Использование солнечной панели: Солнечные батареи: перспективы использования, эффективность

Опубликовано в Разное
/
5 Фев 2021

Содержание

электричество от панелей мощностью 1, 5 и 3 кВт, автономная электростанция для дачного дома, отзывы

Как только начинается весна, горожане массово стремятся за город, на свои дачи. Отлично, если такой дачный участок размещен рядом с магистральными линиями электропередач и благополучно подключен к ним. А если нет, в таком случае решить важную проблему электрификации собственного дачного дома можно тремя популярными путями – установив бензиновый генератор, применив ветросиловую установку или купив небольшую солнечную электростанцию. Из этих трех вариантов решения проблемы электрификации дома оптимальной является именно третий вариант. Он не потребует от вас больших финансовых затрат, а солнечных батарей с мощностью в 3 киловатта на даче будет достаточно, чтобы без проблем обеспечить комфортное проживание в загородном доме в течение всего года.

Что это такое?

Солнечная батарея – это далеко не один прибор, как представляют себе многие обыватели, а несколько компонентов, которые в совокупности могут преобразовывать энергию лучей солнца в электрическую энергию.

Солнечная электростанция работает бесшумно, не выделяет вредных компонентов и электроэнергия, генерируемая ею – совершенно бесплатна. Срок службы солнечных панелей может составлять до 25-30 лет. Но для успешной эксплуатации всего комплекта необходимо предварительно представить себе целесообразность данной покупки, учесть множество параметров при выборе нужных солнечных батарей.

Стоит также обратить свое внимание на низкий КПД многих современных солнечных батарей в определенный сезон года.

Рассмотрим, что входит в обычный комплект для электрификации дачного домика.

  • Солнечные панели. Их количество порою может быть совершенно разным в зависимости от поставленных задач. Соединение может быть как последовательным, так и параллельным. Это напрямую будет зависеть от того, какое именно напряжение потребуется для инвертора.
  • Контроллер заряда. Он включается в цепь между аккумулятором и солнечными панелями последовательно. Его роль заключена в качественном обеспечении постоянного напряжения на инверторе.
  • Инвертор. Необходим для преобразования тока. Его нужно подключать параллельно к имеющимся аккумуляторам.
  • Аккумуляторы – тоже могут существенно отличаться друг от друга.
  • Провода, различные разъемы и другие дополнительные детали.

Принцип работы

Панели преобразователя состоят из двух тонких пластин из чистого кремния, которые сложены вместе. На одной пластине будет слой бора, а на второй – фосфора. В слоях, которые покрыты фосфором и возникают свободные электроны, а в тех, что покрыты бором – появляются отсутствующие электроны.

Под воздействием света солнца электроны начинают движение своих частиц, и между ними появляется электрический ток. Чтобы снять ток с пластин их аккуратно пропаивают тоненькими медными полосками. Одной пластины из кремния будет достаточно для зарядки небольшого фонарика. Соответственно, чем больше будет площадь самой панели, тем больше энергии она сможет выработать, и тем больше сможет обеспечить достаточное для вашего дома электроснабжение.

Плюсы и минусы

Несомненными плюсами такого необычного вида оборудования можно назвать:

  • возможность приобрести собственный автономный источник электроэнергии – и таким образом получить независимость от работы местной электростанции;
  • экономию на счетах за электричество;
  • солнечные батареи могут обходиться без технического обслуживания много лет, а значит, прослужат вам максимально длительный срок и будут надежны;
  • обычные электростанции наносят непоправимый вред окружающей среде, а вот солнечные батареи считаются экологически чистыми приспособлениями, которые никак не влияют на окружающую среду.

Есть у применения солнечных батарей и отрицательные моменты:

  • довольно высокая стоимость;
  • зависимость от погодных факторов, времени суток и поры года;
  • риск приобрести не совсем качественный товар и пригласить для установки недобросовестных установщиков, так как услуга по монтажу подобного рода систем пока еще не очень распространена.

Будут ли солнечные батареи достойной альтернативой централизованному электричеству или нет, покажет лишь время. А в настоящий момент солнечные батареи всего лишь начинают свой «путь» в обычные дома.

Виды

Сегодня из всего имеющегося ассортимента самой большой востребованностью пользуются 3 подвида солнечных батарей, которые сделаны из кремния.

  • Монокристаллические изделия. Их можно легко «опознать» по внешнему виду, так как эти панели имеют скошенные углы. Фотоэлементы имеют квадратную форму и черную расцветку. Они могут «смотреть» только в одну сторону. Их КПД можно назвать высоким — от 15 до 25%. Данные панели всегда должны быть повернуты своей лицевой стороной к источнику питания – солнцу. Если день выдался пасмурный, если солнце закатилось или пока еще не взошло, мощность устройства будет минимальным. При помощи этих панелей можно довольно эффективно использовать площадь, при этом получая максимальные параметры мощности.
  • Поликристаллические изделия.
    Это также квадратные пластины, имеющие темно-синий цвет, иногда имеют вкрапления кристаллов кремния. По сравнению с другими подвидами имеют большую площадь и отлично подходят для монтажа на масштабных поверхностях. КПД, правда, будет ниже — от 12 до 15%. Но такие батареи спокойно будут работать даже в самый ненастный день.
  • Аморфные кремниевые устройства. Этот вид батарей намного дешевле двух предыдущих подвидов. Каждая панель очень сильно похожа на пленку с фотоэлементами синего цвета. КПД у них совсем маленький — около 6-7%. Напыленные слои из кремния будут быстро прогорать под лучами солнца. Зато они хорошо поглощают рассеянный свет и ИК-лучи, поэтому можно без проблем устанавливать их в тех местах, где часто бывает слишком облачно. Из-за гибкой основы монтаж этих пластин довольно прост. Но они прослужат вам значительно меньший срок, чем монокристаллические и поликристаллические панели.
  • Микроморфные панели. Этот подвид представляет собой симбиоз аморфных устройств, в которых присутствуют микровкрапления кремниевых кристаллов. Их КПД будет составлять 8-12%, и для них характерен длительный срок эксплуатации.

Популярные производители и отзывы

Солнечные панели выпускают в наши дни сотни производителей, сами панели отличаются друг от друга чаще всего лишь лейблом, и территорией сборки. Фотоэлементы же почти всех известных панелей производят в КНР. Самые известны китайские торговые марки: Yingli, Jinko Solar, JA Solar, ReneSola; японские: Sanyo, Sharp Solar, Kyocera; американские: First Solar и Sunpower; корейский Hanwha Solarone; канадская компания Canadian Solar. Западные и японские производители высокую стоимость своих товаров компенсируют гарантией качества и необычными характеристиками. Например, это улучшенное поглощение света, который сильно рассеян, или наиболее высокий КПД. Присутствуют на рынке и российские компании, среди которых можно упомянуть заводы «Хевел» и «Солнечный ветер», которые используют для панелей фотоэлементы своего производства.

Yingli Solar Green Energy Holding

Один из самых крупных мировых производителей солнечных модулей. Общее их количество сегодня составляет почти 10% мирового рынка. Покупая солнечные панели компании Yingli Solar, вы останавливаете свой выбор на качестве, многолетнем опыте и оборудовании, имеющем высокий международный авторитет.

Sanyo

Компания начала производить солнечные элементы на аморфном кремне еще в 1975 году, более 40 лет назад. С тех самых пор благодаря неимоверным усилиям в области исследований многие инновационные товары были разработаны и внедрены в жизнь.

Специалисты компании добились наилучшего качества и высокой надежности модулей, используя многолетний опыт и постоянное совершенствование, поэтому модули приспособлены для длительной работы на десятилетия эксплуатации.

First Solar

Американский бренд солнечных батарей. Создатель First Solar – известный ученый Гарольд МакМастер, который является автором более 100 патентов, и который считается одним из пионеров исследований в области бытового применения энергии солнца. Компания входит в лидирующую тройку компаний по выпуску солнечных батарей и находится на 6 месте в рейтинге самых инновационных корпораций мира. Одним из направлений деятельности корпорации является разработка солнечных электростанций.

Hanwha SolarOne

Входит в десятку лучших производителей фотоэлектрических модулей. Сегодня производственные мощности Hanwha SolarOne увеличиваются для того, чтобы полностью удовлетворить потребности мирового рынка. Компания выпускает качественные солнечные элементы с применением ультрасовременных технологий и под жестким контролем качества.

Real Solar

Петербургский производитель Real Solar имеет огромный опыт в проектировании и монтаже систем электроснабжения автономного типа в дачных поселках, загородных домах и коттеджах. Для негабаритного дачного домика вполне достаточно приобрести электростанцию мощностью в 3 кВт. При небольшой нагрузке эта гелиевая установка сможет обеспечить вас круглосуточным автономным электропитанием. Ее мощности вполне хватит на то, чтобы поддержать работу негабаритного холодильника, имеющего «А» класс энергосбережения и освещения с лампами энергосберегающего типа.

К такой нагрузке также можно добавить телевизоры совершенно любых моделей, радиоприемник или магнитофон, стационарный компьютер, электроинструмент (пусковая мощность которого не должна быть больше 4.5 кВт), насос для сада или погружной насос для оборудования бассейна, а также различные подзарядные устройства для гаджетов.

Helios House

Специалисты компании Helios House главным направлением своей деятельности выбрали проектирование, а также поставку, быструю наладку и обслуживание солнечных систем электроснабжения для любых объектов. Компания предлагает энергоустановки разной комплектации и мощности, что предназначены для реализации определенных функций. Например, для осуществления автономного освещения на дачном участке, для поддержания работоспособности электроприборов на даче (холодильника или телевизора). В ассортименте компании есть и комплекты, при помощи которых можно обеспечить наиболее комфортное проживание на даче не только в период весны и лета, но при такой необходимости – и в осенне-зимний сезон года.

Каждый комплект может иметь свое название, которое раскроет назначение данной установки. Для дачи или коттеджа, в которых потребление энергии за сутки может составить от 3 до 5 кВт, компания предлагает приобрести комплект под названием «Загородный дом». Он отменно подойдет для электроснабжения маленького дачного дома или коттеджа в период с марта по октябрь и будет работать только от энергии солнечных лучей. Комплект можно применять и зимой, но в условиях получения куда меньшего количества солнечного тепла специалисты советуют применять гибридную систему – c подключением к центральной электросети или от дополнительных генерирующих устройств.

Судя по многочисленным отзывам, обыватели приобретают на дачу комплекты с 2 или 4 модулями, имеющими мощность по 200 Вт. Есть и те, кто может самостоятельно собрать такие модули, да и в целом всю энергосистему из отдельных запчастей и комплектующих. Для этого, разумеется, необходимы будут навыки грамотного обращения с паяльником и другими сложными инструментами. Времени на это также может уйти немало. Зато в таком случае можно реально сэкономить. Солнечные модули, собранные самостоятельно, обойдутся вам в несколько раз дешевле, чем уже готовые изделия. Однако если вы не стеснены в финансах, то лучше берите готовые комплекты. Тогда у вас точно не возникнет проблем с установкой оборудования.

Почти во всех имеющихся отзывах пользователей полноценных комплектов солнечных батарей говорится о примерной окупаемости финансовых затрат на протяжении 3-4 лет.

Выбор стандартного комплекта осуществляется исходя из имеющегося бюджета и поставленных задач.

  • Экономвариант. Для комфортной жизни на даче летом, используя электроэнергию для подзарядки аккумуляторов электроинструмента, ноутбука и телефона, освещения помещения вечером при помощи светодиодов подойдет стандартный комплект с мощностью 100-200 Вт, который оснащен одним аккумулятором в 12 Вт около 100 А*ч, PWM контроллером и 300-600 Вт и инвертором.
  • Стандартная вариация. Может обеспечить базовые потребности в электроэнергии с марта по ноябрь — освещение светодиодами, зарядку устройств, работу холодильника и телевизора; в зимнее время становится экономвариантом. Для данных целей подойдет комплект, обладающий мощностью 300-600 Вт, оснащенный MPPT контроллером (на 24 В), инвертором мощностью 1 кВт, и двумя аккумуляторами по 200 А*ч.
  • Максимальный вариант. Для полноценного обеспечения вашего жилища электроэнергией. Правда, в зимнее время необходимо будет снизить использование серьезных нагрузок, вроде работы микроволновки, утюга или бойлера. Для данной цели подойдет комплект, имеющий мощность 1,5-3 кВт*ч, с контроллером МРРТ (на 48 В) и рабочим аккумулятором 400 А*ч, 48 В. Кроме инвертора, можно использовать синусоидальный ИБП на 5-10 киловатт.

Рекомендации по выбору

Разберемся, на что следует обратить внимание при подборе солнечных батарей для дачного дома.

  • Мощность. Это один из самых важных критериев выбора. Чем мощность будет больше, тем шире будет и область использования батареи.
  • Время автономной эксплуатации. Чем больше будет емкость выбранного аккумулятора, тем больше электроэнергии можно будет накопить на случай пасмурных дней.
  • Природные условия. Облачная и дождливая погода не даст батареям работать максимально эффективно. Зимой энергия не будет успевать накопиться. Ночью ситуация будет складываться таким же образом.
  • Масштабы площади для монтажа.
  • Реальная нагрузка.
  • «А» класс работоспособности (он более долговечен).
  • Производитель.

О том, как вычислить мощность необходимой вам солнечной системы, смотрите в следующем видео.

схема монтажа и подключения панелей, как собрать китайских вариант своими руками

Альтернативные источники получения энергии в последние десятилетия становятся все более популярными, особенно распространены солнечные батареи. Преимущества такого источника в том, что он практически неиссякаем, по крайней мере, в следующие пять миллиардов лет Солнце будет отдавать планете свою энергию и тепло. Именно поэтому производители не смогли обойти такой уникальный природный дар и создали солнечные батареи, которые эффективно собирают и аккумулируют энергию нашего главного светила.

Особенности

В наши дни максимальное распространение имеют батареи на базе фотоэлектрических поликристаллов. Такие модели отличаются оптимальным сочетанием стоимости и объемом выделяемой энергии, они характеризуются насыщенно-синей окраской и кристаллической структурой основных элементов. Они очень просты в монтаже, ведь справиться с их установкой в своем частном доме и на дачном участке сможет даже мастер без большого опыта работы. Монокристаллические фотоэлектрические панели являются вторыми по популярности.

По своему КПД они эффективнее, чем поликристаллические модификации, однако, их стоимость гораздо выше, а монтаж значительно сложнее. Такие панели характеризуются многоугольной формой заполняющих элементов.

Солнечные батареи, которые изготовлены с использованием аморфного кремния, отличаются довольно низкой эффективностью. Однако их цены несколько ниже, чем стоимость аналогов, поэтому модель пользуется спросом у собственников загородных домов. На данный момент подобные изделия составляют 85% рынка. Они не могут похвастаться высокой мощностью и модификации из теллурида кадмия, в основе их производства лежит высокотехнологичная пленочная методика: несколько сотен микрометров вещества наносят тончайшим слоем на прочную поверхность. Примечательно, что при очень низком уровне эффективности изделия его мощность довольно высокая.

Еще одним вариантом батарей, работающих от солнечной энергии, являются разновидности на базе полупроводника CIGS. Как и предыдущий вариант, они производятся по пленочной технологии, однако, показатель их эффективности гораздо выше. Отдельно стоит остановиться на механизме работы солнечных источников тепла и света. Главное – это четко осознавать, что общее количество вырабатываемой энергии никак не может находиться в зависимости от степени эффективности самого устройства, поскольку обычно все типы подобных устройств дают примерно идентичную мощность. Основная разница состоит лишь в том, что панели, которые имеют максимальную эффективность, требуют меньше места для своей установки.

К примеру, 8 квадратных метров монокристаллических изделий дают 1 кВт энергии, а вот для получения этого же количества тепла батареям из кремния потребуется уже 20 кв. м. Ну и, конечно же, интенсивность и время воздействия солнечного света оказывает большое значение на окончательную выработку тепла.

Солнечные батареи имеют следующие преимущества:

  • экологичность установки;
  • длительный срок использования, на протяжении которого эксплуатационные особенности панелей остаются неизменно высокими;
  • технологии довольно редко ломаются, поэтому не нуждаются в сервисном и техническом обслуживании, а также дорогостоящем ремонте;
  • использование батарей на основе энергии солнца позволяет сократить расходы на электричество и газ в доме;
  • солнечные батареи отличаются исключительной простотой в использовании.

Впрочем, без недостатков тоже не обошлось, среди наиболее существенных можно обозначить следующие:

  • высокая сцена панелей;
  • потребность в установке разнообразного дополнительного оборудования для эффективной синхронизации энергии, получаемой от батареи, и того что получается от традиционных источников;
  • панели не могут использоваться в контакте с такими приборами, которые требуют высоких мощностей.

Схема подключения

Энергия, которая вырабатывается солнечными батареями, не имеет технической возможности напрямую использоваться для работы каких-либо электрических приборов. Для выделения необходимого для работы напряжения используют своеобразные инверторы, расположенные между панелью и основной сетью потребления.

При этом нужно знать три основных типа подключения солнечных панелей.

  • Автономное подключение. Этот вариант чаще других применяется в тех территориальных зонах, где отсутствует какая-либо централизованная сеть электроснабжения. В этом случае конструкцию формируют аккумуляторные высокомощные батареи. Принцип их работы состоит в накапливании внутри себя энергии в светлое время. Когда наступает время недостаточного освещения, накопленные потоки и перенаправляются в сеть.
  • Резервное подключение. Этот способ оптимален в местах, где проведено централизованное электроснабжение через сеть переменного тока. Создание резервной системы получения энергии в данном случае используется как запасной вариант, потребность в котором может возникнуть в случае аварийных ситуаций. Перебои с электроснабжением – это далеко не редкость для дачи и в загородных хозяйствах и территориях, поэтому многие домовладельцы создают дополнительные возможности получения тепла и света.
  • Последовательное подключение к сети. Чтобы подключить систему к электросети, этот метод предполагает формирование избыточной солнечной энергии и ее дальнейшего поступления в сеть для окончательной продажи.

Монтаж

Солнечные панели крепятся на особую конструкцию, соединение с которой обуславливают способность фотоэлементов выдерживать любые неблагоприятные атмосферные воздействия, такие как сильный ветер, дождь или снег, а также способствует формированию корректного угла наклона.

Такая конструкция представлена в продаже в следующих вариантах:

  • наклонная – подобные системы оптимальны для монтажа на скатной кровле;
  • горизонтальная – эта конструкция крепится к плоским крышам;
  • свободностоящая – установить батареи подобного типа можно на крышах различного типа и размера.

Непосредственно процесс установки батарей проводится по следующей схеме:

  • для крепления каркаса панели необходимы угольники из металла размером 50х50 мм, а кроме того, потребуются угольники 25х25 мм, которые используют для распорных перекладин. Присутствие этих деталей позволяет добиться требуемой крепости и надежной устойчивости опорной конструкции, а также придает требуемую степень наклона;
  • нужно собрать каркас, для этого понадобятся болты размером 6 и 8 м;
  • конструкция крепится под покрытие кровли при помощи 12-миллиметровых шпилек;
  • в подготовленных угольниках формируются небольшие отверстия, в них закрепляются панели, а для более прочного сцепления следует применять шурупы;
  • во время монтажных работ следует особенное внимание уделить каркасу – в нем не должны возникать какие-либо перекосы. В противном случае может возникнуть перенапряжение системы, которое приведет к растрескиванию стекол.

Монтаж солнечных источников тепла и света на лоджии или на балконе происходит по подобной схеме. Единственным исключением является то, что каркас крепится на наклонной плоскости. Он монтируется между основной несущей стеной здания и торцом строения, обязательно на солнечной стороне. Самостоятельная сборка и установка солнечных батарей всех типов не требует опыта ведения строительных работ, однако, некоторые навыки монтажных работ все-таки потребуются. Если есть желание, то можно смело заняться установкой самостоятельно, однако, перед этим было бы неплохо почитать специальную литературу об особенностях установки палей и изучить мастер-классы, которые имеются в интернете, ну и, конечно же, запастись необходимыми инструментами.

Плюсы от работы своими руками очевидны – это экономия немалых денег на услугах специалистов, а также колоссальный опыт, который, возможно, понадобится в дальнейшем. В то же время если личных способностей окажется недостаточно, то можно не только потерять время, но и стать причиной поломки панелей либо их низкой эффективности.

Следует учитывать, что только специалисты могут оказать по-настоящему квалифицированную помощь по монтажу модулей конструкции. В случае поломок они будут нести ответственность за ремонт и замену вышедшего из строя оборудования.

Советы

Специалисты дают несколько рекомендаций о том, как правильно уложить и соединить солнечные батареи.

  • Чаще всего изделия, использующие альтернативные источники энергии, крепят на кровле либо на стенах домостроения, реже используют специальные надежные опоры. В любом случае должны быть полностью исключены какие-либо затемнения, то есть батареи должны ориентироваться таким образом, чтобы на них не падала тень от высоких деревьев и расположенных по соседству зданий.
  • Монтаж набора пластин проводят рядами, их расположение параллельное, в связи с этим крайне важно предусмотреть, чтобы вышерасположенные ряды не бросали тень на те, что находятся ниже. Это требование очень важно, поскольку полное или частичное затенение провоцирует сокращение и даже полное прекращение какой-либо выработки энергии, кроме того, может возникнуть эффект образования «обратных токов», что зачастую служит причиной поломки оборудования.
  • Грамотная ориентация относительно солнечного света имеет принципиальное значение для эффективности и результативной работы панелей. Очень важно, чтобы поверхность получала весь возможный поток ультрафиолетовых лучей. Правильную ориентацию рассчитывают, основываясь на данных о географическом расположении строения. К примеру, если монтаж панелей производится с северной стороны здания, то панели следует ориентировать на юг.
  • Не меньшее значение имеет и общий угол наклона конструкции, он также определяется географической ориентацией строения. Специалисты рассчитали, что этот показатель должен соответствовать широте расположения дома, а поскольку солнце в зависимости от времени года несколько раз меняет свое удаление расположения над горизонтом, то имеет смысл продумать корректировку окончательного угла монтажа батарей. Обычно коррекция не превышает 12 градусов.
  • Батареи нужно укладывать таким образом, чтобы обеспечить к ним свободный доступ, поскольку в холодное зимнее время потребуется периодически очищать их от нападавшего снега, а в теплое время года – от дождевых разводов, которые существенно снижают эффективность использования батарей.
  • На сегодняшний день в продаже имеется немало китайских и европейских моделей солнечных батарей, которые отличаются стоимостью, поэтому каждый может устанавливать оптимальную для своего бюджета модель.

В заключение следует обратить внимание на то, что наибольшую выгоду от применения солнечных батарей получит наша планета, поскольку данный источник энергии не причиняет абсолютно никакого вреда окружающей среде. Если вам как потребителю небезразлично будущее нашей Земли, потенциал ее земельных ресурсов и сохранение природных богатств, то солнечные батареи – это лучший выбор.

О том, как установить солнечную батерею на крышу дома, смотрите в следующем видео.

Вред от солнечных батарей: экологические аспекты

В мире сокращается запас природных ископаемых для производства электричества. В поисках

альтернативных источников энергии человечество давно обратило свой интерес к Солнцу. Ежедневно Земля получает огромное количество солнечной энергии — 173000 Тераватта. Это в 10000 раз больше всей электроэнергии, потребляемой населением планеты. Но для ее преобразования нужно специальное оборудование.

Существующие способы использования солнечной энергии для получения электричества и тепла.

  1. Применение систем солнечных батарей и электростанций;
  2. Использование коллекторов, нагреваемых солнечными лучами, для использования разогретой воды в отоплении и электрогенераторах;
  3. Термовоздушные электростанции, преобразующие солнечную энергию для раскручивания турбогенераторов;
  4. Аэростатные солнечные электростанции.

Солнечная энергия доступна и бесплатна, ее не нужно добывать, она неисчерпаема. Но есть у гелиоэнергетики и недостатки.

Недостатки использования солнечной энергии

  • Неравномерное распределение энергии Солнца по поверхности планеты. Одни области более солнечные, чем другие;
  • В пасмурные дни и ночью солнечная энергия недоступна;
  • Необходимость использования больших площадей под солнечные источники энергии;
  • Содержание токсичных веществ в фотоэлементах;
  • Низкий КПД солнечных батарей, среднее значение эффективности не превышает 20%;
  • Высокая стоимость солнечных фотоэлементов;
  • Поверхность солнечных панелей и зеркал (для термовоздушных ЭС) нужно очищать от попадающих загрязнений;
  • При нагреве солнечных элементов, значительно падает эффективность их работы;
  • Сложная утилизация солнечных панелей.

Несмотря на имеющиеся недостатки, солнечная энергетика является самой быстрорастущей альтернативной энергетической отраслью, она составляет лишь 1% энергии, используемой сегодня. Но, по оценкам Международного энергетического агентства, солнечная энергия может обеспечить 20-25% глобальной энергии к 2050 году.

