Как выбрать солнечные батареи для дома

Электроснабжение частных домов и больших построек — это уже не мечта, а современная реальность. Сегодня владельцы загородных домов имеют доступ к электроэнергии от автономного источника электроэнергии за счет использования солнечного света. В основе таких энергосистем лежит солнечная батарея, которая отвечает за преобразование энергии.

Содержание: 1. Что такое солнечные панели 2. Как они работают 3. Плюсы и минусы 4. Типы аккумуляторов 5. Расчет количества аккумуляторов 6. Особенности установки

Покупая солнечные панели, имейте в виду, что мощность, которую они вырабатывают, напрямую определяет стоимость всей системы. Чем больше ватт вырабатывает аккумулятор, тем он дороже. Например, панель на 100 Вт будет стоить вдвое дешевле панели на 200 Вт.

Мощность также влияет на общие характеристики аккумуляторов. Модуль, генерирующий мощность 200 Вт, будет больше, чем панель на 100 Вт. Размер модулей зависит не только от мощности, но и от их типа. Выбирая солнечные панели для дома, убедитесь, что в системе питания достаточно энергии для питания всех используемых электроприборов. Также следует учитывать соответствие размеров панелей размеру площадки, на которой они будут установлены.

Что такое солнечные батареи

Многие знают о существовании солнечных батарей. Однако не все знают, как устроены эти агрегаты. На самом деле, их конструкция проста, поскольку включает всего несколько компонентов. Классическая солнечная панель, преобразующая солнечную энергию в электричество, содержит следующие компоненты:

  • Сам аккумулятор.
  • Инвертор, преобразующий постоянный ток в переменный.
  • Аккумуляторное устройство оснащено устройством, контролирующим заряд и разряд.

Как выбрать солнечные батареи для дома

Схема солнечной батареи

Аккумулятор, в свою очередь, имеет множество других компонентов. Их называют фотоэлектрическими преобразователями или солнечными элементами. Большинство из них изготовлено из кремния. Эти элементы могут быть соединены параллельно или последовательно. Это свойство позволяет проверять и изменять важные параметры: показатели напряжения, мощности и тока. Тип параллельного подключения предпочтительнее, так как он гарантирует работу панели даже в случае поломки одного из элементов, хотя и с пониженной эффективностью. Это невозможно при последовательном подключении.

Для каких целей могут использоваться

Этот альтернативный источник электричества используется для всего, что требует электричества. А именно для:

  • Искусственное освещение работает в домах, школах, больницах и других объектах.
  • Освещение садов, парков, дорог и дорожек.
  • Электроснабжение систем водоподготовки и водоснабжения.
  • Электроснабжение газо- и нефтепроводов.
  • Эксплуатация бытовой техники: холодильники, стиральные машины.
  • Теплоснабжение при использовании ТЭНов малой мощности.
  • Подзаряжайте мобильные устройства и компьютеры аккумуляторами.
  • Блоки питания для медицинской техники и телекоммуникаций.
  • Электроснабжение кондиционеров в жаркое время года.

В западных странах частные потребители уже активно используют солнечные панели или ветряные турбины, чтобы получить полную независимость от централизованных поставщиков электроэнергии, и уже оценили окупаемость инвестиций. Но большую часть солнечной энергии сейчас потребляют коммерческие организации. Солнечные модули также широко используются в сельскохозяйственных комплексах.

Как выбрать солнечные батареи для дома

Школа на солнечной энергии

Принцип работы

Преобразование солнечной энергии происходит в фотоэлементах, соединенных последовательно или параллельно. Фотоэлектрическое вещество основано на кристалле кремния. Кремний в виде соединений широко распространен на планете. Например, оксид кремния — это песок или глина. Итак, кристалл кремния в упрощенном виде — это песчинка. Технические кристаллы искусственно производятся в лабораториях. Сначала выращивают кругляк, потом получают шестиугольник, из которого делают плиты. Каждая пластинка имеет толщину 200 микрон, что всего в три раза толще обычных волос.

На кремниевые пластины с одной стороны наносится бор, а с другой — фосфор. Когда кремний вступает в контакт с бором, возникает избыток электронов. На противоположной стороне, где пластина контактирует с фосфором, они отсутствуют. Комбинация этих сторон называется pn ребром.

Когда солнечный свет попадает на фотоэлементы в батареях, фотоны атакуют их поверхность. Они перемещают «лишние» электроны к границе с бором и уходят наоборот: на сторону фосфора с «дырками». Так выглядит электрический ток — согласованное движение электронов. Металлические дорожки выходят из фотоэлементов, через них проходит ток. В этом суть работы солнечного элемента.

Как выбрать солнечные батареи для дома

Принцип работы солнечной батареи

Плюсы и минусы

Использование солнечной энергии в домашних условиях имеет свои преимущества:

  • Экологическая безопасность.
  • Простота установки и использования панелей.
  • Отсутствие движущихся частей, подверженных быстрому износу.
  • Независимость.
  • Продолжительность.
  • Надежность.
  • Легкий.
  • Низкий уровень шума системы.

Но есть и недостатки использования батареек:

  • Высокая цена.
  • Работа электростанции сопровождается выделением тепла.
  • Низкий КПД — до 25%.
  • Для установки системы требуется большая площадь.

Эффективность солнечных батарей зимой

Зимой немаловажную роль играет угол наклона панелей, так как солнце находится низко над горизонтом, а это сказывается на их работоспособности. Оптимальный угол часто устанавливается в течение всего года.

