Что такое солнечная батарея: устройство, принцип работы, плюсы и минусы

Опубликовано в Разное
/
9 Июн 2021

Содержание

Солнечная батарея — это… Что такое Солнечная батарея?

Солнечная батарея — бытовой термин, используемый в разговорной речи или ненаучной прессе. Обычно под термином «солнечная батарея» или «солнечная панель» подразумевается несколько объединённых фотоэлектрических преобразователей (фотоэлементов) — полупроводниковых устройств, прямо преобразующих солнечную энергию в постоянный электрический ток.

В отличие от солнечных коллекторов, производящих нагрев материала-теплоносителя, солнечная батарея производит непосредственно электричество. Однако для производства электричества из солнечной энергии используются и солнечные коллекторы: собранную тепловую энергию можно использовать и для вырабатывания электричества. Крупные солнечные установки, использующие высококонцентрированное солнечное излучение в качестве энергии для приведения в действие тепловых и др. машин (паровой, газотурбинной, термоэлектрической и др.), называются Гелиоэлектростанции (ГЕЭС).

Различные устройства, позволяющие преобразовывать солнечное излучение в тепловую и электрическую энергию, являются объектом исследования гелиоэнергетики (от гелиос греч.

Ήλιος, Helios — солнце). Производство фотоэлектрических элементов и солнечных коллекторов развивается быстрыми темпами в самых разных направлениях. Солнечные батареи бывают различного размера: от встраиваемых в микрокалькуляторы до занимающих крыши автомобилей и зданий.

Использование

Микроэлектроника

Зарядное устройство

Для обеспечения электричеством и/или подзарядки аккумуляторов различной бытовой электроники — калькуляторов, плееров, фонариков и т. п.

Электромобили

На крыше автомобиля Prius, 2008

Для подзарядки электромобилей.

Энергообеспечение зданий

Солнечная батарея на крыше дома

Солнечные батареи крупного размера, как и солнечные коллекторы, очень широко используются в тропических и субтропических регионах с большим количеством солнечных дней. Особенно популярны в странах Средиземноморья, где их помещают на крышах домов.

Новые дома Испании с марта 2007 года должны быть оборудованы солнечными водонагревателями, чтобы самостоятельно обеспечивать от 30 % до 70 % потребностей в горячей воде, в зависимости от места расположения дома и ожидаемого потребления воды. Нежилые здания (торговые центры, госпитали и т. д.) должны иметь фотоэлектрическое оборудование [1].

В Нидерландах запущен проект по созданию оконного стекла «Smart Energy Glass» с функциональностью фотоэлемента (см. сайт проекта  (англ.) ).

Энергообеспечение населённых пунктов

Солнечно-ветровая энергоустановка

Использование в космосе

Солнечная батарея на МКС

Солнечные батареи — один из основных способов получения электрической энергии на космических аппаратах: они работают долгое время без расхода каких-либо материалов, и в то же время являются экологически безопасными, в отличие от ядерных и радиоизотопных источников энергии.

Однако при полётах на большом удалении от Солнца (за орбитой Марса) их использование становится проблематичным, так как поток солнечной энергии обратно пропорционален квадрату расстояния от Солнца. При полётах же к Венере и Меркурию, напротив, мощность солнечных батарей значительно возрастает (в районе Венеры в 2 раза, в районе Меркурия в 6 раз).

Эффективность фотоэлементов и модулей

Мощность потока солнечного излучения на входе в атмосферу Земли (AM0), составляет около 1366 ватт

[2] на квадратный метр (см. также AM1, AM1.5, AM1.5G, AM1.5D [3], [4]). В то же время, удельная мощность солнечного излучения в Европе в очень облачную погоду даже днём может[5] быть менее 100 Вт/м². С помощью наиболее распространённых промышленно производимых солнечных батарей можно преобразовать эту энергию в электричество с эффективностью 9—24 %. При этом цена батареи составит около 1—3 долларов США за Ватт номинальной мощности. При промышленной генерации электричества с помощью фотоэлементов цена за кВт·ч составит 0,25 долл. По мнению Европейской Ассоциации Фотовольтаики (EPIA), к 2020 году стоимость электроэнергии, вырабатываемой «солнечными» системами, снизится до уровня менее 0,10 € за кВт·ч для промышленных установок и менее 0,15 € за кВт·ч для установок в жилых зданиях.[6]

Сообщается, что в отдельных лабораториях получены солнечные элементы с эффективностью 43 %

[7]. В январе 2011 года ожидается поступление на рынок солнечных элементов с эффективностью 39%[8].

Максимальные значения эффективности фотоэлементов и модулей,
достигнутые в лабораторных условиях[9]
Тип Коэффициент фотоэлектрического преобразования, %
Кремниевые
Si (кристаллический) 24,7
Si (поликристаллический) 20,3
Si (тонкопленочная передача) 16,6
Si (тонкопленочный субмодуль) 10,4
III-V
GaAs (кристаллический) 25,1
GaAs (тонкопленочный) 24,5
GaAs (поликристаллический) 18,2
InP (кристаллический) 21,9
Тонкие пленки халькогенидов
CIGS (фотоэлемент) 19,9
CIGS (субмодуль) 16,6
CdTe (фотоэлемент) 16,5
Аморфный/Нанокристаллический кремний
Si (аморфный) 9,5
Si (нанокристаллический) 10,1
Фотохимические
На базе органических красителей 10,4
На базе органических красителей (субмодуль) 7,9
Органические
Органический полимер 5,15
Многослойные
GaInP/GaAs/Ge 32,0
GaInP/GaAs 30,3
GaAs/CIS (тонкопленочный) 25,8
a-Si/mc-Si (тонкий субмодуль) 11,7

Факторы, влияющие на эффективность фотоэлементов

Особенности строения фотоэлементов вызывают снижение производительности панелей с ростом температуры.

Частичное затемнение панели вызывает падение выходного напряжения за счёт потерь в неосвещённом элементе, который начинает выступать в роли паразитной нагрузки. От данного недостатка можно избавиться путём установки байпаса на каждый фотоэлемент панели.

Из рабочей характеристики фотоэлектрической панели видно, что для достижения наибольшей эффективности требуется правильный подбор сопротивления нагрузки. Для этого фотоэлектрические панели не подключают напрямую к нагрузке, а используют контроллер управления фотоэлектрическими системами, обеспечивающий оптимальный режим работы панелей.

Производство

Очень часто одиночные фотоэлементы не вырабатывают достаточной мощности. Поэтому определенное количество PV элементов соединяется в так называемые фотоэлектрические солнечные модули и между стеклянными пластинами монтируется укрепление. Эта сборка может быть полностью автоматизирована.[10]

Топ десять

Крупнейшие производители фотоэлектрических элементов (по суммарной мощности) в 2010 году. [11]

  1. Suntech Power (англ.)русск.
  2. First Solar (англ.)русск.
  3. Sharp Solar (англ.)русск.
  4. Yingli (англ.)русск.
  5. Trina Solar (англ.)русск.
  6. Canadian Solar (англ.)русск.
  7. Hanwha Solarone (англ.)русск.
  8. SunPower (англ.)русск.
  9. Renewable Energy Corporation (англ.)русск.
  10. SolarWorld

Производство в России

Заводы производящие солнечные батареи[источник не указан 646 дней]:

  1. ООО «Хевел» (Новочебоксарск)[12]
  2. «Телеком-СТВ» (Зеленоград)
  3. «Солнечный ветер» (Краснодар)[13]
  4. ОАО «НПП «Квант» (Москва)[14][15]
  5. ОАО «Рязанский завод металлокерамических приборов»
  6. ЗАО «Термотрон-завод» (Брянск)
  7. ОАО «Сатурн» Краснодар[16]

См. также

Ссылки

Примечания

  1. Spain requires new buildings use solar power
  2. «Solar Spectra: Air Mass Zero»
  3. «Solar Photovoltaic Technologies»
  4. «Reference Solar Spectral Irradiance: Air Mass 1.
  5. По материалам: www.ecomuseum.kz
  6. «Конкурентоспособность энергетики» // Photon Consulting
  7. Австралийцы установили новый рекорд КПД солнечных батарей  (рус.). Membrana. Membrana (28 августа 2009). Архивировано из первоисточника 25 июня 2012. Проверено 6 марта 2011.
  8. На рынок выходят солнечные батареи с рекордным КПД  (рус.). Membrana. Membrana (25 ноября 2010). Архивировано из первоисточника 25 июня 2012. Проверено 6 марта 2011.
  9. http://www.nitolsolar.com/rutechnologies/
  10. Производство фотоэлектрического солнечного модуля. Архивировано из первоисточника 25 июня 2012.
  11. PVinsights announces worldwide 2010 top 10 ranking of PV module makers
  12. ООО «Хевел». Архивировано из первоисточника 25 июня 2012.
  13. Солнечный ветер. Архивировано из первоисточника 25 июня 2012.
  14. Официальный сайт предприятия
  15. «Солнечные» крылья. Сюжет телестудии Роскосмоса февраль 2012 г.
  16. ОАО «Сатурн» Краснодар. Архивировано из первоисточника 25 июня 2012.

СОЛНЕЧНАЯ БАТАРЕЯ — это… Что такое СОЛНЕЧНАЯ БАТАРЕЯ?


СОЛНЕЧНАЯ БАТАРЕЯ
СОЛНЕЧНАЯ БАТАРЕЯ (батарея солнечных элементов), устройство, преобразующее энергию солнечного света непосредственно в ЭЛЕКТРИЧЕСТВО. Обычно состоит из кристалла кремния
р-типа,
покрытого кристаллом п-типа (см. ПОЛУПРОВОДНИК). Световое излучение вызывает высвобождение электронов и создает РАЗНОСТЬ ПОТЕНЦИАЛОВ, так что ток может течь между электродами, присоединенными к этим двум кристаллам. Все волны, длиной короче одного микрометра, могут вырабатывать электрическую энергию. Солнечные батареи преобразуют в полезную энергию около 10% солнечного света. Они часто используются в качестве элементов питания в небольших электронных устройствах типа карманного калькулятора. Панели из нескольких тысяч батарей могут вырабатывать энергию мощностью несколько сотен ватт. см. также СОЛНЕЧНАЯ ЭНЕРГИЯ.

Солнечный (фотогальванический) элемент (А) состоит из двух кремниевых полупроводников, расположенных между металлическими контактами, защищенными решеткой. Один из кремниевых полупроводников накапливает положительные заряды (1), а другой — отрицательные (2), создавая разность электрических потенциалов. Когда фотоны света попадают на р-л переход между полупроводниками (4), они смещают электроны, присоединенные к положительному полупроводнику. Металлические контакты (5) соединяют две заряженные области, используя разность потенциалов и создавая электрический ток.

Научно-технический энциклопедический словарь.

  • СОЛК
  • СОЛНЕЧНАЯ ПОСТОЯННАЯ

Смотреть что такое «СОЛНЕЧНАЯ БАТАРЕЯ» в других словарях:

  • Солнечная батарея — Солнечная батарея. Гелиоустановка с полупроводниковыми солнечными батареями в системе электроснабжения жилого дома. СОЛНЕЧНАЯ БАТАРЕЯ, источник тока на основе полупроводниковых фотоэлементов; непосредственно преобразует энергию солнечной радиации …   Иллюстрированный энциклопедический словарь

  • СОЛНЕЧНАЯ БАТАРЕЯ — (батарея солнечных элементов) устройство …   Физическая энциклопедия

  • СОЛНЕЧНАЯ БАТАРЕЯ — см. в ст. Солнечные элементы …   Большой Энциклопедический словарь

  • солнечная батарея — Устройство для выработки электроэнергии в результате поглощения и преобразования солнечной радиации. Syn.: солнечный коллектор …   Словарь по географии

  • Солнечная батарея — Дерево из солнечных панелей в Глайсдорфе Солнечная батарея бытовой термин, используемый в разговорной речи или ненаучной прессе. Обычно под термином «солнечная батарея» или «солнечная …   Википедия

  • солнечная батарея — (батарея солнечных элементов), устройство, в котором происходит непосредственное преобразование солнечного излучения в электрическую энергию с помощью фотоэлементов. Солнечная батарея состоит из многих (до нескольких десятков и сотен тысяч)… …   Энциклопедия техники

  • солнечная батарея — см. Солнечные элементы. * * * СОЛНЕЧНАЯ БАТАРЕЯ СОЛНЕЧНАЯ БАТАРЕЯ, см. в ст. Солнечные элементы (см. СОЛНЕЧНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ) …   Энциклопедический словарь

  • солнечная батарея — saulės baterija statusas T sritis automatika atitikmenys: angl. solar array; solar battery vok. Solarbatterie, f; Solarzellenbatterie, f; Sonnenbatterie, f rus. солнечная батарея, f pranc. batterie solaire, f; pile solaire, f …   Automatikos terminų žodynas

  • солнечная батарея — saulės baterija statusas T sritis Standartizacija ir metrologija apibrėžtis Įtaisas, paverčiantis Saulės spinduliuotės energiją elektros energija. atitikmenys: angl. solar battery vok. Sonnenbatterie, f rus. солнечная батарея, f pranc.… …   Penkiakalbis aiškinamasis metrologijos terminų žodynas

  • солнечная батарея — saulės baterija statusas T sritis chemija apibrėžtis Įrenginys, paverčiantis Saulės spinduliuotės energiją elektros energija. atitikmenys: angl. solar battery rus. солнечная батарея …   Chemijos terminų aiškinamasis žodynas


СОЛНЕЧНАЯ БАТАРЕЯ — это… Что такое СОЛНЕЧНАЯ БАТАРЕЯ?

(батарея солнечных элементов) — устройство, фотоэффекта. Наиб, применение получили конструкции СЭ с р-п-переходами и гетеропереходами, представляющие собой плоскую (базовую) полупроводниковуюпластину с тонким фронтальным слоем полупроводника, имеющего тип проводимости, носители заряда, к-рые перемещаются под действиемэлектрич. поля р —re-перехода и создают на внеш. выводах фотоэдс.

Основные параметры солнечных элементов. При отсутствии внеш. нагрузкинапряжение на выводах СЭ максимально и наз. напряжением холостого хода U ХХ.В замкнутом накоротко фотоэлементе потечёт макс. фототок I кз— ток короткого замыкания. При наличии внеш. нагрузки величины напряжения UH на нагрузке и тока IH меньше значений UXX и I кз соответственно. Величина наз. фактором заполнения нагрузочной характеристики.

Важнейшим параметром СЭ является его кпд (или эффективность преобразованияэнергии солнечного излучения в электрическую), где Р с мощность солнечного излучения, падающего наповерхность СЭ. Эффективность СЭ определяется тем, что часть солнечногоизлучения с энергией фотона, меньшей ширины запрещённой зоны полупроводника, проходит через СЭ без поглощения и в фотоэлектрич. отношенииявляется бесполезной. Чем меньше ширина запрещённой зоны, тем большая долясолнечного света поглощается в нём.

Др. важная причина снижения кпд СЭ — неполное использование энергиипоглощённых фотонов. При генерации электронно-дырочных пар фотонами с энергией,

Осн. причинами дополнит. потерь, уменьшающих практически достижимыезначения кпд, являются отражение части светового потока от поверхностиСЭ (коэф. отражения для полупроводников, применяемых в СЭ, составляет ок.30% и 3-5% при использовании просветляющих покрытий) и рекомбинац. потери, р-re-перехода, рекомбинирует, а их энергия передаётся решётке полупроводника(см. Рекомбинация носителей заряда). В фотоэлементах с р — п- переходамисущественны потери за счёт поверхностной рекомбинации, особенно для носителей, Энергетич. характеристики С. б. определяются материалом фотоэлемента, Полупроводниковыематериалы). Наиб. высокий кпд получен в СЭ на основе Si (17% при освещениив земных условиях) и в СЭ на основе GaAs (22%). Конструктивно С. б. обычновыполняют в виде плоской панели и СЭ, защищённых прозрачными покрытиями. 2, ток С. б. — сотен А, напряжение — сотен В, генерируемаямощность — неск. десятков и сотен кВт.

Увеличение кпд может быть получено в каскадных СЭ с неск. р —re-переходамив полупроводниках с разл. шириной запрещённой зоны. Солнечный спектр можетбыть расщеплён либо селективными зеркалами, либо посредством расположениянеск. СЭ один за другим с убыванием ширины запрещённой зоны СЭ по ходусолнечных лучей. Расчётные значения кпд для двухкаскадных СЭ достигают45%. Осн. перспективы в реализации монолитных конструкций каскадных СЭзаключаются в трудности осуществления последоват. соединения верхнего инижнего элементов без внесения дополнит. омических и оптич. потерь.

Достоинства С. б.- их простота, надёжность и долговечность, малая массаи миниатюрность СЭ, генерирование энергии без загрязнения окружающей среды;осн. недостаток — высокая стоимость. Применяются на космич. летат. аппаратах, Лит.: Васильев А. М., Ландсман А. П., Полупроводниковые фотопреобразователи, элементы, М. , 1987. В. М. Андреев.

Физическая энциклопедия. В 5-ти томах. — М.: Советская энциклопедия. Главный редактор А. М. Прохоров. 1988.

Солнечные элементы: фотоэлементы для солнечных батарей

Солнечные элементы – это части батарей, которые генерируют электрический ток. Появились они сравнительно недавно, в XIX веке, и только сейчас их начали использовать в качестве недорогого, но эффективного способа добычи энергоресурсов. Принцип работы солнечных батарей довольно прост. Ими можно оснастить жилое или нежилое помещения. Существуют различные виды данных элементов питания. Разберем их более подробно.

Элементы солнечных батарей

Зачастую энергия солнечной панели используется для дома и его нужд. Вырабатываемого электрического тока достаточно для двухэлементной бойлерной системы, холодильника, телевизора и прочих бытовых приборов.

Солнечные лучи – это экологически чистое «топливо». Ведь в процессе работы модуль солнечной батареи не выделяет обилие вредных выхлопов, углекислый газ и не расходует невосполнимые природные ископаемые.

Стоит понимать, что солнечные батареи складываются из множества модулей. И то, что мы видим на крыше зданий или на стенах, является только частью системы.

Из чего состоит солнечная система электроснабжения:

  1. Солнечные ячейки, складывающиеся в панели. Это те видимые нам батареи, которые крепятся на крышу или стены.
  2. Аккумулятор. Данный элемент в системе необходим для накапливания лишней энергии, например, в ясный день. В пасмурную погоду, когда батареи работают не на полную мощность, ток на бытовые нужды берется из АКБ.
  3. Контроллер регулирует заряд аккумулятора, подсказывает владельцу системы, что заряда недостаточно или слишком много. Излишнее напряжение губительно для аккумулятора.
  4. Преобразователь постоянного тока в переменный (инвертор) необходим для работоспособности бытовых приборов. Ведь не все из них способны работать на постоянном потоке заряженных частиц.

Подключая солнечные модули, необходимо уже изначально определиться с местом их расположения, видом, количеством бытовой техники, необходимостью контролера АБК.

Стоит понимать, что такая системы является наборной, и вы с легкостью можете установить еще не один солнечный модуль.

Принцип работы солнечных батарей

Человечество научилось получать энергию из ископаемых, потоков воды и порывов ветра, дошли и до применения световых лучей. Существуют даже солнечные модули, которые поглощают невидимый инфракрасный спектр и работают ночью. Всепогодные батареи эффективны в пасмурную погоду, туман, дождь.

Принцип работы любой батареи – преобразование лучей солнца в электрический импульс.

Зачастую солнечные модули работают на кристаллах кремния, и этому есть объяснение. Данный металл чувствителен к воздействию лучей, он недорог в добыче, а КПД батарей составляет 17-25%. Кристалл кремния при попадании на него солнечных лучей образует направленное движение электронов. При средней площади батареи 1-1,5 м² можно достичь на выходе напряжение в 250 Вт.

В настоящее время применяется не только кремний, но и соединения селена, меди, иридия и полимеров. Но широкого распространения они не получили, даже несмотря на КПД в 30-50%. Все потому, что они очень дороги. Для электрификации обычного дачного или загородного дома отлично подойдет кремниевая фотоэлектрическая панель.

Читайте также:
Плюсы и минусы солнечной энергии

Виды солнечных батарей

Такие аккумуляторы постоянно видоизменяются. Эта область модифицируется и подвергается инновационным решениям.

Именно поэтому существует много видов солнечных панелей.

Монокристаллические

Данные батареи обладают хорошим КПД. Каждая ячейка являет собой отдельный кристалл кремния. Поверхность батареи слегка выпуклая, насыщенного синего цвета. Фотоэлектрические панели этого типа имеют самую высокую цену, которая обуславливается сложностью технологии. Ведь все кристаллы развернуты в одном направлении.

Необходимо будет дополнительное оборудование, которое будет разворачивать комплекс панелей в зависимости от положения Солнца на горизонте. Из-за необходимости прямых лучей такие элементы устанавливают на хорошо освещенных участках или возвышенностях.

Средний срок эксплуатации – 25 лет.

Поликристаллические (multi-Si)

Солнечные модули данного вида обладают неравномерно насыщенным синим цветом из-за разной направленности кристаллов кремния. Они дешевле монокристаллических аналогов, обладают хорошим КПД, их не нужно разворачивать к солнцу. В пасмурную погоду или облачность они показывают лучшие результаты, нежели вышеописанный вид.

Средний срок эксплуатации без потери качеств – 15-20 лет.

Аморфные (полимерные солнечные батареи)

В данном случае используются не цельные кристаллы, а гидрид кремния. Его наносят на твердую или гибкую подложку. Преимуществами является низкая стоимость. К тому же, полимерный солнечный элемент можно нанести на любую гибкую подложку. Значит, вы можете по максимуму использовать скат крыши, неровные поверхности.

Фотоэлектрическая структура полимерного кремния позволяет поглощать свет даже рассеянный. Аморфные солнечные батареи выгодно ставить в условиях севера, короткого светового дня, в областях с агрессивными атмосферными условиями.

Существуют и другие, более редкие разновидности.

Органические

Эти солнечные батареи только изучаются. Активные разработки появились в последнем десятилетии, поэтому достоверных данных насчет гарантированного срока эксплуатации у производителей нет. Солнечный элемент использует органическую основу – соединения углерода.

Некоторые виды солнечных панелей данного строения обладают хорошим КПД, они пластичны, экологичны, просты в утилизации и значительно дешевле кремниевых аналогов.

Безкремниевые

Изготовлены на основе редких металлов. Вместо кремния применяются соединения теллура, селена, меди, индия. Данные металлы редкие и дорогие, поэтому стоимость батарей очень высокая. Однако панели этого типа могут работать в широком температурном диапазоне.

Сравнение КПД батарей разного типа

Разновидность панели Максимальное значение КПД
Монокристаллические 20-25%
Поликристаллические 15-20%
Аморфные 6-7% (в некоторых случаях до 15%)
Органические 12-15%
На основе редких металлов 10-20%, в зависимости от применяемого металла. Некоторые панели могут выдавать до 40%

Как подобрать солнечную панель?

Как видите, типы солнечных батарей различны.

Подбирать устройство необходимо, исходя из многих факторов:

  • степени освещенности территории;
  • климата;
  • площади помещения;
  • количества бытовых приборов;
  • финансового бюджета;
  • площади крыши;
  • возможности пользования стационарными электросетями;
  • отдаленности от населенного пункта.

Естественно, если вы собираетесь поставить солнечные панели на дачу, где проводите время только летом, стоит побеспокоиться о безопасности вашего имущества.

Если у вас длинный световой день, хорошо освещаемая территория, то отдайте предпочтение моно- и поликристаллическим моделям. В холодных широтах приобретайте поликристаллические или полимерные фотоэлементы.

Читайте также:

Характеристики солнечных батарей

Виды подключения

Вы уже купили фотоэлементы для солнечных батарей, АКБ и все остальные составляющие. Осталось определиться с типом электроснабжения вашего жилища. Они бывают:

  1. Автономные. В данном случае ваш дом питается только от солнечных батарей и никак не связан с общей электрификацией.
  2. Смежные. Панели подключаются в общую сеть. Если бытовые приборы потребляют небольшое количество энергии, то стационарная сети не используется, ток берется из аккумулятора. В случае превышения потребностей электричество расходуется и из общей сети. Стоит учитывать, что без сети сами по себе батареи работать не будут.
  3. Комбинированные похожи на смежные. Но в данном случае излишек электроэнергии, получаемый панелями, идет не в аккумулятор, а в общую сеть.

Какую систему и панели выбрать, решать только вам. Перед покупкой проконсультируйтесь у нескольких специалистов, ведь такие системы приобретаются не на один год. При правильном подключении они будут радовать вас долгое время.

Что такое солнечная батарея |

Обычно под термином «солнечная батарея» подразумевается панель генерирующая электрический ток под воздействием солнечного света. Солнечную батарею еще называют фотоэлектрическим преобразователем. Так же встречаются такие термины как: солнечная панель, солнечный модуль, фотомодуль и т.д.

Структура фотоэлектрической установки

Солнечная батарея и фотоэффект

Для получения электроэнергии от солнечной батареи необходимо осуществить фотоэффект. Этот процесс связан с физическим явлением p-n перехода, который происходит в фотоэлементе. Конструктивно фотоэлемент состоит из двух пластин полупроводникового материала. Одна из используемых пластин содержит атомы бора, а вторая атомы мышьяка. При этом верхний слой характеризуется переизбытком электронов (область электронов), а нижняя – их нехваткой (так называемая дырочная область). В данном случае на границе этих пластин поддерживается электронно-дырочный переход, так называемый p-n переход.

В результате попадания на фотоэлемент солнечных лучей (фотонов) происходит освещение пластин и оба слоя взаимодействуют как электроды обыкновенной батареи – возникает электродвижущая сила (ЭДС).

.
Солнечный луч возбуждает электроны, которые начинают перемещаться из одной пластины в другую. Для снятия электрической энергии на обе поверхности напаивают тонкие слои проводника и подключают к нагрузке. Выработка этой энергии не связана с химическими реакциями, поэтому такая солнечная батарея может прослужить довольно долгий срок.

Основа для большинства солнечных батарей – кремний

Кремний для производства солнечных батарей может быть монокристаллическим или поликристаллическим. Внешне монокристаллический кремний можно отличить по равномерному чёрно-серому цвету поверхности фотоэлемента. Этот вид материала выращивают в промышленных условиях, после чего специальной нитью разрезают на тонкие пластины. Второй тип представляет собой новое поколение элементов,сделанных из более доступного поликристаллического кремния.  Изготовление проходит методом литья. Выглядит материал как, поверхность с неравномерным синим переливом. Кроме того,  в кремний добавляют в определенном количестве мышьяк и бор.

Учёные вплотную изучают вопросы, которые могли бы улучшить выработку электроэнергии в солнечных электростанция при помощи повышения КПД солнечной батареи. Для этого в тонкослойных ячейках может содержаться не только кремний, но и галлий, арсенид, кадмий, медь, селен и многие другие материалы. Так же большой проблемой на пути улучшения эффективности солнечных батарей, является избыточное тепло, которое возникает при нагреве пластин солнечных элементов. Разрабатывается много путей для отвода данного тепла от солнечной батареи. Ведь КПД панелей в редких случаях превышает 25 %.

Типы солнечных батарей

В настоящее время на рынке можно найти пять основных типов солнечных батарей.

Наибольшую популярность получили солнечные батареи из поликристаллических фотоэлементов. Эффективность таких панелей в среднем  составляет 12-14 %.

Панели из монокристаллических фотоэлементов характеризуются более высоким КПД (14-16 %). Такие панели немного дороже чем панели из поликристаллического кремния. Так же ячейки имеют форму многоугольника и из-за этого не полностью заполняют пространство солнечной батареи, что приводит к более низкой эффективности всей батареи по отношению к одной ячейки.

Солнечные батареи из аморфного кремния имеют наименьшую эффективность ( 6-8 %), но в то же время имеют наиболее низкую себестоимость производимой энергии.


Солнечные батареи на основе Теллурид Кадмия (CdTe) представляют собой тонкопленочную технологию производства солнечных проебразователей. Полупроводниковые слои наносят на панель толщиной всего в несколько сотен микрон. Производство является менее вредным для окружающей среды. Эффективность солнечных батарей на основе Теллурид Кадмия составляет порядка 11-12 %.

Солнечные батареи: принцип работы, как сделать своими руками в домашних условиях

Использование солнечной энергии для обеспечения жизненных потребностей в 21 веке является актуальным вопросом не только для корпораций, но и для населения. Теперь использование солнечных батарей для получения экологической электроэнергии привлекает много людей своей доступностью, автономностью, неиссякаемостью и минимальными вложениями. Теперь эти явления настолько привычны и обыденны, что уже давно прочно обосновались в нашу каждодневную жизнь.

Данный источник электроэнергии используется для освещения, функционирования бытовых электроприборов и отопления. Уличные фонари на солнечных батареях используются повсеместно в городской черте, на дачных участках и территориях загородных коттеджей.

Содержание

Принцип работы солнечной батареи

Устройство предназначено для непосредственного преобразования лучей солнца в электричество. Этот действие называется фотоэлектрическим эффектом. Полупроводники (кремневые пластины), которые используются для изготовления элементов, обладают положительными и отрицательными заряженными электронами и состоят их двух слоев n-слой (-) и р-слой (+). Излишние электроны под воздействием солнечного света выбиваются из слоев и занимают пустые места в другом слое. Это заставляет свободные электроны постоянно двигаться, переходя из одной пластины в другую вырабатывая электричество, которое накапливается в аккумуляторе.

Как работает солнечная батарея, во многом зависит от ее устройства. Первоначально фотоэлементы изготавливались из кремния. Они и сейчас очень популярны, но поскольку процесс очистки кремния достаточно трудоемок и затратен, разрабатываются модели с альтернативными фотоэлементами из соединений кадмия, меди, галлия и индия, но они менее производительны.

КПД солнечных батарей с развитием технологий вырос. На сегодняшний день это показатель возрос от одного процента, который регистрировался в начале столетия, до более двадцати процентов. Это позволяет в наши дни использовать панели не только для обеспечения бытовых нужд, но и производственных.

Технические характеристики

Устройство солнечной батареи довольно простое, и состоит из нескольких компонентов:

  • Непосредственно фотоэлементы / солнечная панель;
  • Инвертор, преобразовывающий постоянный ток в переменный;
  • Контроллер уровня заряда аккумулятора.

Аккумуляторы для солнечных батарей купить следует с учетом необходимых функций. Они накапливают и отдают электроэнергию. Запасание и расход происходит в течение всего дня, а ночью накопленный заряд только расходуется. Таким образом, происходит постоянное и непрерывное снабжение энергией.

Чрезмерная зарядка и разрядка батареи укорачивает ее эксплуатационный срок. Контроллер заряда солнечной батареи автоматически приостанавливают накопление энергии в аккумуляторе, когда он достиг максимальных параметров, и отключают нагрузку устройства при сильной разрядке.

(Tesla Powerwall — аккумулятор для солнечных панелей на 7 КВт — и домашняя зарядка для электромобилей)

Сетевой инвертор для солнечных батарей является самым важным элементом конструкции. Он преобразовывает полученную от солнечных лучей энергию в переменный ток различной мощности. Являясь синхронным преобразователем, он совмещает выходное напряжение электрического тока по частоте и фазе со стационарной сетью.

Фотоэлементы могут соединяться как последовательно, так и параллельно. Последний вариант увеличивает параметры мощности, напряжения и тока и позволяет устройству работать, даже если один элемент потеряет функциональность. Комбинированные модели изготовлены с использованием обеих схем. Эксплуатационный срок пластин около 25 лет.

Установка солнечных батарей

Если конструкции будут использоваться для электрообеспечения жилых пространств, то место установки следует выбирать тщательно. Если панели будут загорожены высотными зданиями или деревьями, то трудно будет получить необходимую энергию. Их необходимо разместить там, где поток солнечных лучей максимален, то есть на южную сторону. Конструкцию лучше установить под наклоном, угол которого равен географической широте месторасположения системы.

Солнечные панели должны размещаться таким образом, чтобы хозяин имел возможность периодически очищать поверхность от пыли и грязи или снега, поскольку это приводит к более низкой способности выработки энергии.

Солнечная батарея своими руками

Те, кто хочет сэкономить, задумываются, как сделать солнечную батарею в домашних условиях самостоятельно, чтобы она обладала необходимыми эксплуатационными параметрами и полностью обеспечивала энергетические потребност. Это особенно актуально для мест отдаленных от главных артерий цивилизации.

Солнечные батареи своими руками в домашних условиях изготавливаются из соответствующих элементов, которые можно купить в открытом доступе в специализированных компаниях или через интернет магазины. Если кремниевые пластины должны приобретаться у производителей, то остальные элементы, такие как лента, рамка, пленка, стекло, припой и прочее можно вполне обнаружить и дома в хозяйстве.

Солнечная батарея своими руками из подручных средств изготавливается некоторыми умельцами из медных листов, зажимов, мощных электроплит, соли и из других материалов. Такие кустарные устройства не смогут полностью обеспечить необходимой электроэнергией и могут использоваться лишь в небольших масштабах.

Лучше всего солнечные батареи купить у производителя, поскольку они обладают гарантией и необходимыми функциональными и эксплуатационными параметрами, и, значит, не подведут. Производство солнечных батарей базируется на применении новейших технологий, которые постоянно развиваются, предлагая более усовершенствованные модели. В зависимости от размеров устройств, они могут использовать для различных целей в местах, где нет снабжения электроэнергией. Они встречаются на калькуляторах, часах, различных мобильных устройствах.

Так, например, рюкзак с солнечной батареей будет незаменимым помощником тех, кто любит путешествовать с комфортом. Он накопит достаточно энергии, чтобы зарядить фонарик для освещения туристической палатки или чтобы во время похода заряжать необходимые гаджеты. Судя по отзывам, солнечные батареи используются часто и с удовольствием для удовлетворения разнообразных нужд не только на природе, но и в быту.

Современные устройства со встроенными солнечными модулями

  • Power bank с солнечной батареей – внешний накопитель с фотоэлементами для преобразования солнечных лучей в заряд аккумулятора. Он обладает несколькими портами и предназначен для зарядки смартфонов или планшетов. Это незаменимое устройство для тех кто, много времени тратят в дороге и пользуются гаджетами. Устройство, зависимо от модели может дополняться различными функциями, как, к примеру, фонариком.
  • Робот конструктор – наборы с различными элементами, из которых можно собрать несколько конструкций, которые двигаются автономно. Это лучшая игрушка для любознательных детей. Робот конструктор на солнечной батарее купить интересно будет не только малышам, но и вполне взрослым дяденькам, поскольку захватывающим является не только движение робота, но и сам процесс сборки.
  • Уличные садовые светильники на солнечных батареях – идеальное решение для сада, огорода или приусадебного участка. Благодаря накопленному заряду они будут светиться всю ночь. Для этого не нужно прокладывать специальную проводку. Их можно брать с собой на рыбалку или семейный поход. Чрезвычайная мобильность, компактность и удобство делают фонари самыми востребованными изделиями на солнечных батареях.

Возможности эксплуатации настолько разнообразны, а технологии так быстро развивается, что скоро солнечные модули охватят все сферы жизни современного человека.

Как работают солнечные батареи?

Солнечные батареи — неотъемлемая часть энергетической независимости дома. Здесь мы подробно рассмотрим, как именно работают солнечные батареи. В этом примере мы предположим, что батарея работает в паре с солнечной системой, а не просто с отдельной батареей.

Шаг 1: Солнечная энергия

Процесс начинается с солнечной батареи на крыше, производящей энергию.Солнечный свет попадает на панели, которые преобразуют видимый свет в электрический ток.

Электроэнергия постоянного тока, производимая солнечной системой, затем может быть преобразована в мощность переменного тока или сохранена как мощность постоянного тока, в зависимости от того, использует ли система аккумулятор переменного или постоянного тока. Подробнее об этом чуть позже.

Шаг 2: Зарядка аккумулятора

Дом будет иметь первостепенное значение для солнечной энергии. Электроэнергия, производимая панелями, будет напрямую питать главную электрическую панель дома и питать все в доме, от телевизоров и освещения до кондиционирования воздуха и зарядки электромобилей.

Часто солнечные системы могут производить больше энергии, чем в данный момент требуется дому. Представьте себе прекрасный весенний день, когда погода умеренная и дом не потребляет много электроэнергии, но панели вырабатывают много энергии. В таких условиях мощность солнечной системы может легко превысить потребности дома.

Без батареи эта дополнительная энергия будет возвращаться в сеть через процесс, известный как чистое измерение. Фактически, эта дополнительная мощность будет «вращать счетчик в обратном направлении» и предоставить домовладельцу кредит, который поможет компенсировать мощность, потребляемую из сети, когда система не удовлетворяет все потребности дома (например, ночью).

С батареей, вместо того, чтобы идти в сеть, дополнительное электричество, производимое солнечной системой, поступает в батарею и заряжает ее. Скорость зарядки аккумулятора зависит от количества производимой дополнительной энергии, что само по себе зависит от множества факторов, таких как размер солнечной системы и текущая потребность в электроэнергии в доме.

Шаг 3: зарядка постоянным током и переменным током

В то время как дома работают от переменного тока, все батареи нуждаются в постоянном токе для зарядки.Вот почему на кабеле вашего ноутбука есть такая большая коробка — он преобразует мощность переменного тока, идущую от стены, в мощность постоянного тока для зарядки аккумулятора ноутбука.

Если все батареи требуют питания постоянного тока для зарядки, то что же такое батарея переменного тока?

Аккумулятор переменного тока — это аккумулятор, который может принимать входящую мощность переменного тока, и он использует встроенный инвертор для преобразования его в мощность постоянного тока, который затем заряжает аккумулятор. Когда аккумулятор подает электроэнергию в дом, инвертор затем преобразует мощность постоянного тока, поступающую от аккумуляторного блока, обратно в переменный ток, который затем подается в дом.

Большинство современных солнечных батарей, включая Tesla Powerwall, являются батареями переменного тока. Самым большим преимуществом батарей переменного тока является то, что их можно использовать с любой солнечной системой. С ними можно соединить любой солнечный инвертор, включая микроинверторы, поскольку они могут принимать выход переменного тока от любой системы. Это делает их очень гибкими и простыми для модернизации существующих солнечных систем.

Напротив, батареи постоянного тока не имеют встроенного инвертора. В результате их необходимо заряжать напрямую от источника постоянного тока.Для этого требуется специальный инвертор, который может передавать мощность постоянного тока, вырабатываемую солнечными панелями, непосредственно в батарею, не преобразовывая ее сначала в переменный ток. Когда аккумулятор нуждается в питании дома, мощность постоянного тока от источника питания подается на внешний солнечный инвертор, где она преобразуется в мощность переменного тока, которая затем питает дом.

Самым большим преимуществом батарей постоянного тока является то, что они имеют более высокую эффективность при прохождении туда и обратно. Каждый раз, когда электричество переключается с постоянного тока на переменный (или наоборот), примерно 5% мощности теряется на тепло.Следовательно, чем больше раз вы инвертируете мощность, тем больше энергии вы потеряете. В результате батареи постоянного тока более эффективны, чем батареи переменного тока, поскольку они реже инвертируют мощность. Батареи постоянного тока также обычно дешевле, поскольку в них нет дополнительного инверторного оборудования.

Шаг 4: Разрядка батареи

Теперь, когда аккумулятор заряжен дополнительной солнечной энергией, будь то переменный или постоянный ток, эта накопленная энергия может быть использована в доме позже.Есть две основные причины, по которым домовладелец хотел бы иметь дополнительную энергию, запасенную для дальнейшего использования.

Первая причина заключается в том, что в доме отключено электричество из сети. Как только произойдет отключение электроэнергии, резервный шлюз аккумуляторной системы изолирует дом от сети и активирует аккумулятор, чтобы немедленно обеспечить питание цепей, к которым он подключен. В этом отношении батарея будет работать как обычный генератор, за исключением того, что батареи намного лучше генераторов во всех важных аспектах.

Вторая причина хранить энергию для дальнейшего использования — это воспользоваться тарифными планами по времени использования (TOU) от коммунальных компаний. Многие коммунальные предприятия переводят домовладельцев на тарифы TOU, потому что эти планы более точно отражают изменения оптовых цен на электроэнергию в течение дня. В Калифорнии домовладельцы крупнейших коммунальных предприятий, принадлежащих инвесторам (PGE, SCE, SDGE), должны перейти на тарифный план TOU при установке солнечных батарей.

Согласно тарифному плану TOU, дополнительная энергия, которую панели производят в середине дня, менее ценно, чем мощность, потребляемая из сети в ночное время.В результате использование солнечной батареи может помочь домовладельцам сэкономить больше денег, так как они не будут платить за коммунальные услуги в вечернее время. Вы можете узнать больше о тарифах TOU и экономии здесь.

Заключение

Это действительно так просто! Солнечные батареи улавливают излишки солнечной энергии и позволяют использовать ее, когда это наиболее выгодно для домовладельца, например, во время отключения электричества или для получения дополнительной экономии на счетах за электроэнергию. Поговорите с одним из наших консультантов по энергетике, чтобы увидеть вашу индивидуальную солнечную и аккумуляторную систему!

Какая солнечная батарея лучше всего подходит для хранения энергии?

Эта статья была обновлена ​​в мае 2018 г.


См. Также: Какие общие типы аккумуляторов используются в проектах с солнечными батареями и накопителями?


Интерес к хранению энергии стремительно растет. Это уже не просто жизнь вне сети. Хранение помогает решить проблемы изменчивости с возобновляемыми источниками энергии. Добавление солнечной батареи к жилому проекту, подключенному к сети, также позволяет массиву продолжать обеспечивать питание критических нагрузок, когда сеть не работает, вместо того, чтобы отключаться и воздерживаться от выработки электроэнергии.Хранение также может помочь коммерческим потребителям снизить плату за пиковое потребление, значительно снизив их счета за электроэнергию. Хранилище используется даже на уровне энергокомпании для оказания вспомогательных услуг энергосистеме. Потребность в хранении растет, поскольку штаты принимают законы о самопотреблении и другие законы, поощряющие использование батарей. .

Батареи в солнечных батареях должны соответствовать требованиям нестабильной электросети, интенсивных циклов (зарядка и разрядка) и нерегулярной полной подзарядки. Для этих уникальных требований существует множество типов батарей.При выборе батареи следует учитывать стоимость, срок службы, установку и обслуживание.

Вот эти аспекты каждой технологии, а также некоторые передовые практики при выборе батарей для солнечной установки.

Солнечные батареи

Свинцово-кислотные
Свинцово-кислотные батареи глубокого цикла используются в возобновляемых источниках энергии и надежно используются в автономных приложениях во всем мире на протяжении десятилетий.

Стоимость: Типичные свинцово-кислотные батареи глубокого разряда стоят значительно дешевле литий-ионных.

Велоспорт: Свинцово-кислотные батареи с клапанной регулировкой (VRLA) включают модели из абсорбированного стекломата (AGM) и гелевые. Многие аккумуляторы AGM, доступные на рынке, в основном предназначены для двойного назначения или для резервных приложений, таких как аварийное резервирование, но не для глубокого цикла. Однако новые конструкции AGM с глубоким циклом обладают повышенной производительностью и общим выходом энергии, что делает их хорошим выбором для возобновляемых источников энергии по более низкой цене, чем гелевые батареи.

Фактически, батареи VRLA с добавлением наноуглерода более устойчивы к сульфатированию, которое со временем может привести к разрядке батарей.Углерод замедляет сульфатирование и позволяет батарее заряжаться быстрее и дольше, чем традиционная свинцово-кислотная. Это делает его хорошим выбором для приложений, в которых аккумулятор находится в частично заряженном состоянии, например, для арбитража энергии или вне сети.

Замена / обслуживание: Многие факторы, включая первоначальный дизайн и текущее обслуживание, влияют на срок службы батарей, поэтому трудно определить сроки, когда потребуется замена батарей. Залитые свинцово-кислотные аккумуляторы необходимо регулярно пополнять, поскольку электролит, полностью погружающий пластины аккумулятора, испаряется во время зарядки.Батарейный отсек требует вентиляции, чтобы газообразный водород не накапливался до опасного уровня.

Однако

AGM и гелевые технологии являются рекомбинантными, что означает, что они внутренне превращают водород и кислород в воду и не требуют обслуживания. Поскольку внутри этих батарей нет свободной кислоты, их можно устанавливать в любом положении, кроме перевернутого. Поскольку солнечные батареи могут применяться в труднодоступных или удаленных районах, возможность установить батареи и позволить им работать в течение длительного времени без обслуживания является преимуществом.

Утилизация: Правильная утилизация свинцово-кислотных аккумуляторов очень важна, поскольку они токсичны. К счастью, автомобильная промышленность на раннем этапе организовала переработку свинца. Пластиковые контейнеры и крышки старых аккумуляторов также можно нейтрализовать, переточить и использовать в новых аккумуляторных ящиках. В некоторых случаях электролит очищается, перерабатывается и продается как аккумуляторный электролит. В других случаях сульфат удаляется в виде сульфата аммония и используется в удобрениях. Сепараторы часто используются в качестве источника топлива для процесса рециркуляции.Старые батареи могут быть возвращены продавцу аккумуляторов, на станцию ​​технического обслуживания автомобилей, производителю аккумуляторов или в другие уполномоченные центры сбора для переработки.

Литий-ионный
Согласно отчету U.S. Solar Energy Monitor, литий-ионные батареи являются наиболее распространенной технологией хранения независимо от области применения. Существует три типа пакетов: карманы, например, в смартфонах и планшетах, цилиндрические, например, в электроинструментах, и призматические (различных форм), например, в электронных транспортных средствах.Призматические типы часто имеют гофрированные стороны, которые создают воздушные зазоры между соседними ячейками и могут способствовать охлаждению. Призматический элемент может применяться в накопителях солнечной энергии, в частности в литий-железо-фосфатных (LFP) батареях.

Стоимость: Аналитики Deutsche Bank оценили литий-ионные батареи примерно в 500 долларов за кВтч в конце 2014 года, но один производитель сказал, что эта цена ближе к 750–950 долларам за кВтч. В целом они дороже свинцово-кислотных аккумуляторов. Часть этих затрат связана с необходимостью системы управления батареями для контроля напряжения и температуры каждой ячейки, чтобы предотвратить чрезмерную зарядку и разрядку.BMS не критична для других технологий, таких как свинцово-кислотная, потому что инвертор или контроллер зарядного устройства могут управлять режимом зарядки аккумулятора. Однако некоторые производители отмечают, что при правильном размере литий-ионные элементы могут снизить стоимость периферийных устройств, таких как контроллеры заряда, компенсируя более высокую начальную цену и снижая стоимость владения.

Езда на велосипеде: Литий-ионные батареи обычно могут выполнять больше циклов за свой срок службы, чем свинцово-кислотные. Это делает их хорошим выбором для приложений, когда аккумуляторы включаются в цикл для обеспечения вспомогательных услуг сети, таких как сглаживание энергии или поддержка частоты и напряжения.Самым важным преимуществом литий-ионных аккумуляторов для солнечной энергии является их высокая эффективность заряда и разряда, что помогает собирать больше энергии. Литий-ионные аккумуляторы также теряют меньше емкости в режиме ожидания, что полезно в солнечных установках, где энергия используется лишь изредка.

Замена / обслуживание: Литий-ионные батареи могут быть легче и автономнее, чем свинцово-кислотные, поэтому их легче устанавливать и заменять. Они могут быть настенными и располагаться в помещении или на улице.Они прочные, поэтому не требуют заправки или обслуживания.

Утилизация : В литий-ионных батареях можно использовать органические или неорганические элементы. Батареи на органической основе не содержат токсинов. Клетки на неорганической основе гораздо сложнее утилизировать. Неорганический литий-ионный аккумулятор токсичен, поэтому его необходимо утилизировать надлежащим образом. Производители поощряют вторичную переработку, но часто за это приходится платить. Отработанные литий-ионные элементы не имеют большой коммерческой ценности. Литий-ионное производство предполагает длительную подготовку и очистку сырья.При переработке металл снова должен пройти через аналогичный процесс, поэтому зачастую дешевле добывать первичный материал, чем извлекать его из переработки.

Аккумуляторы Flow
Использование аккумуляторов Flow при длительном хранении растет. В большинстве обычных проточных батарей используются два жидких электролита: одна с отрицательно заряженным катодом, а другая — с положительно заряженным анодом. Катод и анод разделены на два резервуара мембраной, потому что, если они соприкоснутся друг с другом, батарея закорочится и потребует замены.Это часто случается с литий-ионными батареями; мембрана со временем разрушается. Но обмен отрицательно и положительно заряженными жидкостями в проточных батареях производит электрический ток без ухудшения, обеспечивая более длительный срок службы и быстрое время отклика.

Стоимость: Если посмотреть на приведенную стоимость хранения, проточные батареи часто оказываются лучше литий-ионных в приложениях для длительного хранения. Это связано с их способностью служить десятилетиями при минимальном обслуживании и тем фактом, что материалы электролита можно повторно использовать или продавать.

Замена / техническое обслуживание: Мембрана проточной батареи со временем мало разрушается, что позволяет проточным батареям работать намного дольше, чем при использовании других технологий. Аккумуляторы Flow также не требуют особого обслуживания. С другими технологиями добавление дополнительных батарей — единственный способ увеличить время хранения. Преимущество проточных батарей заключается в том, что вы можете увеличить их емкость, просто добавив больше электролита.

Езда на велосипеде: Разработчики батарей Flow заявляют, что эта технология не имеет ограничений по циклу работы, и батареи можно заряжать и разряжать полностью без ущерба для их срока службы.

Утилизация: Хотя это зависит от химического состава, проточные батареи, как правило, менее реактивны и их легко утилизировать без риска возгорания. Часто электролит может быть переработан, что помогает снизить нормированную стоимость хранения проточных батарей.

Никель-кадмиевые
Никель-кадмиевые или никель-кадмиевые батареи используются с начала 1900-х годов. Хотя они могут не иметь плотности энергии (мощности) других технологий, они обеспечивают долгий срок службы и надежность без сложных систем управления.

Стоимость: Никель-кадмий относительно недорогой по сравнению с другими технологиями.

Замена / обслуживание: Никель-кадмиевые батареи имеют вентиляцию, позволяющую рассеять газы. Они традиционно требуют полива, но новые конструкции позволяют газам рекомбинировать с образованием воды, что делает батарею практически необслуживаемой. Это, наряду со способностью выдерживать экстремальные температуры, делает эти батареи идеальными для автономных приложений в суровых условиях.Они использовались для хранения в мегаваттных проектах. .

Велоспорт: Никель-кадмиевые батареи — это прочные батареи с длительным сроком службы. Некоторые компании обещают срок службы до 20 лет.

Утилизация: Кадмий — опасный материал. Фактически, Европа ограничивает области применения никель-кадмиевых батарей. Перед утилизацией батареи необходимо удалить токсичные материалы. Однако никель-кадмиевые батареи можно утилизировать. Кадмий можно извлечь и повторно использовать в новых батареях.Никель можно восстановить и использовать для производства нержавеющей стали.

Выбор подходящего аккумулятора

Используйте калькулятор размеров
Размер батареи имеет важное значение, но пользователи и установщики часто его не замечают. Батареи в фотоэлектрических системах обычно занижены из-за стоимости или из-за недооценки системных нагрузок. Важно знать потребности клиента в электроэнергии и правильно планировать. Многие онлайн-калькуляторы, предоставляемые производителями аккумуляторов, и другое программное обеспечение упрощают определение емкости аккумулятора для требований нагрузки.

Учитывайте стоимость владения
Есть несколько факторов, которые следует принимать во внимание при определении общей стоимости владения в течение срока службы батареи.
Цена: Батарея с низкой ценой всегда привлекательна, но если низкая цена достигается за счет качества и срока службы батареи, необходимость частой замены батареи может со временем повысить стоимость. Вот почему при принятии решения важно учитывать не только цену, но и другие вопросы.
Емкость: Емкость аккумулятора важна, потому что это мера количества энергии, хранящейся в аккумуляторе.
Напряжение: Необходимо учитывать напряжение батарейного блока, чтобы обеспечить его соответствие системным требованиям. Напряжение аккумуляторной батареи часто определяется спецификациями инвертора при установке системы постоянного тока в переменный или напряжением нагрузок в системе постоянного тока.
Срок службы: Наиболее важным фактором является срок службы, который обеспечивает количество циклов разрядки / зарядки, которое может обеспечить аккумулятор, прежде чем емкость упадет до определенного процента от номинальной емкости.Батареи разных производителей могут иметь одинаковую емкость и энергоемкость, а также вес. Но дизайн, материалы, процесс и качество влияют на то, как долго батарея будет работать.

Номинальные параметры аккумулятора
На паспортной табличке аккумулятора указана его полностью развитая емкость, поэтому тестирование аккумулятора сразу после покупки может ввести в заблуждение, поскольку для достижения полной емкости может потребоваться до 100+ циклов. Остерегайтесь аккумуляторов, которые обещают полную емкость на момент покупки, или аккумуляторов, которые достигают полной емкости всего за несколько циклов.Батареи с разогревом более 100 циклов всегда будут дольше тех, которые рекламируют высокую начальную емкость.


Более подробную информацию об аккумуляторах и хранилище см. Здесь.

Какой аккумулятор лучше всего подходит для вашей солнечной энергосистемы?

Чтобы получить обновленную и более подробную версию этого раздела, щелкните здесь.

Свинцово-кислотные батареи глубокого цикла широко используются в возобновляемых источниках энергии и системах резервного питания и идеально подходят для этих применений благодаря их долгому, надежному сроку службы и низкой стоимости владения.Есть много компаний, которые продают свинцово-кислотные батареи глубокого цикла, поэтому важно понимать технологии и другие факторы производительности, которые влияют на общую работу и срок службы батареи.

Типы технологий аккумуляторных батарей глубокого цикла

Залитые свинцово-кислотные батареи глубокого цикла (FLA)
Заливные батареи глубокого цикла являются наиболее популярным типом, используемым сегодня в системах возобновляемой энергии, и содержат электролит, который полностью погружает пластины батареи.Использование залитых аккумуляторов дает несколько преимуществ, таких как более низкая стоимость, более длительный срок службы, простота обслуживания, хорошая производительность при работе с частичным зарядом и долгая, проверенная история использования.

Свинцово-кислотные батареи глубокого цикла с регулируемым клапаном (VRLA)
Батареи VRLA глубокого цикла, в которых используются технологии AGM и гелевые технологии, исключают необходимость добавления воды и могут использоваться и устанавливаться в любом положении. Они сконструированы таким образом, что кислород, создаваемый положительными пластинами во время зарядки, может перемещаться на отрицательную пластину, где он превращается в воду, что значительно снижает потери воды.

Факторы, влияющие на стоимость владения
При покупке батареи глубокого разряда необходимо учитывать несколько факторов, чтобы определить общую стоимость владения в течение срока службы батареи.
Цена: Батарея с низкой ценой всегда привлекательна, но если это достигается за счет качества и срока службы батареи, со временем стоимость будет высокой из-за необходимости частой замены батареи. Вот почему при принятии решения важно учитывать не только цену, но и другие вопросы.
Емкость: Емкость батареи очень важна, так как это измерение количества энергии, хранящейся в батарее.
Напряжение: Необходимо учитывать напряжение аккумуляторной батареи, чтобы обеспечить его соответствие системным требованиям. Напряжение аккумуляторной батареи часто определяется спецификациями инвертора при установке системы постоянного тока в переменный или напряжением нагрузок в системе постоянного тока.
Бренд: Выбор аккумулятора от уважаемой компании очень важен.Поскольку многие компании продают батареи глубокого цикла, выбор компании, специализирующейся на технологиях глубокого цикла и проверенной историей производства батарей глубокого цикла, означает, что вы получите выгоду от опыта компании.

Самое важное соображение — срок службы
Хотя перечисленные выше факторы важны, наиболее важным соображением является срок службы, который измеряет количество циклов разрядки / зарядки, которое может обеспечить аккумулятор, прежде чем емкость упадет до определенного процента от его номинальной емкости. .Батареи от разных производителей могут иметь одинаковую емкость и энергоемкость, а также вес, но дизайн, материалы, процесс и качество влияют на продолжительность цикла батареи.

Номинальные характеристики аккумулятора
На паспортной табличке аккумулятора указано его полностью разработанная емкость; Таким образом, тестирование батареи сразу после ее покупки вводит в заблуждение, поскольку для достижения полной емкости может потребоваться до 100+ циклов. Остерегайтесь батареи, которая обещает полную емкость на момент покупки, или батареи, которая достигает полной емкости всего за несколько циклов.Батареи с разогревом более 100 циклов всегда будут дольше, чем батареи с высокой начальной емкостью.

Поскольку рынок солнечной энергии растет во всем мире, важность внедрения батарей глубокого цикла в качестве компонента хранения энергии для систем возобновляемой энергетики становится критической. Поскольку аккумуляторный блок в солнечной установке часто составляет значительный процент от общей стоимости оборудования, тщательное внимание к правильному выбору и техническому обслуживанию аккумуляторов как никогда важно для максимальной отдачи от вложений в аккумуляторы глубокого цикла.

Автор: Дин Миддлтон, директор по продажам возобновляемых источников энергии компании Trojan Battery

Более подробную информацию об аккумуляторах и накопителях см. Здесь.

Что нужно знать о батареях глубокого цикла для солнечных аккумуляторов

Что следует учитывать при выборе решения для хранения солнечных батарей

Итак, вы в восторге от солнечной энергии и, наконец, выбрали свой комплект солнечных батарей. Если вы находитесь в доме на колесах или фургоне, вам понадобится способ хранить энергию, вырабатываемую вашими панелями.Если вы собираетесь использовать солнечную энергию дома, возможно, вы хотите отказаться от электросети и использовать аккумуляторные батареи. При выборе решения для хранения солнечной энергии необходимо учитывать множество факторов. Давайте разберемся с этим для вас.


Что такое батареи глубокого разряда?

Аккумуляторы глубокого разряда похожи на автомобильные аккумуляторы, но на самом деле сильно отличаются. В отличие от автомобильных аккумуляторов, которые обеспечивают только короткие всплески энергии, аккумуляторы глубокого цикла предназначены для обеспечения продолжительного периода работы в течение более длительного периода времени.Батареи глубокого разряда могут быть разряжены до 80%, но большинство производителей рекомендуют не разряжать ниже 45%. Регулярное превышение этого предела сокращает срок службы батареи.

Как работают солнечные батареи?

Солнечные батареи хранят энергию, которую собирают ваши солнечные батареи. Чем выше емкость вашего аккумулятора, тем больше солнечной энергии он может хранить. Чтобы использовать батареи как часть вашей солнечной установки, вам понадобятся солнечные панели, контроллер заряда и инвертор.

Ваши солнечные панели сначала необходимо подключить к контроллеру заряда, который поможет отслеживать, сколько энергии хранится в батареях, чтобы предотвратить перезарядку. Контроллеры заряда также отключат систему, если батареи станут слишком разряженными. Перед питанием ваших приборов ваши батареи должны быть подключены к инвертору, чтобы преобразовать энергию постоянного тока, собираемую солнечными панелями, в энергию переменного тока.

При использовании батарей для солнечных панелей в составе домашней солнечной системы вы можете накапливать избыток электроэнергии, производимой вашими панелями, вместо того, чтобы отправлять эту энергию обратно в сеть.Электроэнергия будет отправлена ​​в сеть, если ваши батареи полностью заряжены, а ваши панели все еще производят энергию.

Нужен ли мне аккумулятор?

Я живу в автофургоне, автофургоне или автодоме: Да!
Мы настоятельно рекомендуем хранить аккумулятор в вашем доме на колесах. Таким образом, ваши солнечные панели и батареи могут заменить газовый генератор. Вы сможете поддерживать работу, даже если ваши панели не производят энергию.