Создание солнечных батарей

Солнечные батареи – относительно новая технология получения электрической и тепловой энергии, берущая свое начало с 70-х годов прошлого столетия. Но человечество научилось пользоваться силой Солнца уже очень давно. Еще древние греки и римляне использовали энергию Солнца для получения огня с помощью увеличительного стекла и специально изогнутых зеркал. Так они могли зажигать факелы для религиозных ритуалов, и даже топить корабли врагов. Направляя зеркала под определенным углом, подогревали воду в термах и освещали темные помещения.

Создатель солнечных панелей Беккерель

В 1839 году французский ученый Беккерель обнаружил фотогальванический эффект. Экспериментируя с электролитами он заметил, что больше электричества было произведено, если гальванические элементы были подвержены солнечному свету.

Процесс создания и первые прототипы солнечных панелей

Первая солнечная батарея, похожая на современную, была выпущена в 1908 году, через 3 года после публикации статьи о фотоэлектрическом эффекте, за которую Эйнштейн получил Нобелевскую премию. В 1954 году был создан первый кремниевый фотогальванический элемент. В 1970 году была введена менее дорогая версия кремниевого солнечного элемента, что ознаменовало начало коммерциализации солнечных батарей. С начала 2000 годов, ученые сосредоточили внимание на способах сделать солнечные панели более эффективными и удобными. В результате технология стала более доступной для всех. Конечная цель — сделать солнечную энергию столь недоргой, как традиционные источники энергии, поскольку она по-прежнему недостаточно конкурентоспособна.

Производство и утилизация солнечных панелей

Производство солнечных панелей является энергоемким процессом. В настоящее время большая часть энергии, используемой для создания солнечных панелей, связана с переработкой ископаемого сырья, поэтому даже производство этих экологически полезных продуктов может способствовать загрязнению и глобальному потеплению.

Приблизительно 600 кВтч энергии используется для производства каждого квадратного метра солнечных батарей, чего достаточно для освещения 1000 лампочек мощностью 60 Вт в течение десяти часов. Средняя энергосистема использует около двух или трех панелей, каждая из которых имеет площадь около 2 м2. При установке в выгодном месте солнечная панель может производить до 200 кВтч на квадратный метр электроэнергии в год. Поэтому энергия, используемая в процессе производства панели, компенсируется только через несколько лет эксплуатации.

Исходным материалом для изготовления солнечных батарей служит трихлорсилан, ядовитый и взрывоопасный продукт. При его перегонке и восстановлении при помощи водорода, получают чистый кремний. Побочным продуктом, на этом этапе производства, является соляная кислота. Далее, кремний плавят и получают слитки, из которых делают элементы солнечных батарей.

Для производства солнечных панелей требуется использование многих опасных химических веществ. Яды, такие как мышьяк, хром и ртуть, также являются побочными продуктами производственного процесса. Эти химические вещества могут нанести серьезный ущерб окружающей среде, если их правильно не утилизировать.

Утилизация вредных элементов солнечных панелей должна сопровождаться специалистами по переработке

При соблюдении технологий улавливания и очистки токсичных газов и жидкостей, производство не будет вредным, но часто, особенно в развивающихся странах, такое оборудование не устанавливается на предприятиях, что приводит к загрязнению окружающей среды.

Энергия, используемая в производстве солнечных панелей, не является единственной энергетической затратой. Необходимо также учитывать энергию, используемую для их транспортировки, особенно если панели импортируются из другой части мира. Утилизация солнечных батарей — большая проблема. Многие из материалов, используемых для их изготовления, трудно перерабатывать, а сам процесс рециркуляции требует большого количества энергии.

Вред экологии

Несмотря на экологическую безвредность применения солнечных батарей, их производство и утилизация может навредить окружающей среде и здоровью людей. Солнечные панели содержат металлы, такие как свинец, медь, галлий и кадмий, синтетические материалы. Их основа изготавливается из алюминия. Все это требует грамотной утилизации. Также, размещенные на больших площадях, они могут влиять на климат, нарушая естественный температурный режим.

Само производство фотоэлементов и панелей является химически грязным. Стоки и отработанные газы пагубно влияют на экологию. Земля, вода и воздух могут содержать вредные вещества, что является угрозой для всего живого вокруг этих предприятий.

Так стоит ли причислять солнечные панели к предметам причиняющим вред экологии?

Количество солнечных электростанций растет. Если технологии не будут развиваться в сторону наименьшего причинения вреда планете и людям, человечество ждет еще одна рукотворная экологическая проблема.

Солнечные панели: особенности и применение

Первые солнечные батареи были созданы в 1954 году, а уже в марте 1958 в космос запустили спутник, оснащенный данными приспособлениями. Сегодня подобные панели широко применяются не только на крупных производствах, но и в быту для получения энергии частными пользователями. Батареи могут использоваться даже для создания системы отопления, в данном случае рекомендуется устанавливать ИБП для котлов, которые увеличат эффективность работы комплексов. Размер панели зависит от мощности, которую потребляют подключенные устройства, габариты могут варьироваться от батарей для микрокалькуляторов до панелей, монтируемых на крышах автомобилей и строений.

Особенности устройств

Солнечные аккумуляторы являются объединением фотоэлементов, которые представляют собой полупроводниковые устройства и прямо преобразуют энергию в постоянный ток. Оборудование может осуществлять трансформацию солнечных лучей в электричество или тепло, во втором случае наиболее распространенным типом приборов являются солнечные коллекторы. В сочетании с дополнительным источником энергии и ИБП для газовых котлов или подобного оборудования батареи способны обеспечивать пользователей теплом круглый год. Солнечные панели могут состоять из поли- или монокристаллических фотоэлектрических элементов, включать в себя аморфный кремний или теллурид кадмия, обладать проводниками из меди, индия, галлия, селена.

Сфера использования

Сегодня солнечные панели широко применяются для освещения улиц или частных домов в вечернее время. Данные системы отличаются невысокой ценой и экологической безопасностью. Кроме того, батареи позволяют обеспечить электричеством объекты, которые не могут быть подключены к основным питающим линиям. Автомобили с гибридными моторами оснащаются панелями для того, чтобы транспортное средство могло ехать после опустошения бака с топливом. Также панели встраиваются в электромобили, которые являются экологически безопасным и крайне экономичным видом транспорта. Владельцы частных объектов, оснащенных солнечными панелями, не испытывают неудобств, связанных с перепадами напряжения. Следует отметить, что ключевым качеством, которое делает целесообразным применение солнечных панелей в промышленности, является отсутствие необходимости в постоянном техническом обслуживании и ремонте.


История разработки и применения солнечных батарей

Использование альтернативных источников электрической энергии сегодня является довольно популярным. Многие люди устанавливают солнечные батареи, позволяющие отапливать помещения и нагревать воду, используя энергию Солнца. Такие устройства появились довольно давно. Об истории их создания и применения вы узнаете из настоящей статьи.

Первые разработки

Над возможностью применения солнечной энергии для своих нужд задумывались ещё древние люди. Мы можем судить о наличии попыток её использования по легендам, мифам и некоторым сохранившимся писаниям. Так, например, одна из легенд гласит, что Архимеду удалось уничтожить флот врага, используя систему зажигательных зеркал. Около трёх тысяч лет назад на территории современной Турции для отопления султанского двора использовали воду, которую подогревали с помощью энергии Солнца.

Но настоящие попытки научного исследования энергии солнца, а также её применения в быту начали появляться в восемнадцатом веке. Возникновение первых солнечных отопительных приборов произошло во Франции. Но наличие взаимосвязи между светом и электрической энергией впервые обнаружил Генрих Герц. Именно этот учёный смог установить взаимосвязь между ультрафиолетом и возникновением разряда между двумя элементами, служащими проводниками электроэнергии. Ранее подобными исследования занимался Эдмон Беккерель. Именно он при работе с электролитами обнаружил фотоэлектрический эффект. Произошло это в 1839 году. Спустя 44 года английский инженер Уиллоуби Смит выявил наличие фотопроводящих свойств у селена.

Прообраз первого фотоэлемента был создан российским учёным Александром Столетовым. Но исследования на этом не прекращались. И уже в прошлом веке известный учёный Альберт Эйнштейн представил миру такое явление, как фотоэффект. Его сущность заключается в отрывании заряженных частиц от поверхности одного вещества под воздействием иного. Впоследствии в мире стали появляться фотоэлементы на основе селена, талия, комбинации меди и талия, а также кремния. Именно последнее вещество позволило получить фотоэлементы, КПД которых был намного больше созданных ранее.

Первая солнечная батарея появилась в пятьдесят третьем году прошлого столетия. С момента открытия фотоэлектрического эффекта прошло более века прежде, чем мир увидел первый солнечный элемент.

В СССР разработками в данной сфере занимались, в частности, специалисты из Физико-технического института Академии Наук под руководством известного академика А. Ф. Иоффе. Именно его ученики в 1938 году смогли создать первый в своём роде фотоэлемент, коэффициент полезного действия которого составлял всего один процент.

Исследования в данной отрасли ведутся по сей день. В 2003 году были созданы особые фотоэлектрические модели со стационарными концентраторами. 2009 год ознаменовался, в частности, включением в список лучших изобретение патента на полупроводниковый фотоэлектрический генератор. Новым матричным элементам присущ КПД, составляющий примерно двадцать пять процентов.

Современное устройство — это особая система, состоящая из нескольких взаимосвязанных элементов. Благодаря специфической структуре, а также использованию принципа фотоэффекта, солнечные батареи обладают уникальной способностью преобразования света, исходящего от Солнца, в электрическую энергию.

Первые устройства применялись в отдалённых местностях (в частности, в селе) с целью обеспечения питания систем телефонной связи. Появились они благодаря французу — Огюсту Мушо, который в конце девятнадцатого века представил особое устройство, способное фокусировать лучи на паровом котле посредством зеркал. Оно обладало способностью приводить в действие печатную машину, которая выдавала около пятисот экземпляров газеты в течение одного часа. Прошло всего несколько лет — и в Соединённых Штатах Америки появился похожий аппарат, но его мощность составляла уже пятнадцать лошадиных сил.

В семидесятых годах прошлого века первые дешёвые солнечные батареи были выпущены с конвейера нефтяной компании Exxon Corporation. Это событие поспособствовало снижению стоимости солнечной энергии в пять раз. Если раньше один Ватт оценивался в 100 долларов США, то после этого его цена составила всего 20 долларов. Упомянутая компания начала применять солнечные батареи на буровых установках (как газовых, так и нефтяных).

В апреле 2015 года Китай сделал предложение ВИЭСХ о покупке кремниевых солнечных систем. Их стоимость в зависимости от КПД варьируется в пределах 0,28-0,32 долларов США, Безусловно, стоимость солнечной энергии в Европе на сегодняшний день гораздо выше, но она всё же не сравнима с той, что была изначально. Всего за полвека цена на солнечные модули снизилась в две с половиной тысячи раз. Например, в Китае сегодня можно приобрести инвертор мощностью в сто киловатт за семь тысяч долларов США.

Система, способная преобразовывать солнечную энергию в электричество, обязана состоять из:

  • Специального материала-полупроводника, в качестве которого может выступать моно- или поликристаллический кремний в совокупности с другими химическими элементами.
  • Тонкого слоя элемента, назначение которого заключается в создании противодействия движению электронов.
  • Источника электропитания.
  • Аккумулятора.
  • Контроллера.
  • Инвертора-преобразователя.
  • Стабилизатора напряжения.

Именно таким образом выглядит современная конструкция системы солнечных батарей.

Использование солнечных батарей в различных странах

Всего несколько таких устройств позволяют снабдить электрической энергией небольшую деревню. В тех странах, где Солнце является особенно активным, уже давно функционируют солнечные электростанции. Речь идёт об Испании и Индии, а также Саудовской Аравии и южной части Соединённых Штатов Америки.

Современные учёные уже работают над вопросом возведения солнечных электростанций за пределами атмосферы. Это позволит более эффективно использовать солнечную энергию, поскольку там она не рассеивается. Специалисты предлагают переводить излучение в микроволны и транспортировать на Землю.

Сегодня многие страны задумываются о производстве и применении солнечной энергии. Лидерство в этой отрасли принадлежит трём странам. Это Соединённые Штаты Америки, Германия и Япония. Но данное направление стремительно развивается и в Российской Федерации. Наибольшее количество установок по производству солнечной энергии на сегодняшний день построено в Краснодарском крае. Также в списке присутствуют Республика Дагестан, Ставропольский и Хабаровский край, Бурятия и Костромская область.

Производство солнечных батарей сегодня увеличивается с каждым днём. Наибольшее их количество выпускается, как это неудивительно, в Китае, где производится почти треть продукции всего мирового рынка. Большая её часть отправляется на экспорт в европейские страны, а также Соединённые Штаты Америки. В последних, к слову, потребляют больше всего солнечной энергии, а производят всего около шести процентов от общемирового количества.

В Японии и Германии производят немного меньше солнечной энергии, чем в Китае. На четвёртом месте в общемировом рейтинге находится Тайвань.

Использование солнечной энергии для бытовых нужд

Если говорить о частном домовладении, то сегодня практически каждый желающий может установить на крыше своего строения солнечные панели. Они могут служить для отопления помещений, а также подогрева воды. С помощью специалистов можно грамотно организовать такую систему и с успехом использовать её.

Также солнечные батареи начинают применять в автомобилестроении. Они являются основой столь популярного на сегодняшний день экологически безопасного транспорта. Современный автомобиль, работающий от солнечной батареи, может развивать скорость до 135 километров в час.

Солнечные батареи также используются в космонавтике, где снабжают электричеством всех систем космических станций и позволяют обеспечить бесперебойную работу всех механизмов.

Исходя из всего вышесказанного, можно заметить, что за солнечными батареями — будущее. Если вы хотите получить экономичный и экологически чистый источник электрической энергии, установите солнечную батарею.

Применение солнечных батарей

Применение солнечных батарей

Областей применения солнечных батарей становится все больше с каждым днем. Эти устройства с успехом проявляют себя в сфере промышленности, сельского хозяйства, военно-космических отраслях и даже в быту. Чтобы понять, насколько обширно использование солнечных батарей, давайте совершим небольшое виртуальное турне по нашему необъятному миру.

Там, куда электричество никак не дойдет

К сожалению, линии электропередач, опутавшие большую часть нашей планеты, всё ещё не могут добраться в самые труднодоступные уголки, которые подключать к ресурсам электростанций оказывается дороже, чем установить солнечную батарею, преобразующую в электроэнергию обычный дневной свет.

Солнечные батареи обеспечивают электроэнергией прибайкальскую метеостанцию на склонах Хамар-Дабан

Как Вы думаете решают вопрос отсутствия электроэнергии в некоторых отрезанных от цивилизации домах? Устанавливать электростанцию на жидком или твердом топливе оказывается дороже и ущербнее для окружающей экологии, чем использовать солнечные батареи. Чаще всего ими укрывают крыши домов, так что в солнечный день они вырабатывают электричество, которого достаточно и для освещения и работы бытовых устройств. А специальный проект в Испании оказался ещё успешнее. Из экономических соображений ряд современных домов был оборудован солнечными батареями, энергия которых используется для нагрева воды. Оказавшись отключенными от электричества, дефицит горячей воды и проблема с отоплением им не грозит.

Дом с солнечными батареями на крыше не подвержен перепадам в электросети

Что интересно, такими панелями можно оборудовать практически любой дом, например, дачу или домик в деревне, к которой не подведен «свет». Дабы удостовериться в этом, специалисты сайта www.sun-battery.biz провели эксперимент, в котором водрузили солнечную батарею «AP-640» (кстати, купить её может каждый желающий) на крышу одного из домов. Результат — автономное освещение внутри и работа нескольких электрозависимых устройств (телевизор, холодильник и т.п.).

Солнечные батареи AP-640 решают проблему электроснабжения домов

Аргументов в пользу солнечных электростанций не счесть, но основным из них является экологичность. Примером, где отсутствие вредных выбросов солнечными батареями в окружающую среду сделало их альтернативой традиционными источникам электроэнергии, стала солнечная электростанция, расположенная недалеко от испанского местечка Севильи. Солнечные батареи водрузили на башню, на которую направили зеркала, отражающие и фокусирующие свет. Довольными остались около 10 тысяч близлежащих домохозяйств, которые снабжаются электроэнергией, преобразованной из света от солнца.

Самая крупная солнечная электростанция в Испании имеет мощность в 20 мегаватт

Солнечные батареи оказались практически единственным источником электроэнергии за пределами Земли. Ими оснащаются все космические аппараты. Когда Солнце освещает их, они вырабатывают электроэнергию, которая аккумулируется бортовыми батареями и используется для питания оборудования в тех местах, где свет недосягаем. В отличие от атомных электрогенераторов они не выделяют вредных веществ.

Солнечные батареи обеспечивают электроэнергией МКС

Солнечные батареи нашли применение и в наземном транспорте. Не так давно компания Toyota стартовала продажи своей модели Prius, оборудованной гибридным двигателем. На крыше автомобиля нового поколения располагаются солнечные батареи, от которых тот при внезапно закончившемся топливе сможет проехать ещё километров 5.

Автомобиль на солнечных батареях экологически безопасен и беспрецедентно экономичен

Солнечные батареи для бытовых нужд

Встретить солнечные батареи в рознице по разумной цене становится всё проще. На глаза они попадаются, как в виде отдельных, работающих в качестве резервного источника питания устройств, так и встраиваются в различные приборы. Например, многие помнят, как в нашу жизнь вторглись калькуляторы, практически сразу получившие небольшие панели, позволяющие им работать без батареек, лишь попав на свет.

Калькулятор на солнечных батареях может работать всегда и везде, где есть свет

Разработчики устройств, которые могут работать от альтернативных источников электроэнергии пошли ещё дальше. На свет появились аккумуляторные фонарики, которые днем можно зарядить, просто положив встроенной солнечной батареей на свет, а в темное время суток пользоваться как обычно. Получается, по сути, универсальный спутник для путешествий, способный придти на помощь там, куда не добрался электрический ток. Не менее интересным оказался проект корейской компании Samsung, представившей на свет свой недорогой мобильник E1107 Crest Solar, задняя стенка которого получила небольшую солнечную панель, которой достаточно, чтобы пополнять заряд аккумулятора без подключения к сети. При положительном балансе на счету и в зоне действия операторов без связи с этим телефоном остаться просто невозможно.

Мобильный телефон Samsung E1107 Crest Solar оснащен солнечными батареями

Впрочем, если ваш мобильный телефон, смартфон, ноутбук или другое устройство не получило от производителя альтернативного зарядника на солнечных батареях, Вы всегда можете восполнить этот недостаток. Как раз для таких случаев продаются внешние солнечные панели, многие из которых могут накапливать электроэнергию во встроенных или входящих в комплект поставки аккумуляторах, а затем отдавать её подключаемым девайсам.

Внешняя солнечная батарея для питания мобильных телефонов и других компактных устройств

А как часто вам приходилось скучать во время загородного отдыха или туристического похода без музыки или света в палатке, выбросив батарейки, которые исчерпали свой электрический заряд? Конечно, карманные солнечные батареи вряд ли помогут в этом, но вот более крупные модели вполне. Такими переносными солнечными электростанциями очень часто оснащаются походные сумки и рюкзаки, а стоят они ненамного дороже обычных моделей, без которых не обходится ни один туристический поход.

Что такое солнечная панель? Как работает солнечная панель?

Солнечная энергия начинается с солнца. Солнечные панели (также известные как «фотоэлектрические панели») используются для преобразования солнечного света, который состоит из частиц энергии, называемых «фотонами», в электричество, которое можно использовать для питания электрических нагрузок.

Солнечные панели могут использоваться для самых разных целей, включая удаленные системы электропитания для кабин, телекоммуникационное оборудование, дистанционное зондирование и, конечно же, для производства электроэнергии в жилых и коммерческих солнечных электрических системах.

На этой странице мы обсудим историю, технологию и преимущества солнечных панелей. Мы узнаем, как работают солнечные панели, как они производятся, как они производят электричество и где вы можете купить солнечные панели.

Краткая история солнечных панелей

История развития солнечной энергетики насчитывает более 100 лет. Раньше солнечная энергия использовалась в основном для производства пара, который затем можно было использовать для привода механизмов. Но только после открытия Эдмондом Беккерелем «фотоэлектрического эффекта», который позволил преобразовать солнечную энергию в солнечную электрическую энергию.Затем открытие Беккереля привело к изобретению Чарльзом Фриттсом в 1893 году первого настоящего солнечного элемента, который был образован путем покрытия листов селена тонким слоем золота. И из этого скромного начала возникло устройство, которое мы знаем сегодня как солнечная панель .

Рассел Ол, американский изобретатель, работающий в Bell Laboratories, запатентовал первый в мире кремниевый солнечный элемент в 1941 году. Изобретение Ола привело к производству первой солнечной панели в 1954 году той же компанией.Солнечные панели нашли свое первое широкое применение в космических спутниках. Для большинства людей первая солнечная панель в их жизни, вероятно, была встроена в их новый калькулятор — примерно в 1970-х годах!

Сегодня солнечные панели и полные системы солнечных панелей используются для питания самых разных приложений. Да, солнечные панели в виде солнечных батарей все еще используются в калькуляторах. Однако они также используются для обеспечения солнечной энергией целых домов и коммерческих зданий, таких как штаб-квартира Google в Калифорнии.

Как работают солнечные панели?

Солнечные панели собирают чистую возобновляемую энергию в виде солнечного света и преобразуют этот свет в электричество, которое затем можно использовать для обеспечения энергией электрических нагрузок. Солнечные панели состоят из нескольких отдельных солнечных элементов, которые сами состоят из слоев кремния, фосфора (который обеспечивает отрицательный заряд) и бора (который обеспечивает положительный заряд). Солнечные панели поглощают фотоны и при этом инициируют электрический ток.Результирующая энергия, генерируемая фотонами, ударяющими по поверхности солнечной панели, позволяет электронам выбиваться с их атомных орбит и выпускаться в электрическое поле, создаваемое солнечными элементами, которые затем тянут эти свободные электроны в направленный ток. Весь этот процесс известен как фотоэлектрический эффект. В среднем доме имеется более чем достаточно площади на крыше для необходимого количества солнечных панелей для выработки солнечной энергии, достаточной для удовлетворения всех его потребностей в электроэнергии. Избыточная выработка электроэнергии поступает в основную энергосистему, окупаясь ее использованием в ночное время.

В хорошо сбалансированной конфигурации с подключением к сети солнечная батарея вырабатывает энергию в течение дня, которая затем используется в доме ночью. Программы чистых измерений позволяют владельцам солнечных генераторов получать деньги, если их система производит больше электроэнергии, чем требуется в доме. В автономных солнечных приложениях необходимыми компонентами являются аккумуляторный блок, контроллер заряда и, в большинстве случаев, инвертор. Солнечная батарея отправляет электричество постоянного тока (DC) через контроллер заряда в аккумуляторную батарею.Затем мощность поступает из аккумуляторной батареи в инвертор, который преобразует постоянный ток в переменный ток (AC), который может использоваться для устройств, не работающих на постоянном токе. С помощью инвертора размеры солнечных панелей могут быть изменены в соответствии с самыми высокими требованиями к электрической нагрузке. Переменный ток можно использовать для питания нагрузок в домах или коммерческих зданиях, транспортных средствах для отдыха и лодках, удаленных каютах, коттеджах или домах, удаленном управлении движением, телекоммуникационном оборудовании, мониторинге потока нефти и газа, RTU, SCADA и многом другом.

Преимущества солнечных панелей

Использование солнечных батарей — очень практичный способ производства электроэнергии для многих приложений. Очевидное — это автономная жизнь. Проживание вне сети означает проживание в месте, которое не обслуживается основной электрической сетью. Удаленные дома и коттеджи хорошо выигрывают от солнечных систем. Больше не нужно платить огромные сборы за установку опор электросети и прокладку кабелей от ближайшей точки доступа к основной сети. Солнечная электрическая система потенциально дешевле и может обеспечивать электроэнергию более трех десятилетий при правильном обслуживании.

Помимо того факта, что солнечные панели позволяют жить в автономном режиме, возможно, самое большое преимущество, которое вы получите от использования солнечной энергии, состоит в том, что это одновременно чистый и возобновляемый источник энергии. С наступлением глобального изменения климата стало более важным, чтобы мы делали все возможное, чтобы снизить давление на нашу атмосферу из-за выбросов парниковых газов. Солнечные панели не имеют движущихся частей и не требуют особого обслуживания. Они прочны и служат десятилетиями при надлежащем уходе.

И последнее, но не менее важное, из преимуществ солнечных панелей и солнечной энергии заключается в том, что после того, как система окупила свои первоначальные затраты на установку, электричество, которое она вырабатывает на оставшийся срок службы системы, который может составлять до 15- 20 лет в зависимости от качества системы абсолютно бесплатно! Для владельцев солнечных энергосистем, подключенных к сети, преимущества начинаются с того момента, когда система вводится в эксплуатацию, потенциально устраняя ежемесячные счета за электроэнергию или, и это лучшая часть, фактически принося владельцу системы дополнительный доход от электрической компании.Как? Если вы потребляете меньше энергии, чем производит ваша солнечная электрическая система, эту избыточную мощность можно продать, иногда с наценкой, вашей электроэнергетической компании!

Есть много других применений и преимуществ использования солнечных панелей для выработки электроэнергии — их слишком много, чтобы перечислять здесь. Но просматривая наш веб-сайт, вы получите хорошее общее представление о том, насколько универсальной и удобной может быть солнечная энергия.

Сколько стоят солнечные панели?

Цены на солнечные панели существенно снизились за последние пару лет.Это здорово, потому что в сочетании с федеральным налоговым кредитом на инвестиции в солнечную энергетику в размере 30 долларов и другими применимыми льготами СЕЙЧАС — лучшее время для инвестиций в солнечную энергетическую систему. И учтите: солнечная энергетическая установка стоит примерно столько же, сколько автомобиль среднего размера!

Где я могу купить солнечные батареи?

Ну, прямо здесь, на этом сайте, конечно!

В число наших брендов солнечных панелей входят самые уважаемые производители солнечных панелей. Эти бренды включают, среди прочего, такие названия, как BP Solar, General Electric и Sharp.Мы предлагаем солнечные панели только высочайшего качества от производителей, зарекомендовавших себя в области солнечных панелей. Имея более 30 лет в бизнесе солнечных панелей, вы можете быть уверены, что на MrSolar.com мы знаем солнечные батареи!

Сохранить

Сохранить

Как работают солнечные панели? Пошаговое руководство

Время чтения: 5 минут

Поскольку стоимость солнечной энергии резко упала в последние годы, наряду с значительными улучшениями в технической эффективности и качестве производства, многие домовладельцы в США.С. начинают смотреть на солнечную энергию как на жизнеспособное решение альтернативной энергетики. И когда солнечная энергия выходит на основные энергетические рынки, большой вопрос : «Как работают солнечные панели?» В этой статье мы подробно разберем, как солнечные панели производят энергию для вашего дома и насколько прагматичен переход на солнечную энергию.

Посмотрите варианты использования солнечной энергии в вашем районе в 2020 году

Ключевые выводы: как работают солнечные панели?

  • Солнечные элементы обычно изготавливаются из кремния, который является полупроводником и может генерировать электричество.
  • Этот процесс известен как «фотоэлектрический эффект».
  • Посмотрите, как солнечные панели могут работать на вас, с индивидуальными ценами на EnergySage Marketplace

Как солнечные панели работают в вашем доме? Пошаговый обзор

Солнечные панели работают, поглощая солнечный свет с помощью фотоэлектрических элементов, вырабатывая энергию постоянного тока (DC), а затем преобразовывая ее в полезную энергию переменного тока с помощью инверторной технологии.Затем энергия переменного тока проходит через электрическую панель дома и распределяется соответствующим образом. Вот основные этапы того, как солнечные панели работают в вашем доме:

  1. Фотоэлектрические элементы поглощают солнечную энергию и преобразуют ее в электричество постоянного тока
  2. Солнечный инвертор преобразует электричество постоянного тока от ваших солнечных модулей в электричество переменного тока, которое используется большинством бытовая техника
  3. Электроэнергия течет через ваш дом, питая электронные устройства
  4. Избыточное электричество, произведенное солнечными панелями, подается в электрическую сеть

Вот короткое видео, объясняющее, как солнечные панели работают для выработки электричества для вашего дома:

Как солнечные панели вырабатывают электричество?

Стандартная солнечная панель (также известная как солнечный модуль) состоит из слоя кремниевых элементов, металлического каркаса, стеклянного кожуха и различной проводки, позволяющей току течь от кремниевых элементов.Кремний (атомный номер 14 в периодической таблице) — неметалл с проводящими свойствами, которые позволяют ему поглощать и преобразовывать солнечный свет в электричество. Когда свет взаимодействует с кремниевой ячейкой, он приводит в движение электроны, что вызывает прохождение электрического тока. Это известно как «фотоэлектрический эффект», и он описывает общие функции технологии солнечных батарей.

Фотоэлектрический эффект

Наука о производстве электричества с помощью солнечных панелей сводится к фотоэлектрическому эффекту .Он был впервые обнаружен в 1839 году Эдмоном Беккерелем и в целом может рассматриваться как характеристика определенных материалов (известных как полупроводники ), которая позволяет им генерировать электрический ток при воздействии солнечного света.

Фотогальванический процесс состоит из следующих упрощенных этапов:

  1. Кремниевый фотоэлектрический солнечный элемент поглощает солнечное излучение
  2. Когда солнечные лучи взаимодействуют с кремниевым элементом, электроны начинают двигаться, создавая поток электрического тока
  3. Захват проводов и подайте это электричество постоянного тока (DC) в солнечный инвертор, чтобы преобразовать его в электричество переменного тока (AC)

Мы собрали инфографику ниже, чтобы объяснить, как работают солнечные панели:

Инфографика: как работают солнечные элементы ?

Как работает подключение к сети с солнечными батареями?

Хотя выработка электроэнергии с помощью солнечных панелей может иметь смысл для большинства людей, все еще существует большая путаница в отношении того, как сеть влияет на домашний солнечный процесс.В любом доме, подключенном к электросети, будет что-то, что называется счетчиком коммунальных услуг, который ваш поставщик энергии использует для измерения и подачи электроэнергии в ваш дом. Когда вы устанавливаете солнечные панели на крыше или на наземном основании на своем участке, они в конечном итоге подключаются к счетчику коммунальных услуг в вашем доме. С помощью этого измерителя можно получить доступ и измерить производство вашей солнечной системы.

Большинство домовладельцев в США имеют доступ к сетевым счетчикам, что является основным стимулом для солнечной энергии, который значительно улучшает экономику солнечной энергии.Если у вас есть нетто-счетчики, вы можете отправлять электроэнергию в сеть, когда ваша солнечная система перегружена (например, днем ​​в солнечные летние месяцы) в обмен на кредиты на счет за электричество. Затем, в часы низкого производства электроэнергии (например, в ночное время или в пасмурные дни), вы можете использовать свои кредиты для получения дополнительной энергии из сети и удовлетворения ваших домашних потребностей в электроэнергии. В некотором смысле, нетто-учет предлагает бесплатное решение для хранения для владельцев недвижимости, которые используют солнечную энергию, что делает солнечную энергию универсальным энергетическим решением.

Учитывая, что наиболее распространенное отвращение, которое люди испытывают к использованию солнечной энергии, — это вопрос о том, что делать ночью или в дни с плохой погодой, бесплатное решение для хранения, столь же эффективное, как чистые измерения, меняет правила игры с точки зрения принятия солнечных батарей. Эти типы стимулов, а также тот факт, что стоимость солнечной энергии упала почти на 70 процентов за последнее десятилетие, могут объяснить, почему солнечная промышленность растет в Соединенных Штатах экспоненциально.

Дополнительные важные детали к солнечным панелям

Помимо кремниевых солнечных элементов, типичный солнечный модуль включает в себя стеклянный корпус, обеспечивающий долговечность и защиту кремниевых фотоэлементов.Под стеклянной внешней стороной панели имеется слой для изоляции и защитный задний лист, который защищает от рассеивания тепла и влажности внутри панели. Изоляция важна, потому что повышение температуры приведет к снижению эффективности, что приведет к снижению производительности солнечных панелей.

Солнечные панели имеют антибликовое покрытие, которое увеличивает поглощение солнечного света и позволяет кремниевым элементам получать максимальное воздействие солнечного света. Кремниевые солнечные элементы обычно производятся в двух формах ячеек: монокристаллических или поликристаллических.Монокристаллические ячейки состоят из одного кристалла кремния, тогда как поликристаллические ячейки состоят из фрагментов или осколков кремния. Моно форматы предоставляют больше места для движения электронов и, таким образом, предлагают более эффективную солнечную технологию, чем поликристаллические, хотя обычно они более дорогие.

Как домовладельцы могут гарантировать значительную экономию на солнечной энергии

Для тех, кто начинает рассматривать солнечные панели для своего дома, следует учитывать ряд факторов, включая финансирование, оборудование, выбор установщика и гарантии.В дополнение ко всем этим темам стоит вопрос о том, как убедиться, что вы сможете получить выгодную сделку и добиться значительной экономии энергии в долгосрочной перспективе. Для людей, плохо знакомых с процессом покупки солнечных батарей, у нас есть несколько ключевых советов, которые гарантируют, что вы получите лучшее предложение на свою систему солнечных модулей.

Три совета для покупателей солнечной энергии

  1. Домовладельцы, которые получают несколько предложений, экономят 10% или более

    Как и в случае любой крупной покупки билета, покупка установки солнечной панели требует большого количества исследований и рассмотрения, включая тщательный анализ компаний в ваш район. В недавнем отчете Национальной лаборатории возобновляемых источников энергии (NREL) Министерства энергетики США рекомендуется, чтобы потребители сравнивали как можно больше вариантов солнечной энергии, чтобы не платить завышенные цены, предлагаемые крупными установщиками в солнечной отрасли. Чтобы найти более мелких подрядчиков, которые обычно предлагая более низкие цены, вам нужно будет использовать сеть установщиков, такую ​​как EnergySage. Вы можете получить бесплатные предложения от проверенных установщиков, проживающих в вашем регионе, когда вы зарегистрируете свою собственность на нашем рынке солнечных батарей — домовладельцы, получившие 3 или более предложений, могут сэкономить тысячи на установке солнечных панелей.

  2. Крупнейшие установщики обычно не предлагают лучшую цену

    Мантра больше — не всегда лучше — одна из основных причин, по которой мы настоятельно рекомендуем домовладельцам рассматривать все варианты солнечных батарей, а не только бренды, достаточно крупные, чтобы за них платить самая реклама. Недавний отчет правительства США показал, что крупные установщики на 2000-5000 долларов дороже, чем небольшие солнечные компании . Если у вас есть предложения от некоторых крупных установщиков солнечной энергии, обязательно сравните эти предложения с предложениями местных установщиков, чтобы не переплачивать за солнечную энергию.

  3. Не менее важно сравнивать все варианты вашего оборудования.

    Специалисты по установке в национальном масштабе не просто предлагают более высокие цены — у них также, как правило, меньше вариантов солнечного оборудования, что может существенно повлиять на производство электроэнергии вашей системой. Собирая разнообразные предложения по солнечной энергии, вы можете сравнить затраты и экономию на основе различных пакетов оборудования, доступных вам. При поиске лучших солнечных панелей на рынке следует учитывать несколько факторов.Хотя одни панели будут иметь более высокий рейтинг эффективности, чем другие, инвестирование в современное солнечное оборудование не всегда приводит к более высокой экономии. Единственный способ найти «золотую середину» для вашей собственности — это оценить расценки с различным оборудованием и предложениями финансирования.

Для любого домовладельца, который находится на начальном этапе покупки солнечной энергии и которому просто нужна приблизительная оценка установки, попробуйте наш солнечный калькулятор, который предлагает предварительную оценку затрат и долгосрочной экономии в зависимости от вашего местоположения и типа крыши.Для тех, кто хочет получить расценки от местных подрядчиков сегодня, воспользуйтесь нашей платформой сравнения расценок.

основных солнечных элементов

Посмотрите варианты коммунальных солнечных батарей в вашем районе в 2020 году

Лучшие 10 солнечных панелей — Последние технологии 2020 — Обзоры экологически чистой энергии

Литые моноэлементы

Литые моноэлементы , также известные как Quasi monosilicon Ячейки изготавливаются с использованием процесса изготовления литья, аналогичного поликристаллическим элементам. Менее энергоемкий процесс литья снижает стоимость производства «моноэлементов» по ​​сравнению с обычными моноэлементами, изготовленными с использованием обычного процесса Чохральского.Литые монопластины менее восприимчивы к борокислородным дефектам и имеют низкую скорость световой деградации (LID), что делает их сопоставимыми по характеристикам и надежности с монокристаллическими ячейками. Литые моноэлементы существуют уже много лет, но только недавно были приняты некоторыми крупными производителями панелей, включая Canadian Solar, Jinko Solar и GCL.