Эффективность солнечных модулей в зимний период снижается от 3 до 8 раз в зависимости от региона. Чем ближе к экватору, тем выше урожайность растения. С увеличением площади аккумуляторов увеличивается количество запасаемой в них энергии. Если на освещение, питание компьютера и холодильника летом требуется 1 кВт электроэнергии, то есть результат работы четырех 250-ваттных панелей, то зимой на эти же цели потребуется 2 кВт.

Как выбрать солнечные батареи для дома

Зимой эффективность солнечного элемента снижается

При использовании солнечных коллекторов владельцы должны следить за состоянием проходящей по трубам жидкости, чтобы она не превратилась в лед.

Как выбрать солнечные батареи для дома

Мнение эксперта

Алексей Бартош

Специалист по ремонту, обслуживанию промышленного электрического и электронного оборудования Спросите у специалиста Проверяйте при установке станции оптимальный угол наклона с учетом колебаний солнца в любое время года. Благодаря такому решению зимой для повышения производительности ничего не нужно менять.

Виды батарей

Есть несколько видов солнечных панелей:

  • Батареи на основе кремния. Они возникают в результате роста монокристаллов из частиц чистого кремния, во время которого расплав затвердевает при контакте с затравкой кристалла. После охлаждения силикон затвердевает и приобретает особую форму диаметром от 12 до 20 сантиметров. Полученный таким образом слиток разрезают на глыбы толщиной до 300 мкм. Эти элементы демонстрируют высокий КПД — до 19 процентов, что достигается за счет особой ориентации частиц монокристалла, которая способствует увеличению активности электронов. Внутри батареи кремниевые пластины перфорированы металлическими электродами, по которым протекает ток.
  • Панели на основе аморфного кремния: эти модули показывают низкий КПД, не более 8%. Однако они позволяют получать более дешевую электроэнергию, чем другие кремниевые преобразователи.
  • Панели из многокомпонентных полупроводников CIGS. Эти элементы состоят из индия, галлия, меди и селена. Аккумуляторы этого типа также производятся пленочным способом, но по сравнению с кадмиевыми панелями в процессе эксплуатации демонстрируют более высокие характеристики — КПД достигает 15%.
  • Панели из теллуида кадмия производятся пленочными методами. Слой полупроводника составляет 2-3 сотни микрон. Производительность кадмиевых аккумуляторов составляет 11%. Но эти модули обеспечивают дом энергией по более низкой цене, в отличие от кремниевых устройств.
  • Тонкопленочные панели. Технологии производства тонкопленочных элементов позволяют получать панели дешевле кремниевых устройств. Поэтому пленочные модули используются для сборки больших солнечных электростанций, когда у владельца оборудования есть ограничения не только по площади земельного участка, но и по цене установки. Такие батареи устанавливают не только на крыше, но и на стенах зданий.

Как выбрать солнечные батареи для дома

Внешний вид нескольких солнечных панелей

Расчет количества батарей

Чтобы рассчитать необходимую мощность солнечных панелей, следует узнать, сколько энергии потребляется в доме или коттедже. Например, если потребление электроэнергии составляет 100 кВт в час в месяц при напряжении 220 В (нужную цифру покажет счетчик электроэнергии), то необходимо следить за тем, чтобы солнечные панели вырабатывали такое же количество энергии.

Комплект батарей для дачи способен перерабатывать солнечную энергию только в светлое время суток. Он выдает мощность, близкую к максимальной, только в безоблачную погоду и когда на него падают солнечные лучи под углом 90 градусов. Если угол увеличивается или уменьшается, номинальная рабочая мощность уменьшается, и чем больше угол, тем ниже номинальная мощность. В жарких условиях часть отдачи теряется из-за нагрева аккумуляторов. В пасмурные дни мощность растения снижается в 15 раз, даже при наличии легких облаков на небе мощность все равно уменьшится в 3 раза. Эти моменты необходимо учитывать заранее.

Важно! Для расчета рекомендуется учитывать рабочее время, в течение которого панели работают на максимальной мощности. Сейчас 7:00, 9:00 — 16:00 Летом батареи будут работать с раннего утра до позднего вечера, но эффективность после восхода солнца и до захода солнца будет низкой — всего 20% от полуденной емкости. Таким образом, 80% электроэнергии вырабатывается с 9:00 до 16:00.

Расчет количества батарей для дачи или дома следующий:

  • При этом учтено, что солнечные модули летом работают всего 7 часов с большой мощностью.
  • Полученная цифра делится на 7. В результате получается требуемая мощность силовой установки.
  • Еще 20% добавляется, если используется ШИМ-контроллер и если система работает с MPPT, этот элемент не нужен.
  • Добавьте к этому значению 40%, учитывая потери в батарее и инверторе.
  • Расчет потребления электроэнергии в сутки.

С учетом суммарного значения мощности для питания дома рассчитывается и подбирается количество аккумуляторов.

Как выбрать солнечные батареи для дома

При подсчете количества солнечных панелей они отталкиваются необходимой энергией

Особенности установки

Есть ряд советов для домовладельцев, желающих использовать солнечные энергетические системы:

  • батареи предпочтительнее устанавливать в южной части крыши или фасада, либо в зоне, ориентированной на юг.
  • Угол наклона выбирается исходя из широты конкретного региона.
  • Поверхность аккумуляторов необходимо регулярно очищать от пыли и грязи.
  • Избегайте близости к объектам, которые создают тени для солнечных батарей.

Лучшие станции оборудованы системами слежения за солнцем. Очевидно, что солнечная радиация играет здесь важную роль, и не во всех регионах есть для этого подходящие условия. Важно учитывать инсоляцию: сколько света достигает земной поверхности в районе, где находится «солнечный дом.

Оцените статью
Добавить комментарий