Я живу в доме с доступом к электросети: не обязательно, но полезно в случае отключения электричества.
Хранение аккумуляторов может быть полезным для домовладельцев, но это не обязательно. Если вы хотите отключиться от сети или иметь возможность запускать солнечные батареи в случае сбоя в электросети, аккумуляторные батареи — отличный способ обеспечить непрерывный доступ к энергии.

Какие бывают типы батарей?

Есть несколько вариантов батарей глубокого разряда.Наиболее распространенными из них являются свинцово-кислотные, герметичные свинцово-кислотные и литий-железные батареи. Залитые свинцово-кислотные аккумуляторы — самый недорогой вариант, их можно купить в большинстве крупных и автомобильных магазинов. Герметичные свинцово-кислотные аккумуляторы хранят на 10-15 процентов больше энергии, чем свинцово-кислотные, и заряжаются в четыре раза быстрее. Литий-железные батареи — самые дорогие варианты, но они служат в четыре раза дольше, чем свинцово-кислотные, и весят намного меньше.

Что мне следует учитывать при выборе батареи глубокого разряда для моих солнечных панелей?

При покупке аккумуляторов глубокого цикла для солнечной установки следует учитывать несколько факторов: цену, емкость, напряжение и срок службы.

Цена: Батареи могут варьироваться от примерно 100 долларов за самую дешевую свинцово-кислотную батарею до более чем 1500 долларов за литиево-железную батарею. Обязательно учитывайте максимальный срок службы, а не только первоначальные затраты, так как вам придется заменить свинцово-кислотные батареи, прежде чем вам потребуется заменить литиево-железные батареи. Вам также придется проводить дополнительное обслуживание залитой свинцово-кислотной аккумуляторной батареей, и все мы знаем, что время означает деньги.

Емкость: Емкость аккумулятора важна, потому что она измеряет количество энергии, которое вы можете сохранить.Если вам нужно питать определенные приборы в течение длительного времени, вам понадобится больше батарей, чтобы выдержать большую нагрузку. Емкость измеряется в ампер-часах.

Напряжение: Обязательно проверьте напряжение аккумуляторной батареи, чтобы убедиться, что она совместима с вашими панелями и остальной системой, особенно с солнечными панелями. Панели обычно бывают 12В и 24В. В большинстве домов на колесах и лодках обычно используются аккумуляторные батареи на 12 В, поэтому люди обычно предпочитают панели на 12 В.Преимущество использования батарейного блока с более высоким напряжением заключается в том, что вы экономите деньги в долгосрочной перспективе, поскольку вам нужно меньше контроллеров заряда и можно использовать более тонкие кабели для того же количества энергии. Если ваши потребности в энергии превышают 3 кВт, выберите систему на 48 В. В больших автономных домах часто используется напряжение 48 В.

Срок службы: Указывает количество циклов разрядки и зарядки, которое может обеспечить аккумулятор до того, как емкость упадет ниже номинальной. Это резко варьируется от технологии к технологии и измеряется количеством циклов.

Какая батарея глубокого разряда мне подходит?

Свинцово-кислотный раствор: дешево, но требует особого обслуживания
Стоимость: около 100 долларов

Залитые свинцово-кислотные батареи являются самыми дешевыми, но также требуют наибольшего обслуживания. Вы должны проверять уровень воды с помощью ареометра и каждый месяц доливать воду, чтобы поддерживать уровень. Свинцовые батареи необходимо размещать в проветриваемом помещении, поскольку они выделяют газы. Для литий-ионных аккумуляторов этого не требуется.

Герметичный свинцово-кислотный (абсорбирующее стекло, матовый и гель): незначительные затраты на обслуживание, более низкая скорость зарядки
Стоимость: 239-449 долларов.
В магазине Renogy можно приобрести лари и AGM батареи .

В отличие от свинцово-кислотных аккумуляторных батарей, герметичные свинцово-кислотные аккумуляторные батареи практически не требуют обслуживания и защищены от разлива. Они дороже, чем свинцово-кислотные аккумуляторы, но имеют гораздо более длительный срок службы. В семействе герметичных свинцово-кислотных аккумуляторов есть два типа: абсорбирующее матовое стекло (AGM) и гелевые батареи.

Гелевые батареи, в которых используется диоксид кремния для придания жесткости раствору электролита в батарее, как правило, имеют более низкую скорость зарядки и выходную мощность, чем батареи из абсорбирующего матового стекла. Они также не выдерживают такой большой силы тока, что означает, что им требуется больше времени для перезарядки. Однако гелевые батареи имеют больший срок службы, чем батареи AGM, и их можно устанавливать в любом положении. Аккумуляторы из абсорбированного матового стекла предлагают лучший температурный диапазон и немного дешевле гелевых аккумуляторов.

Литий-железо-фосфат: Дорого, но не требует обслуживания и долгий срок службы
Стоимость: 499–1499 долларов
Магазин на Renogy

Литий-железо-фосфатные батареи — самый дорогой вариант батарей, но они имеют чрезвычайно длительный срок службы, высокую скорость разряда и перезарядки, а также невероятно компактны и легки.Они также практически не требуют обслуживания.

Литиевые батареи обычно имеют срок службы не менее 10 лет. Литий-железо-фосфатные батареи также теряют меньше емкости при простое. Это особенно полезно в тех случаях, когда солнечная энергия используется редко. Они также имеют лучший срок службы батарей глубокого разряда, предлагая около 2000 циклов при 100% глубине разряда.

Литиевые батареи заряжаются быстрее, чем свинцово-кислотные?

Да! Как упоминалось выше, литий-железо-фосфатные батареи более эффективны и имеют более высокую скорость заряда.Это связано с тем, что они обычно могут выдерживать более высокую силу тока, а это означает, что их можно заряжать намного быстрее, чем герметичные и залитые свинцово-кислотные батареи. Свинцово-кислотные батареи имеют ограниченный ток заряда, который они могут выдержать, главным образом потому, что они перегреются, если вы заряжаете их слишком быстро.


Сколько батарей глубокого разряда мне понадобится?

Необходимый объем аккумулятора зависит от потребления энергии. Энергопотребление измеряется в киловатт-часах.Например, если вам нужно 1000 Вт на 8 часов в день, то потребление энергии составит 8 кВтч в день. Емкости аккумулятора от 4 до 8 кВтч обычно достаточно для дома из четырех человек.

Чтобы выбрать размер системы, который наилучшим образом соответствует вашим потребностям, мы рекомендуем составить список всех устройств, которые вы планируете использовать. Получите информацию о мощности или токах и вольтах продукта и укажите среднее время работы для каждого устройства. Калькулятор солнечных батарей Renogy — отличный инструмент, который позволяет быстро и легко определить ваши конкретные потребности.

Могу ли я соединить вместе батареи глубокого разряда разных типов и размеров?

Мы рекомендуем подключать батареи того же типа и номинала в ампер-часах, т.е. если вы используете абсорбированные стекломатовые батареи, все батареи в вашем блоке батарей должны быть батареями AGM. Это ограничит любую потерю эффективности из-за использования разных батарей.

Безопасны ли солнечные батареи?

Да! В целом солнечные батареи очень безопасны. Проблемы, которые могут возникнуть, возникают, если они установлены неправильно или качество батареи низкое.По этой причине важно убедиться, что батареи установлены правильно и приобретены у известного производителя.

Литий-железо-фосфатные батареи имеют немного более высокий риск перегрева, чем другие, если они установлены неправильно или поставлены ненадежным производителем. Однако в большинстве случаев литий-железные батареи редко представляют опасность для домовладельцев. Солнечные батареи Renogy глубокого цикла имеют BMS, что означает Система управления батареями.BMS надежно защищает аккумулятор от использования / зарядки в неправильных условиях.

Сколько времени потребуется для зарядки аккумулятора глубокого разряда?

Общее время зарядки зависит от погоды, а также от состояния и типа аккумулятора. Если аккумулятор полностью разряжен, панель обычно может зарядить аккумулятор в течение пяти-восьми часов.

Общее время зарядки зависит от состояния аккумулятора. Если батарея полностью разряжена, солнечная панель может зарядить элементы в течение пяти-восьми часов.Положение солнца в небе может повлиять на скорость зарядки панели. Когда в середине лета солнечный свет падает прямо на панель, скорость зарядки будет выше. Циклы зарядки медленнее в пасмурные дни.

Каков срок службы батарей глубокого разряда?

Срок службы батареи немного варьируется от технологии к технологии. Например, многие гелевые батареи обычно служат 1100 циклов, абсорбирующие стеклянные батареи 600 циклов и литий-железо-фосфатные батареи 7000 циклов.Справедливо предположить, что общий срок службы солнечной батареи составляет от 5 до 15 лет. Поэтому вам может потребоваться заменить батареи хотя бы один раз в течение срока службы остальной части вашей солнечной системы.

Хотя многие люди при планировании солнечной установки сосредотачиваются на производительности солнечных батарей, нельзя забывать о времени, чтобы взвесить различные доступные вам варианты батарей. В конце концов, плохо функционирующая или недостаточно эффективная батарея может снизить общую производительность солнечной системы и в конечном итоге обойтись вам в тысячи.

Заключение

Выбор подходящего решения для хранения солнечных батарей может оказаться сложной задачей, учитывая все доступные варианты батарей глубокого разряда. Затопленная свинцово-кислотная, герметизированная свинцово-кислотная и литий-железо-фосфатная — все они имеют свои преимущества, от уровней обслуживания до срока службы и скорости заряда. Не существует универсального решения, но, взвесив эти затраты и выгоды, вы сможете создать блок аккумуляторов, который лучше всего подходит для вас.

Все, что вам нужно знать о зарядных устройствах для солнечных батарей

Солнечная энергия — это преобразование солнечного света в полезные формы энергии.Солнечная фотоэлектрическая энергия (PV), солнечное тепловое электричество и солнечное отопление и охлаждение — все это хорошо зарекомендовавшие себя солнечные технологии.

Эти технологии становятся все более распространенными. Хотя солнечная энергия в настоящее время составляет всего около 3% мирового производства энергии, ее использование быстро растет.

В настоящее время наибольшая мощность солнечной энергии в Китае составляет 130 гигаватт , а в Соединенных Штатах — более 62 гигаватт . Однако многие другие страны также работают над быстрым расширением своих мощностей по производству солнечной энергии.

СВЯЗАННО: НОВОЕ ЗАРЯДНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ СОЛНЕЧНЫХ АККУМУЛЯТОРОВ ДЛЯ ЭЛЕКТРОМОБИЛЕЙ СЛЕДУЕТ СОЛНЦЕ

Как работает солнечная зарядка?

Чтобы уловить энергию, исходящую от солнца, и преобразовать ее в электрическую, необходимо выполнить несколько шагов.

Фотоны солнечного света несут достаточно энергии, чтобы вытолкнуть электроны со своей орбиты в некоторых элементах, особенно в кремнии, материале, который используется в большинстве солнечных элементов. Способность фотонов распутывать электроны называется фотоэлектрическим эффектом.

Первым шагом является создание дисбаланса между положительно заряженными и отрицательно заряженными частицами кремния. Это делается путем добавления бора и фосфора. Дисбаланс, создаваемый добавлением этих примесей, создает электрическое поле в кремнии. Когда фотоны сталкиваются с кремнием, электрическое поле подталкивает электроны к передней части солнечного элемента, создавая отрицательно заряженную сторону. Протоны, оставшиеся на другой стороне поверхности клетки, создают положительный заряд.

Когда две стороны соединены с помощью непрямой цепи, такой как клеммы зарядного устройства солнечной батареи, электроны перетекают в нагрузку и создают электричество.

Зарядные устройства для солнечных батарей не заряжают напрямую литий-ионную батарею в вашем мобильном телефоне или iPad. Вместо этого они обычно заряжают внутреннюю аккумуляторную батарею. Он заряжается через солнечные модули, и их заряд затем перераспределяется на ваш гаджет, так что внешний источник электричества не требуется.

Эффективны ли зарядные устройства для солнечных батарей?

Преимущества зарядных устройств для солнечных батарей легко увидеть — они позволяют заряжать гаджеты и даже автомобильные аккумуляторы без внешнего источника электроэнергии.

Есть и более тонкие преимущества. Например, после изготовления солнечные элементы не производят никаких выбросов, отходов или побочных продуктов.

Хотя солнечные зарядные устройства работают очень хорошо, у них есть некоторые ограничения. Во-первых, мощность зарядного устройства на солнечной батарее нельзя сравнить с обычным зарядным устройством.Эти зарядные устройства не такие мощные, поэтому для зарядки аккумуляторов требуется больше времени.

Во-вторых, солнечное зарядное устройство выдает минимальный ток, поэтому оно более полезно для поддержания заряда, чем для зарядки полностью разряженного аккумулятора. Итак, вы должны быть осторожны, если думаете полностью полагаться на зарядное устройство для солнечных батарей.

Использовать зарядные устройства на солнечных батареях в небольших устройствах по-прежнему удобнее, чем в более крупных.

Solartab — отличный пример такого продукта.Он имеет батарею емкостью 13000 мАч, что больше, чем у любого среднего смартфона, и имеет минимальную выходную мощность, которую использует смартфон. Это современное солнечное зарядное устройство хранит достаточно энергии, чтобы использовать ее в дальнейшем. Устройство можно легко носить с собой, поскольку оно плоское и легко помещается рядом с iPad. Более того, солнечное зарядное устройство для телефона Solartab настолько хорошее, что полностью разряженный iPhone 6 можно полностью зарядить всего за два часа.

Тем не менее, чтобы полностью зарядить зарядное устройство, вам потребуется 12 часов прямого солнечного света.

Solartab эффективен в качестве солнечного зарядного устройства для телефона, но для зарядки аккумулятора 12 В и все работает немного иначе. Чтобы зарядить аккумулятор на 12 В, вам потребуется около 10 ампер входного постоянного тока каждый раз, когда на выходе будет 100 Вт .

Зарядному устройству 10 А потребуется около 6 часов для зарядки полностью разряженной батареи. Точно так же требования будут выше для батареи 24 В .

Тем не менее, у солнечных зарядных устройств есть много преимуществ.Одна из их лучших особенностей может заключаться в том, что они маломощны, поэтому они хорошо работают в качестве зарядных устройств для обслуживания.

Зарядное устройство на солнечной батарее также может быть спасением в случае внезапной разрядки аккумулятора. Это может помочь продлить срок службы аккумуляторной батареи неподвижного автомобиля. И, конечно же, они экологичны, поэтому могут помочь вам уменьшить углеродный след.

В конце концов, это может стоить вложений.

Некоторые из лучших зарядных устройств для аккумуляторов 12 В и — это зарядное устройство для морских аккумуляторов DuraVolt 20 Вт, солнечное зарядное устройство для аккумуляторных батарей, устройство для обслуживания магнитных аккумуляторов DuraVolt и некоторые другие.Другими хорошими из них являются зарядные устройства NOCO Battery Life 2.5-Watt и ALLPowers Portable Solar Battery для автомобилей.

Как правильно выбрать солнечное зарядное устройство?

С таким большим количеством солнечных зарядных устройств, доступных на рынке, может быть трудно выбрать хорошее. Некоторые особенности, на которые следует обратить внимание при выборе солнечного зарядного устройства в соответствии с вашими требованиями к питанию:

Эффективность

Эффективное зарядное устройство быстро использует солнечную энергию, поэтому вам не нужно беспокоиться, даже если солнца недостаточно. .Следовательно, они полезны и зимой, когда у вас сравнительно мало солнца.

Размер

Солнечные зарядные устройства доступны в различных размерах. Однако чем больше мощности вам нужно, тем больше размер зарядного устройства. Если вы хотите зарядить автомобильный аккумулятор, вы можете выбрать зарядное устройство , 12 В, , потому что оно легкое и обычно удобное для переноски.

Их легко хранить в машине, и вы можете легко носить с собой. Более того, у него достаточно мощности, чтобы выдерживать большие вещи, такие как автомобили, велосипеды, лодки и т. Д.

Мощность

Обычно зарядные устройства для солнечных батарей имеют мощность от 2 до 18 вольт . Те, которые имеют более высокую мощность, можно заряжать быстро, но те, которые имеют более низкую мощность, не представляют опасности для вашей батареи.

Кабели и соединители

Наличие солнечной батареи с несколькими разъемами дает вам различные варианты на выбор. Вы также должны выбрать размер кабеля питания.

Если он слишком мал, вам может быть трудно подключить его к зарядному устройству.

Зарядное устройство для солнечных батарей — отличное изобретение, которое может помочь нам стать более экологически чистыми, используя солнечную энергию. Таким образом, вложение в него может быть правильным шагом к сокращению углеродного следа и максимально эффективному использованию солнца.

Лучшие солнечные батареи [2020]

.notify {
background-color: # e3f7fc;
цвет: # 555;
граница: .1em сплошная;
цвет границы: # 8ed9f6;
радиус границы: 10 пикселей; Семейство шрифтов
: Tahoma, Geneva, Arial, sans-serif;
размер шрифта: 1.1em;
отступ: 10px 10px 10px 10px;
поле: 10 пикселей; Курсор
: по умолчанию;
}

.notify-желтый {фон: # fff8c4; цвет границы: # f7deae; }
.notify-red {фон: #ffecec; цвет границы: # fad9d7; }
.notify-green {фон: # e9ffd9; цвет границы: # D1FAB6; }

.icon-info {цвет фона: # 3229CF; }
.icon-error {фон: # e64943; семейство шрифтов: Consolas; }
.icon-tick {фон: # 13c823; }
.icon-excl {фон: # ffd54b; черный цвет; }

.значок-информация: перед {содержание: ‘я’; }
.icon-error: до {содержимого: ‘x’; }
.icon-tick: до {content: ‘\ 002713’; }
.icon-excl: до {содержимого: ‘!’; }

.notify {
background-color: # e3f7fc;
цвет: # 555;
граница: .1em сплошная;
цвет границы: # 8ed9f6;
радиус границы: 10 пикселей; Семейство шрифтов
: Tahoma, Geneva, Arial, sans-serif;
font-size: 1.1em;
отступ: 10px 10px 10px 10px;
поле: 10 пикселей; Курсор
: по умолчанию;
}

.notify-желтый {фон: # fff8c4; цвет границы: # f7deae; }
.уведомить красный {фон: #ffecec; цвет границы: # fad9d7; }
.notify-green {фон: # e9ffd9; цвет границы: # D1FAB6; }

Эта статья была обновлена ​​в августе 2020 г.

Солнечная батарея позволяет использовать больше энергии, вырабатываемой солнечными панелями. Добавление аккумуляторов солнечных батарей в вашу солнечную систему еще больше снизит вашу зависимость от поставщика энергии, что приведет к еще большей экономии энергии.

Что такое солнечная батарея?

Солнечная батарея позволяет продолжать снабжать ваш дом возобновляемой солнечной энергией в вечернее и ночное время, когда солнечные панели не могут вырабатывать энергию.Солнечные фотоэлектрические панели преобразуют солнечную энергию в полезную электроэнергию, и, как правило, они производят больше электроэнергии, чем можно использовать. Без солнечной батареи этот избыток доставляется в Национальную энергосистему. Это означает, что вы упустите возможность использовать энергию самостоятельно, и вам придется полагаться на своего поставщика энергии, как только солнце сядет.

Технология хранения солнечных батарей позволяет использовать больше свободной энергии, производимой солнечными панелями, чтобы сэкономить деньги и повысить независимость от национальной сети.

Лучшие солнечные батареи

Список лучших солнечных батарей постоянно растет. Благодаря Tesla Powerwall солнечные батареи Powervault и Sonnen часто выходят на первое место как лучшие солнечные батареи.

В зависимости от ваших потребностей в энергии лучшая солнечная батарея для вашего дома может отличаться от другой, поэтому важно сравнивать разные модели. И когда вы сравниваете системы хранения солнечных батарей, есть несколько вещей, на которые следует обратить внимание:

Емкость: Это максимальное количество энергии, которое может храниться в солнечной батарее в любое время.В Великобритании средняя семья потребляет около 8-10 кВтч электроэнергии каждый день. Максимальная емкость лучших солнечных батарей в нашем списке составляет 20 кВтч с Powervault 3. Некоторые солнечные батареи можно штабелировать, что означает, что со временем вы можете добавить больше единиц в свою систему хранения солнечных батарей для увеличения емкости.

Технология: Все солнечные батареи, представленные в этой статье, основаны на литий-ионных батареях. Это более прогрессивная технология и та же технология аккумуляторов, которую вы найдете в своих ноутбуках, мобильных телефонах и электромобилях.По-прежнему существует сильный и хорошо зарекомендовавший себя рынок свинцово-кислотных аккумуляторов (типа тех, которые вы найдете в своем автомобиле), и они по-прежнему популярны среди многих пользователей солнечной энергии, которые живут вне сети. Свинцово-кислотные аккумуляторы — это испытанная технология, которая насчитывает более 100 лет, и они дешевле с точки зрения первоначальной стоимости. Однако литий-ионные батареи имеют более низкую стоимость срока службы и работают с гораздо более высоким уровнем эффективности.

Гарантированное количество циклов: Цикл солнечной батареи — это количество раз, когда она может быть полностью заряжена из разряда.Многие производители солнечных батарей предлагают гарантии, которые гарантируют определенный уровень производительности после определенного количества циклов. Чем больше циклов гарантировано, тем дольше солнечная батарея будет оставаться выше определенной емкости.

Powercut backup: Во время отключения электроэнергии не все солнечные батареи будут продолжать снабжать ваш дом возобновляемой солнечной энергией. Обратите внимание на модели, которые будут предлагать резервное копирование при отключении питания, поскольку они будут продолжать работать.

В таблице ниже сравниваются основные характеристики лучших солнечных батарей, доступных в Великобритании.

От От От
Поставщик Вместимость Технологии Циклов с гарантией Гарантия Вес Рабочая температура Размеры (ВxШxГ) Крепление Резервное копирование Powercut ** Стоимость *
Tesla Powerwall 2.0 13,5 кВтч Литий-ионный н / д 10 лет 114 кг от -20 ° C до 50 ° C 1,150 x 753 x 114 мм Напольный или настенный (внутри или снаружи) Есть £ 7 900 +
LG Chem Resu 3.3 — 13,1 кВтч Литий-ионный 6 000 10 лет 31 — 98,5 кг от -10 ° C до 45 ° C 452 x 403 x 120 мм до 744 x 907 x 206 мм Напольный или настенный (внутри или снаружи) £ 2,628 +
Sonnen Batterie Eco 2 — 16 кВтч Литий-ионный 10 000 10 лет 71 — 273 кг от 5 ° C до 40 ° C от 702 x 641 x 221 мм до 1839 x 641 x 221 мм Пол / стена Есть 4500 фунтов стерлингов +
Powervault 3 4-20 кВтч Литий-полимерный > 6 000 10 лет 129 — 329 кг от 0 ° C до 35 ° C от 97 x 100 x 25 до 212 x 100 x 25 Для крепления на полу или стене 4740–14 820 фунтов
Enphase 1.2 кВтч Литий-ионный 7,300 10 лет 25 кг от -20 ° C до 45 ° C 325 x 390 x 220 мм Настенный внутри помещения £ 1700 +
Samsung SDI 3,24 кВтч Литий-ионный 6 000 5 лет 95 кг от -10 ° C до 40 ° C 1000 x 267 x 680 мм Этаж Есть £ 3500 +
Интеллектуальная батарея Moixa 2-3 кВт · ч Литий-ионный фосфат — LiFePO4 10 000 10 лет * Срок службы с GridShare 39.7 — 48,7 кг от -5 ° C до 40 ° C 505 x 345 x 245 мм Стена 2950–3450 фунтов
xStorage от Nissan 3,6 — 10,08 кВтч Литий-ионный н / д От 5 лет для системы 4,2 кВтч, 10 лет для системы 6 кВтч 135 кг от 0 ° C до 30 ° C 1230 x 890 x 220 мм Стена 3000 фунтов стерлингов
BYD B-BOX 2.5-10 кВтч Литий-железо-фосфатный 6 000 5 лет 88 — 202 кг от -20 ° C до 55 ° C 1000 × 600 × 600 мм Этаж £ 1700 +
Аккумулятор Solax 3,3 — 6,5 кВт · ч Литий-ионный 3 000 10 лет 26 — 44 кг н / д 330 x 450 x 110 мм Стена Есть £ 1 920 +
Varta Pulse 3.3 — 6.5 кВтч Литий-ионный 4 000 10 лет 45 — 65 кг от 5 ° C до 30 ° C 600 x 690 x 190 мм Стена £ 3 579 +
Аккумулятор переменного тока Puredrive PureStorage 4,8 — 9,6 кВтч LiFePO4 Ионно-литиевый фосфат 6 000 10 лет 75 — 119 кг от -20 ° C до 60 ° C 550 x 1360 x 165 мм Пол / стена Есть £ 3 492 +
Puredrive PureStorage DC Hybrid 4.8 — 9,6 кВтч LiFePO4 Ионно-литиевый фосфат 6 000 10 лет 59 — 119 кг от -10 ° C до 60 ° C 383 x 764 x 246 мм до 804 x 764 x 246 мм Этаж Есть £ 1,732 +
* Цены являются приблизительными и не включают стоимость установки, которая может варьироваться от 500 до 2000 фунтов стерлингов. ** Резервное копирование Powercut может быть дополнительной опцией и не входить в стандартную комплектацию
ПОЛУЧИТЬ ЦИТАТЫ НА СОЛНЕЧНУЮ БАТАРЕЮ

Преимущества солнечной батареи

    • Экономия на счетах за электроэнергию: Сохраняя энергию в периоды низкого спроса, вы можете уменьшить сумму, которую вам нужно покупать у своего поставщика энергии, когда потребление энергии выше, что сэкономит ваши деньги на счетах за электроэнергию.
    • Резервный источник питания: Некоторые солнечные батареи позволяют использовать солнечную электроэнергию при отключении электроэнергии, чтобы вы не остались без электричества или освещения. Когда происходит отключение электричества, запас этой энергии может быть неоценимым для вашей семьи.
Не все солнечные батареи позволяют использовать солнечную электроэнергию во время отключения электроэнергии, поэтому, если это является для вас приоритетом, убедитесь, что вы выбрали аккумулятор с этой функцией.

Когда происходит падение напряжения в сети, солнечные батареи обнаруживают это и автоматически выключают инвертор и отсоединяют аккумулятор от сети в качестве меры предосторожности; инженеры будут работать на линиях электропередач в сети, и если к ним подключены батареи, существует риск поражения электрическим током.Это называется изолированным и по сути представляет собой защитный барьер между входящим источником питания и платой предохранителей.

Если важен резервный источник электроэнергии, вам следует обратить внимание на систему с подключением по переменному току. На момент написания мы смогли найти только 3 аккумуляторные системы, доступные в Великобритании, которые будут поддерживать свет во время отключения электроэнергии. Tesla Powerwall 2.0 с резервным шлюзом. Эта обновленная версия Powerwall 2.0 поставляется с отдельным блоком, который выглядит как уменьшенная версия самой батареи и полностью защищает ваш дом в случае отключения электроэнергии.Второй и гораздо более дешевый вариант — это аккумуляторная система PureStorage от PureDrive. Наконец, Samsung SDI также может обеспечивать аварийное питание при отключении питания. Перед установкой обязательно проконсультируйтесь с производителем, так как в стандартной комплектации резервное питание может не входить.

Узнайте больше о резервных солнечных батареях и отключениях электроэнергии здесь.

Сколько стоят лучшие солнечные батареи?

Цены на солнечные батареи
могут варьироваться от 500 до более чем 10 000 фунтов стерлингов до установки, что, вероятно, будет стоить от 500 до 2000 фунтов стерлингов.

При модернизации вам, возможно, также придется добавить стоимость инвертора к вашим существующим солнечным панелям, что может добавить еще 1000 фунтов стерлингов. Стоит отметить, что существует довольно много «гибридных» систем, в которых сочетаются инвертор и аккумуляторная батарея.

В таблице ниже подробно описано все, что вам нужно знать, чтобы провести честное сравнение, но, поскольку цена является основным фактором при любой покупке, мы извлекли цены для быстрой справки и классифицировали их как полную систему хранения энергии (включая инвертор) или отдельную батарею, для которой требуется отдельный инвертор, если вы хотите подключить его к солнечной фотоэлектрической системе.

Автомобиль
Системы полного накопления энергии (солнечная батарея и инвертор)
Tesla Powerwall 2.0 с резервным шлюзом 2 £ 7 900 +
Система накопления энергии Puredrive £ 3 492 +
Samsung SDI ESS £ 3500 +
Nissan xStorage £ 6 446 +
Энфаза £ 1700 +
Гибридная батарея Sonnen 4500 фунтов стерлингов +
Powervault 3 4740–14 820 фунтов
Интеллектуальная батарея Moixa £ 2 950 +
Только солнечная батарея (для подключения к солнечным панелям потребуется инвертор)
LG Chem Resu £ 2 628
Sonnen Batterie Eco 4500 фунтов стерлингов +
BYD B-BOX £ 1700 +
Solax Triple Power £ 1 920 +
Varta Pulse £ 3 579 +

Если вы хотите инвестировать в солнечную батарею и солнечные панели одновременно, то вы можете найти список лучших солнечных батарей здесь.


Получите бесплатные расценки на солнечные батареи: получите расценки и сравните цены.


Как работают солнечные батареи?

Солнечные панели устанавливаются на крыше или внешней стене, где они могут подвергаться наибольшему воздействию солнечного света. Каждая панель включает солнечные элементы, которые преобразуют солнечную энергию в электричество постоянного тока, которое затем преобразуется в электричество переменного тока с помощью инвертора. Затем его можно использовать для питания вашего дома.

Все, что вы не используете, отправляется обратно в National Grid для распространения по стране.Это означает, что вы можете использовать солнечную энергию только тогда, когда она доступна, то есть когда светит солнце. Однако это не тот случай, если вы установите солнечную батарею…

Включив солнечную батарею в процесс, вы можете сохранить излишки энергии, которые вы производите, для использования в другое время (например, ночью) и еще больше снизить вашу зависимость от национальной энергосистемы.

Солнечные энергетические системы, которые могут накапливать собственное электричество, состоят из трех основных компонентов:

  • Солнечные панели, которые поглощают и преобразуют солнечную энергию в электричество постоянного тока.
  • Батарея (или батареи) для хранения электроэнергии, которая не используется, когда солнечные панели не вырабатывают электричество.
  • Инвертор, преобразующий электричество постоянного тока в переменный, готовый для использования в ваших осветительных приборах, приборах и т. Д.

По мере того, как солнечные технологии продолжают развиваться, многие современные системы также включают интеллектуальные технологии, такие как приложения и Wi-Fi, поэтому вы можете легко контролировать уровень заряда аккумулятора и общую эффективность.

Типы солнечных батарей

переменного или постоянного тока?
Выбранная солнечная батарея должна быть подходящего размера и напряжения для ваших нужд.Это очень важно, поскольку неправильный размер может представлять реальную угрозу безопасности. Мы настоятельно рекомендуем проконсультироваться с несколькими профессиональными установщиками о ваших потребностях, прежде чем принимать окончательное решение.

Помимо выбора правильного напряжения, вам нужно будет подумать, является ли переменный или постоянный ток лучшим выбором для вашей системы. Основное различие заключается в том, как аккумулятор подключается — или не подключается — к вашим солнечным панелям.

AC: Батарея переменного тока (переменного тока) не подключается напрямую к вашим солнечным панелям, а подключается через счетчик электроэнергии.Это означает, что существующие панели легче модернизировать, поэтому, если у вас уже есть солнечные панели, это может быть лучшим решением для вас. Вам понадобится дополнительный инвертор для преобразования электроэнергии постоянного тока в переменный ток для использования в вашем доме, а затем обратно в постоянный ток для хранения в батарее. Powervault 3 является примером системы со связью по переменному току, а Powerwall 2.0 от Tesla — примером системы со связью по постоянному току.

DC: Аккумуляторы постоянного тока (постоянного тока) обычно устанавливают одновременно с солнечными панелями, поскольку они подключаются непосредственно к панелям.Дополнительный инвертор не требуется, так как он подключается перед счетчиком электроэнергии.


Получите бесплатные расценки на солнечные батареи: получите расценки и сравните цены.


Солнечные батареи: на что следует обратить внимание

Текущее обслуживание
Солнечная батарея — это не простая установка, которую нужно «установить и оставить». Он нуждается в регулярном мониторинге и обслуживании, чтобы он работал эффективно и безопасно. Это включает в себя поддержание оптимального уровня заряда, регулярное повышение мощности и выделение газа, а также обеспечение хранения при правильной температуре и защиту от погодных условий.

Запасные части
Срок службы солнечных батарей меньше, чем у солнечных батарей. В настоящее время высококачественная солнечная батарея прослужит около 10-15 лет, но это зависит от того, сколько вы ее используете и от правильного обслуживания. Батарея может стоить до 2000 фунтов стерлингов (не считая установки), так что это значительные расходы, которые следует учитывать.

Это еще не полное энергетическое решение (пока)
Конечная цель для многих — сделать реальностью полную энергетическую самодостаточность без какой-либо опоры на национальную энергосистему.Хотя технологии, безусловно, движутся в правильном направлении и за последние годы добились больших успехов, система солнечных батарей по-прежнему не является жизнеспособным вариантом для полного отключения от сети. Батареи имеют свои неисправности, срок годности и ограничения, поэтому до тех пор, пока дела не пойдут на пользу, необходимо иметь возможность резервного питания от National Grid.

Вам нужны солнечные батареи, чтобы иметь солнечную батарею?

Нет. Если вы живете в районе, где регулярно случаются перебои в подаче электроэнергии, то для того, чтобы свет оставался включенным, вам может пригодиться домашний аккумулятор.В среднем вы, вероятно, получите около 24 часов резервного питания, но его можно увеличить, просто установив дополнительные батареи. Если у вас тариф эконом-класса 7, домашний аккумулятор также может сэкономить вам деньги, заряжая, когда электричество самое дешевое для вас, когда оно не такое дешевое. Наконец, вы даже можете зарабатывать деньги, храня энергию для национальной энергосистемы, которая может отводить ее от вас в случае необходимости.

Можно ли добавить солнечную батарею к существующим солнечным батареям?

Да и нет. Некоторые батареи будут работать только при установке новой системы или той, которая была специально разработана для нее (Tesla Powerwall 2), а некоторые системы можно модернизировать до любой системы.

Безопасны ли солнечные батареи?

Они так же безопасны, как и любые другие электрические предметы в вашем доме. Как правило, установка солнечной батареи не является делом своими руками, и по большей части люди не могут покупать солнечные батареи напрямую у производителя, а через утвержденного установщика.

Что означает емкость солнечной батареи?

Это «полезное» количество энергии в кВтч (единицах), которое аккумулятор будет хранить. Никогда не рекомендуется полностью разряжать аккумулятор, так как это приведет к повреждению, поэтому при сравнении емкостей не забудьте проверить, является ли приведенное значение «общим» или «годным для использования».

Как мне узнать, какая выходная мощность подойдет моей собственности?

Выходная мощность солнечной батареи — это просто, сколько энергии батарея может выдать за один раз. Чем больше электроприборов, светильников и т. Д. Вы планируете питать от аккумулятора, тем выше должно быть это значение.

Что случилось с льготным тарифом?

Схема льготных тарифов (FiT) закрыта. Еще в 2010 году правительство ввело схему льготных тарифов, согласно которой владельцы соответствующих требованиям фотоэлектрических систем платили за каждый киловатт-час произведенной ими энергии и каждый киловатт-час неиспользованной энергии, которая была экспортирована в национальную сеть.Хотя эта схема была большим стимулом для домовладельцев установить солнечные батареи, она также помешала некоторым домовладельцам установить солнечную батарею, поскольку они опасались, что получат более низкие платежи, если они не будут отправлять излишки энергии в сеть.

Схема FiT закрыта для новых приложений в марте 2019 года, поэтому, если вы еще не установили солнечную батарею, вам не будут платить за отправку излишков энергии в Национальную сеть, и вы сэкономите гораздо больше денег, удерживая их.


Получите бесплатные расценки на солнечные батареи: получите расценки и сравните цены.

Оставить комментарий