Почему монокристаллические элементы более эффективны?

Неотъемлемые преимущества монокристаллического кремния обусловлены однородной кристаллической структурой без границ зерен и меньшим количеством примесей благодаря уникальному производственному процессу Чохральского.Моноклетки имеют более низкую скорость индуцированной светом деградации (LID), а также немного лучший температурный коэффициент, как подробно объяснено ниже. Для сравнения, поли- или мультикристаллические ячейки имеют очень маленькие, но определенные границы кристаллов, которые могут действовать как мельчайшие барьеры и снижать эффективность. Мутно-кристаллические клетки, как правило, очень надежны и долговечны, но могут быть более подвержены образованию микротрещин после многих лет использования.

Высокотемпературные характеристики

Монокристаллические элементы имеют немного более низкий температурный коэффициент ячейки, что приводит к несколько более высокой производительности при повышенных температурах. Температурный коэффициент мощности — это величина потерь мощности при повышении температуры элемента. Все солнечные элементы и панели рассчитаны с использованием стандартных условий испытаний (STC — измерено при 25 ° C) и постепенно снижают выходную мощность по мере увеличения температуры элемента. Обычно температура элемента на 20-35 ° C выше, чем температура окружающего воздуха, что соответствует снижению выходной мощности на 8-14%.

Сравнение температурного коэффициента мощности — чем ниже, тем эффективнее

  • Поликристаллические ячейки — 0.От 4 до 0,43% / ° C

  • Монокристаллические ячейки — от 0,35 до 0,40% / ° C

  • Монокристаллические ячейки IBC — от 0,29 до 0,31% / ° C

  • Монокристаллические элементы HJT — от 0,25 до 0,27% / ° C

Как работают солнечные панели? (с иллюстрациями)

Будь то калькулятор на солнечной энергии или международная космическая станция, солнечные панели генерируют электричество, используя те же принципы электроники, что и химические батареи или стандартные электрические розетки.В солнечных батареях все дело в свободном потоке электронов через цепь.

Солнечные панели поглощают энергию солнечного света.

Чтобы понять, как эти панели вырабатывают электроэнергию, может быть полезно вернуться на урок химии в средней школе.Основным элементом солнечных панелей является тот же элемент, который помог создать компьютерную революцию — чистый кремний. Когда кремний очищен от всех примесей, он становится идеальной нейтральной платформой для передачи электронов. Кремний также обладает некоторыми свойствами на атомном уровне, что делает его еще более привлекательным для создания солнечных панелей.

Размер солнечных панелей и угол, под которым они установлены, играют важную роль в том, сколько энергии они могут производить.

Атомы кремния имеют место для восьми электронов во внешних зонах, но несут только четыре в своем естественном состоянии. Это означает, что есть место для еще четырех электронов. Если один атом кремния контактирует с другим атомом кремния, каждый получает четыре электрона другого атома. Это создает прочную связь, но нет ни положительного, ни отрицательного заряда, потому что восемь электронов удовлетворяют потребности атомов.Атомы кремния могут объединяться годами, чтобы получить большой кусок чистого кремния. Этот материал используется для формирования пластин панелей.

Вот где наука вступает в игру. Две пластины из чистого кремния не будут генерировать электричество в солнечных батареях, потому что у них нет положительного или отрицательного заряда.Солнечные панели создаются путем объединения кремния с другими элементами, которые имеют положительный или отрицательный заряд.

Фосфор, например, может предложить другим атомам пять электронов. Если кремний и фосфор объединить химически, в результате получатся стабильные восемь электронов с дополнительным свободным электроном.Он не может уйти, потому что связан с другими атомами фосфора, но кремнию в нем нет необходимости. Следовательно, эта новая пластина кремний / фосфор считается заряженной отрицательно.

Для протекания электричества необходимо также создать положительный заряд. Это достигается за счет объединения кремния с таким элементом, как бор, который имеет только три электрона.На пластине кремний / бор все еще остается одно пятно для другого электрона. Это означает, что пластина имеет положительный заряд. Две пластины зажаты вместе в панелях, между ними проложены токопроводящие провода.

Теперь, когда две пластины установлены, пришло время применить «солнечный» аспект солнечных панелей.Естественный солнечный свет испускает множество различных частиц энергии, но одна из них, которая нас интересует больше всего, называется фотоном. По сути, фотон действует как движущийся молот. Когда отрицательные пластины солнечных элементов направлены под правильным углом к ​​солнцу, фотоны бомбардируют атомы кремния / фосфора.

В конце концов, 9-й электрон, который все равно хочет освободиться, выбивается из внешнего кольца.Этот электрон недолго остается свободным, поскольку положительная пластина кремний / бор втягивает его в открытое пятно на своей внешней полосе. Когда фотоны Солнца отрывают больше электронов, генерируется электричество. Электроэнергия, генерируемая одним солнечным элементом, не очень впечатляет, но когда все проводящие провода отводят свободные электроны от пластин, электричества достаточно для питания двигателей с низким током или другой электроники. Электроны, которые не используются или теряются в воздухе, возвращаются на отрицательную пластину, и весь процесс начинается снова.

Одна из основных проблем при использовании солнечных панелей — небольшое количество электроэнергии, которое они вырабатывают по сравнению с их размером. Для калькулятора может потребоваться всего одна солнечная батарея, а для автомобиля на солнечной энергии потребуется несколько тысяч. Если даже немного изменить угол наклона панелей, эффективность может упасть на 50 процентов.

Некоторая энергия солнечных панелей может храниться в химических батареях, но обычно избыточной мощности не так уж и много. Тот же самый солнечный свет, который излучает фотоны, также обеспечивает более разрушительные ультрафиолетовые и инфракрасные волны, которые в конечном итоге приводят к физическому разрушению панелей.Панели также должны подвергаться разрушительным погодным условиям, что также может серьезно повлиять на эффективность.

Многие источники также называют солнечные панели фотоэлектрическими элементами, что указывает на важность света (фотографии) в генерации электрического напряжения. Задача будущих ученых будет заключаться в создании более эффективных панелей, достаточно маленьких для практического применения и достаточно мощных, чтобы создавать избыточную энергию в те времена, когда солнечный свет недоступен.

Солнечные фотоэлектрические источники питания часто требуют установки выключателей-разъединителей или изоляторов.

Системы крепления солнечных панелей и их установка

Монтажные системы необходимы для правильного проектирования и функционирования солнечной фотоэлектрической системы.Они обеспечивают структурную поддержку, необходимую для поддержания оптимального наклона солнечных панелей, и даже могут влиять на общую температуру системы.

Механизм охлаждения зависит от выбора конструкции для монтажа на солнечной батарее. Установленные на земле солнечные панели будут иметь лучший воздушный поток с обеих сторон, поэтому они будут охлаждаться легче, чем панели, установленные на крыше, и эта разница повлияет на общий контроль температуры солнечных панелей и их эффективность.

Кроме того, решение о наиболее подходящем типе системы крепления солнечных панелей также повлияет на окончательную стоимость проекта.Установка крепления на крышу может даже повлечь за собой модификации конструкции вашего дома, которые могут увеличить первоначальные затраты.

Более того, в зависимости от используемой системы крепления, эффективность солнечной системы может увеличиваться или уменьшаться, поскольку наземные системы обеспечивают лучшую маневренность наклона, чем панели, установленные на крыше, и, следовательно, влияют на общую выходную мощность, которую будет обеспечивать ваша солнечная система. в течение года.

Важно знать, какой тип системы крепления солнечных панелей лучше всего подходит для вас.

В этой статье объясняется каждый доступный вариант, и в то же время описывается технический процесс, связанный с его построением. Зная, как выполняется установка, вы сможете выбрать вариант, который больше соответствует вашим потребностям и ожиданиям.

Быстрая навигация для солнечных систем и их установка

НАЗЕМНЫЕ СОЛНЕЧНЫЕ ПАНЕЛИ

Типы

Установка

СОЛНЕЧНЫЕ ПАНЕЛИ НА КРЫШЕ

Типы

Установка

Наземные солнечные системы

Как следует из названия, ваша солнечная система располагаться на земле.

Основное преимущество наземных систем состоит в том, что существует широкий выбор вариантов, в зависимости от вашего местоположения, ваших потребностей и предлагаемой конструкции.

Варианты наземных солнечных стоек, которые вы можете выбрать:

# 1 Фундаментные крепления

Фундаментные крепления являются наиболее распространенными наземными конструкциями.

Их установка заключается в подготовке земли к раскопкам. Земляные работы необходимы для установки вертикальных труб или механических труб, окруженных бетонным фундаментом.

Эта установка требует оценки участка и геотехнического анализа грунта, чтобы определить, достаточно ли он прочен, чтобы удерживать смонтированную конструкцию. В зависимости от типа почвы (кристаллическая порода, осадочная порода, гравий, песок и т. Д.) Давление на фундамент будет различаться.

Итак, тип почвы определяет, нужен ли бетонный фундамент, винтовая свая или винты для заземления, чтобы закрепить солнечную систему на месте [1,2].

# 2 Балластные опоры для ног

Если почва не подходит для бурения или выемки грунта, лучшим решением является использование балластной системы крепления.

Балластная опора состоит из сборного бетонного блока, прикрепленного к земле.

Эта конструкция широко используется в солнечных панелях в жилых домах [1].

# 3 Крепления на опоре

Представляют собой простое и экономичное решение для установки небольших солнечных систем.

Опоры для солнечных панелей идеально подходят для жилых помещений.

Преимущество монтажа на опоре заключается в том, что нет необходимости создавать сложный фундамент или выравнивать землю (необходимый шаг для балластных креплений).Вместо этого на землю кладут простой стальной столб с бетонным якорем. Эта простая конструкция в целом обеспечивает достаточную поддержку солнечных батарей. В некоторых случаях из-за неподходящего типа почвы или экстремальных погодных условий требуются специальные регулировки.

Среди доступных схем крепления на опоре вы часто встретите Боковое крепление на опоре . Эти крепления широко используются для освещения и установки очень небольших солнечных панелей.

Другой вариант — крепления Top Pole Mounts, , которые обычно конструируются с тяжелыми стальными монтажными втулками, подъемными шарнирами и прочными спинками, что позволяет им выдерживать тяжелые погодные условия и поддерживать большие массивы солнечных панелей.

Эти конструкции позволяют очень легко изменять угол наклона и имеют хороший диапазон изменения от 15 ° до 60 ° [3].

# 4 Многополюсные крепления

Эти конструкции основаны на том же принципе, что и конструкции на опорах. Единственная разница в том, что все солнечные панели уложены в одну горизонтальную линию (а не разделены).

Это означает, что солнечная система может быть расширена по горизонтали на сколько угодно с помощью дополнительных вертикальных опор для труб.

Преимущество перед другими наземными системами крепления солнечных батарей состоит в том, что эти конструкции позволяют устанавливать более крупные системы с большим и простым изменением наклона, требуя только одной регулировки для всех панелей, в отличие от установки на столбах, которая требует регулировки для каждого набора панелей, и не требует дополнительной регулировки. не требует такого количества перфорационных отверстий в почве, как другие традиционные системы.

Эти системы также идеально подходят для навесов для автомобилей или для затемнения [3].

# 5 SmartFlower

В настоящее время на рынке появилась новая опция. Он известен как солнечная система SmartFlower. Он был разработан как наземная система, имеющая форму цветка с солнечными батареями вместо лепестков.

Система открывается каждое утро с восходом солнца и закрывается вечером.

Достоинством этого варианта является высокая эффективность лепестков. Согласно параметрам продукта, 2.Структура SmartFlower мощностью 5 кВт соответствует стандартной наземной системе мощностью 4 кВт. Повышенная мощность обусловлена ​​тем, что солнечные элементы оснащены системой слежения по двум осям, которая обеспечивает оптимальный угол наклона для получения максимальной освещенности. Обратной стороной этой технологии является ее высокая стоимость [4,5].

Что касается установки SmartFlower, то она намного проще и быстрее (2 часа), чем обычные наземные системы, потому что солнечные элементы и монтажная конструкция уже предварительно собраны.

Установка включает:

  1. Определение активной области солнечного цветка (обычно куб размером 16 x 16 x 16 футов)
  2. Просверливание 4 болтов для заземления вглубь земли
  3. Крепление анкера к задняя часть башни
  4. Размещение монтажной конструкции для солнечных батарей над установленными винтами заземления
  5. Подключение к конструкции ветрозащиты и проводка.

Наземная установка солнечной системы

Чтобы дать вам представление о процессе установки типичной наземной системы, вот разбивка наиболее важных шагов, особенно для фундаментного типа.

Во-первых, необходимо определить конструкцию системы:

  • Размеры солнечной системы: Комплекты из 3, 4 или даже 5 рядов панелей. Зависит от погодных условий и конструкции электрооборудования.
  • Оценка состояния почвы: Если это осадочная порода, гравий, глина и т. Д.Затем выбор типа фундамента зависит от погодных условий (ветер и снег), а также размера и веса солнечных панелей.
  • Выбор фундамента : Винтовые сваи или бетонные опоры. Потребуется перфорация земли.
  • Выбор механической трубы или размера и материала трубы : Алюминий, сталь и т. Д.

После завершения проектных решений начинается установка:

  • Земляные работы начинают создавать достаточно места для бетонного фундамента или для его размещения винтовые сваи.
  • Основание монтажной системы крепится к заземляющему основанию с помощью болтов.
  • Вертикальные механические трубки или трубы помещаются и прикрепляются к основанию. Также можно размещать гнутые предварительно собранные конструкции.
  • Установка рельсов. К конструкции прикрепляются рельсы.
  • Установка поперечных балок — это вариант, который зависит от конструкции, рассматриваемой для системы.
  • Солнечные панели устанавливаются в направляющие с помощью средних и концевых зажимов.

Теперь, когда мы рассмотрели доступные типы наземного монтажа и процедуры установки, мы можем перейти к варианту монтажа на крыше.

Установленные на крыше солнечные системы

Установленные на крыше солнечные панели являются наиболее распространенным выбором для большинства домашних хозяйств. Причины для этого разные, но основная — это цена .

Как правило, системы , устанавливаемые на крыше, дешевле, чем системы, устанавливаемые на земле, , потому что основной конструкцией, необходимой для поддержки панелей, является сама крыша.Это экономит расходы, которые в противном случае увеличились бы из-за алюминиевых или стальных конструкций, необходимых для поддержки наземных панелей.

Установка солнечных батарей, подходящая для наклонной крыши

Большинство домов имеют наклонную крышу.

Следовательно, конструкция для монтажа солнечных батарей должна регулировать солнечные панели на наклонной поверхности. Для этого производители предлагают несколько вариантов:

# 1 Рельсовая система крепления

Самая распространенная конструкция, устанавливаемая на крышу.Состоит из крепления набора перил к крыше.

Затем каждую солнечную панель прикрепляют к рельсам с помощью набора зажимов. Поручни прикреплены к крыше винтами и болтами.

# 2 Безрельсовая система крепления

В этом типе установки используются болты и винты для крепления каждой панели к крыше. Его преимущество в том, что снижаются затраты на производство и доставку, что ускоряет установку.

Панели солнечных батарей могут быть размещены способом, выбранным установщиком, поскольку они не так ограничены в своем положении, как рельсы.

Основным недостатком безрельсовой системы является кривая обучения установке. Это требует, чтобы установщики имели опыт работы с системами монтажа без направляющих.

Кроме того, рекомендуется избегать использования безрельсовых панелей, когда панели должны устанавливаться на кривых или черепичных крышах. Также важно знать, что безрельсовые системы предполагают большее количество точек крепления. В конце концов, это может привести к появлению большего количества дыр в крыше [8].

Однако рыночные тенденции, похоже, меняются.Безрельсовые системы становятся более привлекательными для инвестиционных целей, чем рельсовые крепления — в основном потому, что долгосрочная экономия от безрельсовых систем, кажется, намного выше, чем от рельсовых [9].

# 3 Система крепления на общую рейку

Этот тип системы крепления работает так же, как и система на рейке. Разница заключается в количестве направляющих, которые необходимо установить.

В то время как в рельсовых системах для двух рядов солнечных панелей используется всего четыре рельса, в системах с общим рельсом используется только три рельса — с использованием двух рельсов по краям и одной посередине, которые разделяет на два ряда.

Стоимость и время установки солнечных панелей сокращаются за счет использования этого метода, поскольку больше не нужны одна или две направляющие, а также средние и концевые зажимы.

Эта система также подразумевает меньшее количество перфораций на вашей крыше [8].

Плоская крыша

Плоские крыши часто встречаются в коммерческих или хозяйственных зданиях. Но есть также много домашних хозяйств с плоскими крышами, которые требуют иного подхода, чем скатные.

Основная система крепления, используемая на плоских крышах, известна как система стеллажей с балластом для плоской крыши .

Эта система состоит из предварительно собранной конструкции с набором балластных блоков, которые идут вниз и действуют как опора для системы, при этом панели и монтажная система крепятся с помощью зажимов и зажимов.

Среди самых больших преимуществ этого типа монтажа — быстрый и простой монтаж и отсутствие необходимости (или, если очень мало) перфорации в крыше. Он также предлагает некоторую степень гибкости для регулировки наклона, обычно от 5 ° до 15 ° [7,3].

Установка солнечных панелей на крыше

Теперь, когда у вас есть хорошее представление о вариантах систем крепления солнечных панелей на крыше, полезно знать, как выполняется установка.

Обычный процесс начинается с этого набора шагов, которые установщик должен выполнить для установки типичной системы крепления на рейке:

  • Подготовка всех необходимых компонентов. Сверление, карандаши, комплект защиты от падения, блоки для мела, направляющие, зажимы, болты, шурупы и многое другое.
  • Определение расстояния между рейлингами на крыше. Согласно расстоянию до просверленных отверстий в солнечных батареях, которые вы купили. Нарисуйте контрольную линию мелом.
  • Проверка указаний местных властей. Как правило, эти ограничения относятся к краям крыши, и их необходимо учитывать при установке начального положения направляющих и панелей.
  • Поиск стропил на крыше. Просверлить отверстие в крыше на чердаке. После просверливания и определения положения сверла изнутри установщик может отрегулировать центр фермы, который будет опорой для рельсов.
  • Монтаж окладов. После закрепления отверстий монтажник должен установить обшивку (опорные конструкции, которые будут прикреплять панели к крыше). Затем используются болты и заглушки для соединения этих оконных планок с рельсами.
  • Монтаж солнечного стеллажа. Рельсы поставлены на место. Установщик также должен убедиться, что они выровнены и правильно приподняты с помощью окладов.
  • Монтаж проводки зажимами и установка болтов заземления. Болты заземления прикреплены к неизолированному медному проводу, идущему к системе заземления дома.
  • Установка микроинверторов или оптимизаторов мощности каждой панели и прикрепление проводов к зажимам управления.
  • Крепление солнечных батарей к монтажной системе. Наконец, установщик использует зажимы и Т-образные болты, чтобы убедиться, что панели плотно прилегают к монтажной системе.

Заключение

Мы представили наиболее распространенные типы установки солнечных панелей и процедуры различных систем крепления.

Теперь может возникнуть вопрос: Какой тип лучше всего подходит для вас?

Есть несколько параметров, которые лежат в основе выбора системы крепления, и они различаются в зависимости от места. Какой вариант лучше всего подходит для одного домохозяйства, может быть наименее рентабельным для другого.

Например, наземные солнечные системы, как правило, дороже, чем крыши, но они могут быть наиболее подходящим решением, если ваша крыша недостаточно прочна, чтобы выдерживать и выдерживать вес панелей в сложных погодных условиях в течение всего срока службы солнечной системы. .

В таком случае первостепенное значение будет иметь опыт вашего установщика, поскольку оценка местных погодных условий и типа почвы зависит от его профессионального суждения.

С другой стороны, если ваша крыша идеально подходит и рассмотрение наземной системы слишком дорого или просто раздражает (из-за раскопок, потери доступного места для отдыха и т. Д.), Тогда Совершенно не проблема с выбором системы крепления солнечных батарей на крыше.

Проконсультируйтесь с вашим установщиком о наиболее подходящем выборе. Учтите, что, несмотря на то, что рельсовые системы крепления являются наиболее распространенной установкой, безрельсовые и общие рельсы становятся более экономичным и иногда даже техническим вариантом.


Была ли эта статья полезной?

Мы прилагаем все усилия, чтобы улучшить наш контент. Сообщите нам, понравилась ли вам эта статья.

Часто задаваемые вопросы о солнечных панелях — Солнечные панели 12 В

Ниже приводится список из 30 наиболее распространенных вопросов, связанных с солнечной энергетикой, которые мы получаем от клиентов, которые могут помочь ответить на некоторые из ваших вопросов.Нажмите, чтобы просмотреть дополнительную информацию, или свяжитесь с нашей службой поддержки и обсудите это с членом команды REDARC сегодня.

Что такое ватты?

Ватт — это основная единица мощности. Он назван в честь шотландского изобретателя восемнадцатого века Джеймса Ватта. Мощность = напряжение x ток, поэтому ватты = вольт x ампер.

Что такое вольт?

Вольт — единица электродвижущей силы, вольт измеряет, какой «потенциал» есть в электрической цепи.Чем выше напряжение, тем больше электрического тока будет течь в цепи.

Что такое амперы?

Ампер (или Ампер) — это мера электрического тока. Один ампер равен количеству электронов, проходящих через точку в цепи каждую секунду при определенном напряжении.

Что такое ампер-часы?

Ампер-часов — это мера запасенной мощности. Ампер-часы — это количество потребляемых ампер за количество часов, в течение которых вы потребляете этот ток.Ампер x часы =

AH

Как создаются солнечные панели?

Солнечные панели (моно- или поликристаллические) создаются из нескольких «пластин» кремния, соединенных вместе последовательно и / или параллельно, чтобы сформировать солнечный «модуль». Эти пластины созданы из слитков кремния. Слитки либо отливают в блоки из множества кристаллов кремния (поликристаллический), либо выращивают с образованием единой кристаллической структуры (монокристаллический). Слитки разрезают на пластинки толщиной от 180 до 350 микрометров, чтобы сформировать вафли.Слитки обычно изготавливаются из кремния, легированного p-типом, а затем кремний n-типа наносится на пластину в качестве поверхностного слоя. Это создает n-p-переход, который пропускает поток электронов. Затем на пластину наносятся антибликовые слои до того, как будут выполнены металлические соединения в виде сетки на передней стороне панели и пластины по всей площади пластины на задней стороне. На эти металлические соединения нанесена трафаретная печать с использованием серебряной пасты спереди и алюминиевой пасты сзади.Затем пластина обжаривается при нескольких сотнях градусов по Цельсию, чтобы создать контакт между кремнием и металлическими электродами. Теперь пластины готовы к подключению для формирования солнечного модуля.

Сколько ватт мне нужно?

Количество ватт или количество необходимой мощности определяется требованиями вашей системы в отношении как зарядки, так и работы определенных нагрузок.

Номинальная мощность или мощность ваших панелей определяет скорость, с которой вы можете подавать заряд в вашу систему.Вы должны убедиться, что у вас достаточно солнечных панелей, чтобы справиться с количеством энергии, которое вы планируете использовать. Хорошее правило — переоценить систему, чтобы она могла справиться с облачными днями и неожиданным энергопотреблением.

Номинальная мощность вашего инвертора определяет, какие приборы вы можете запускать от инвертора. Если вы хотите использовать микроволновую печь мощностью 1800 Вт от вашего инвертора, вам понадобится инвертор мощностью не менее 1800 Вт. Важно помнить, что работа такого устройства от инвертора значительно разряжает аккумуляторную батарею.Как правило, если вы разделите количество ватт, потребляемых устройством, на 10 для системы 12 В или 20 для системы 24 В, это даст вам текущее потребление в этой системе. Например, микроволновая печь мощностью 1800 Вт потребляет 1800/10 = 180 А от системы 12 В.

В чем разница между панелями из аморфного и кристаллического кремния?

В солнечной технологии аморфного типа кремний используется в некристаллической случайной форме. Его можно наносить на множество различных подложек, чтобы добиться таких эффектов, как гибкость для использования в различных областях.Солнечные технологии аморфного типа относятся к категории «тонкопленочных» солнечных модулей. Солнечные панели аморфного типа имеют типичный КПД около 6-7%.

Солнечная технология на основе кристаллического кремния относится к монокристаллическим и поликристаллическим панелям. Эти панели созданы из кремния в структуре типа тетраэдрической решетки. Такая структура дает солнечным модулям на основе кристаллического кремния более высокую эффективность на квадратный метр, чем модули аморфного типа.

Сколько мне нужно солнечных панелей?

Количество требуемых солнечных панелей будет зависеть от количества заряда, который необходимо вернуть в вашу систему в часы солнечного света каждого дня.Для системы 12 В, если вам нужно заменять 100 А / ч заряда батарей каждый день, и у вас есть 8 часов солнечного света в день, вам понадобится …

100 Ач x 12 В = 1200 Втч

1200Вт / 8ч = 150Вт солнечных панелей.

На самом деле рекомендуется всегда завышать ваши требования как минимум на 20%, поэтому вам потребуется 180 Вт солнечных панелей.

Как подключить панель к батарее?

Ваши солнечные панели всегда должны быть подключены через регулятор, а затем регулятор должен быть подключен к батарее / ам.Регулятор необходим, чтобы гарантировать, что ни одно из высоких напряжений, присутствующих на выходе солнечной панели в условиях хорошего уровня освещенности, не может повредить аккумулятор / батареи. Каждая панель / регулятор поставляется с набором инструкций, описывающих, как панель / регулятор следует подключать к системе. Если после прочтения инструкций вы все еще не знаете, как подключить свои устройства, обратитесь к квалифицированному автоэлектрику или специалисту по электронике REDARC по телефону (08) 8322 4848.

Проводка какого размера мне нужна для моей системы?

Размер проводки для вашей системы определяется общей длиной кабеля, включенного в систему, и величиной тока, протекающего по этой длине кабеля.Количество потребляемого системой тока связано с количеством тока, который ваши солнечные панели могут выдавать для кабеля между солнечными панелями и батареей, и связано с величиной нагрузки, которую вы планируете использовать для кабеля между батареей. и ваши грузы. Требуемую толщину кабеля можно легко определить с помощью нашего калькулятора сечения кабеля и падения напряжения.

Какой тип батареи мне нужен для моей солнечной установки?

Тип батареи, которую вы выбираете, зависит от приложения, для которого вы ее используете.Рекомендуется использовать аккумулятор глубокого разряда в качестве вспомогательного аккумулятора, потому что обычно вспомогательный аккумулятор разряжается до более низкого уровня, а затем перезаряжается, в отличие от стартерного аккумулятора, который обычно поддерживается на определенном уровне заряда.

Важно убедиться, что ваш регулятор предназначен для зарядки аккумулятора того типа, который вы планируете установить в своей установке. Большинство регуляторов будут иметь особые профили зарядки для четырех различных типов автомобильных аккумуляторов, обычно используемых сегодня.

Также важно учитывать, где установлен аккумулятор. Если вы планируете разместить аккумулятор, например, в доме на колесах, вам необходимо приобрести герметичный аккумулятор, потому что он будет выделять вредные газы во время зарядки.

Лучше всего связаться с поставщиком аккумуляторов и обсудить с ним свои требования.

Зачем нужен регулятор?

Солнечная панель 12 В предназначена для выдачи как минимум напряжения, достаточного для зарядки аккумулятора 12 В в худших условиях (низкий уровень освещенности, высокая температура и т. Д.).Аккумулятор 12 В требует для зарядки не менее 13,6 вольт, поэтому в худшем случае солнечная панель должна выдавать не менее 13,6 вольт. Это означает, что в идеальных условиях солнечная панель 12 В может выдавать около 17 В и более. Если вы подключите солнечную панель, вырабатывающую 17 В, прямо к батарее, легко понять, как это может вызвать повреждение. Солнечные регуляторы предназначены для приема напряжения от солнечной панели и вывода напряжения, которое является безопасным и пригодным для зарядки аккумулятора.Хороший регулятор будет иметь трехступенчатый зарядный выход.

Что я могу запустить на своей панели на 80 Вт?

Солнечная панель 80 Вт может реально обеспечивать ток от 4 до 5 А в солнечный день, большую часть солнечных часов дня. Если мы предположим, что только 1/3 дня — это часы солнечного света, тогда можно с уверенностью предположить, что панель может обеспечивать от 4 до 5 ампер в течение этого периода.

Учитывая, что в сутках 24 часа, панель 80 Вт может эффективно работать с нагрузкой около 1 часа.5А непрерывно в течение дня / ночи работает без потерь.

Предположим, что солнечные панели заряжают аккумулятор на 100 А / ч. Вы хотите запустить холодильник на 50 л, который потребляет в среднем 3 А, и 2 светодиодных фонаря, каждый из которых потребляет 0,25 А. Вы хотите, чтобы холодильник работал 24 часа в сутки, а лагерный свет — 6 часов каждую ночь.

Холодильник: 3А x 24ч = 72Ач

Фары: 0,25 А х 6 ч = 1,5 А ч х 2 фары = 3 А ч

Итого: 75 Ач в день.

Ваши панели могут поставить:

4.5А х 8ч = 36Ач каждый день.

Следовательно, аккумулятор разряжается:

75 Ач — 36 Ач = 39 Ач каждый день.

Чтобы вы могли запустить свой холодильник и свет за:

100 Ач / 39 Ач = 2,5 дня без какой-либо другой зарядки.

Что я могу запустить на своей панели на 120 Вт?

A Солнечная панель мощностью 120 Вт может обеспечивать ток от 6 до 7,5 А в солнечный день в течение большей части солнечного дня.Если мы предположим, что только 1/3 дня — это часы солнечного света, тогда можно с уверенностью предположить, что панель может обеспечивать в этот период от 6 до 7,5 Ампер.

Учитывая, что в сутках 24 часа, панель мощностью 120 Вт может эффективно работать с нагрузкой около 2,75 А непрерывно в течение дня / ночи, работая без потерь.

Предположим, что солнечные панели заряжают аккумулятор на 100 А / ч. Вы хотите запустить холодильник на 50 л, который потребляет в среднем 3 А, и 2 светодиодных фонаря, каждый из которых потребляет 0,25 А.Вы хотите, чтобы холодильник работал 24 часа в сутки, а лагерный свет — 6 часов каждую ночь.

Холодильник: 3А x 24ч = 72Ач

Фары: 0,25 А х 6 ч = 1,5 А ч х 2 фары = 3 А ч

Итого: 75 Ач в день.

Ваши панели могут поставить:

6,75А x 8ч = 54Ач каждый день.

Следовательно, аккумулятор разряжается:

75 Ач — 54 Ач = 21 Ач каждый день.

Чтобы вы могли запустить свой холодильник и свет за:

100 Ач / 21 Ач = чуть менее 5 дней без какой-либо другой зарядки.

Что мне нужно для работы холодильника?

Это зависит от размера вашего холодильника, того, как долго вы планируете держаться подальше от любых других источников питания, и размера вашей аккумуляторной батареи. Пожалуйста, обратитесь к калькулятору типичного использования для получения более точной информации.

Что мне нужно для работы моего инвертора?

Это зависит от размера вашего инвертора, от того, как долго вы планируете держаться подальше от любых других источников питания, и от размера вашей аккумуляторной батареи.Пожалуйста, обратитесь к калькулятору типичного использования для получения более точной информации.

Какова типичная установка моего автоприцепа?

Типичная установка для автоприцепа включает холодильник объемом 80 л и пару светодиодных ламп. Мы рекомендуем 2 x 80 Вт солнечные панели , установленные на крыше прицепа для кемпинга, если место доступно. В противном случае мы бы порекомендовали комплект для солнечных батарей , например, 2 x 120 Вт складные солнечные панели.

Какая типичная установка для моего автоприцепа?

Типичная установка для автоприцепа включает холодильник, инвертор, телевизор, освещение и, возможно, какое-то другое оборудование. Мы рекомендуем 3 x 120 Вт солнечные панели , установленные на крыше дома на колесах.

Какая типичная установка для кемпинга?

Обычно для кемпинга требуется холодильник на 40-50 литров и пара фонарей.Мы бы порекомендовали солнечное стекло 80 Вт л или складывающееся одеяло Amorphous 112 Вт

Сколько времени потребуется, чтобы зарядить аккумулятор?

Время, необходимое для полной зарядки вашей батареи с помощью солнечной энергии, зависит от 1) количества накопленной энергии, которое вам необходимо заменить в вашей батарее / аккумуляторном блоке, 2) эффективности вашего солнечного регулятора и метода зарядки, который он использует, и 3) количества солнечная энергия, которую вы можете предоставить. В следующем примере мы предположим, что регулятор работает на 100%.

Допустим, вам нужно заменить 50 А / ч запасенной энергии в батарее через 300 Вт солнечных панелей.

300 Вт при 12 В = 300/12 = 25 А

50 А / ч при 25 А = 50/25 = 2 часа

Итак, по приблизительной оценке, зарядка аккумулятора займет около 2 часов. В реальной жизни вам необходимо принять во внимание эффективность вашего регулятора и его способность заряжать аккумулятор до 100% (многоступенчатая зарядка), а также тот факт, что зарядное устройство будет выдавать не менее 13 В для зарядки аккумулятора ( не 12В).

Где мне разместить панель относительно солнца?

В идеале солнечная панель должна находиться под прямыми солнечными лучами для наилучшей работы. Это означает, что ваша солнечная панель должна быть максимально перпендикулярна направлению солнечных лучей. На практике это нелегко или удобно, поэтому мы рекомендуем ориентировать панели так, чтобы они были обращены на север под углом примерно 45 °.

В какое время дня лучше всего использовать мою панель?

Ваши панели будут обеспечивать максимальную мощность при пиковом солнечном свете.Это не требует облачности и происходит в середине дня. Ваши панели будут продолжать обеспечивать питание с пониженной скоростью до и после этого периода пикового солнечного света в любое время, пока солнце отсутствует. Очевидно, что ваши панели не будут обеспечивать питание до рассвета или после заката.

Могу ли я оставить панель на улице?

Тонкопленочные и жесткие панели REDARC защищены от непогоды, и их можно будет оставить в непогоду.Солнечные панели REDARC проверены на устойчивость к дождю и граду, а наши портативные панели можно привязать или привязать, чтобы не потерять их в ветреную погоду. При этом, как правило, когда погода ненастная, дождливая или град, уровень солнечного света недостаточно высок для выработки энергии от ваших солнечных батарей. Поэтому, если возможно, в таких условиях лучше выносить панели из непогоды.

Будет ли моя панель работать в облачную погоду?

Солнечные панели действительно вырабатывают электроэнергию в пасмурную погоду, хотя их мощность уменьшается.Мощность может упасть до 10% от полной солнечной интенсивности. Использование регулятора MPPT поможет максимально эффективно использовать ваши панели в этих условиях.

Как чистить солнечные панели?

Вы должны регулярно чистить свои солнечные панели для достижения наилучшей производительности, поскольку все, что может блокировать солнечный свет от фотоэлектрического материала, снижает эффективность панели. Панели следует очищать тканью из микрофибры, так как царапины могут снизить производительность панелей.

Могу ли я модернизировать свою солнечную систему?

Солнечные модули

REDARC предназначены для модернизации и расширения. Все панели REDARC, тонкопленочные, переносные или фиксированные, предназначены для взаимного соединения независимо от их типа. Также доступны переходники на случай, если вы захотите добавить солнечные модули REDARC к существующей солнечной установке, отличной от REDARC.

Моя панель перестала работать, что мне делать?

Если ваша панель перестала работать, выполните действия, описанные в руководстве по устранению неполадок.Если после выполнения руководства по устранению неполадок вы не решили проблему, обратитесь в REDARC по телефону (08) 8322 4848 для получения дополнительной помощи.

Могу ли я заряжать свои солнечные батареи частично в тени?

Когда солнечная панель частично затенена, элементы, находящиеся в тени, не будут выдавать никакой энергии. Солнечная панель с байпасными диодами гарантирует, что если элемент находится в тени и не обеспечивает никакой мощности, другие элементы и, следовательно, панель в целом по-прежнему будут обеспечивать выходной сигнал.Панели без байпасных диодов потеряют всю мощность при частичном затемнении.

Каждая ячейка в солнечной батарее мощностью 80 Вт обеспечивает выходное напряжение около 0,5 В. Следовательно, каждые 2 потерянных элемента будут означать падение выходного напряжения на 1 В. Панель 80 Вт будет выдавать около 16–18 В, что означает, что если более 6 ячеек затенены, вероятность того, что панель будет заряжать аккумулятор 12 В., будет ниже.

Как долго прослужит моя солнечная панель?

Жесткие солнечные панели

REDARC спроектированы так, чтобы противостоять условиям окружающей среды, таким как дождь, град и сильный ветер.На жесткие панели REDARC предоставляется 5-летняя гарантия, подтверждающая это заявление. Жесткие панели REDARC также предлагают 12-летнюю гарантию эффективности 90% и 25-летнюю гарантию эффективности 80%, чтобы обеспечить полезную продукцию на долгие годы.

Моя солнечная панель сильно нагревается, когда я оставляю ее на солнце.

Оставить комментарий