зарабатывать на зеленом тарифе меняют их намного раньше, чем они износятся. Это приводит к появлению огромного количества свалок с ненужными панелями и аккумуляторами в Европе и США. И конечно же встает вопрос их утилизации либо отправки на свалки в страны третьего мира. У нас пока такой проблемы нет, но появляется интересная возможность покупки таких морально устаревших компонентов на биржах обмена, как например площадка SecondSol в Германии. Сколько нужно солнечных батарей для дома или другого объекта?
Установка солнечных батарей в доме
Принципы, по которым работает система
Технические характеристики солнечной батареи
Эффективность и преимущества солнечных батарей
Как рассчитать солнечные батареи и количество солнечных панелей для дома
Как рассчитать солнечные батареи для дома?Прежде чем рассчитать солнечные батареи для дома
Потребляющий элемент в сети Мощность в Вт Сколько приборов? Сколько в сутки предполагается времени работы Полученное значение за сутки(Вт·ч) Электрический котёл 2000 1 4 4000 Лампа накаливания 100 4 3 1200 Сумма 2100 5200 Что считать дальше?
Средний месячный уровень солнечной радиации в России
Средний месячный уровень солнечной радиации в Украине
Средний месячный уровень солнечной радиации в Беларуси
интернет-магазин светодиодного освещения
Пн - Вс с 10:30 до 20:00
Санкт-Петербург, просп. Энгельса, 138, корп. 1, тк ''Стройдвор''
Поделиться с друзьями: