К преимуществу использования солнечных батарей относится. Преимущества использования солнечных батарей в автономных и резервных системах электроснабжения

Солнечные батареи как источник энергии работают на основе поглощения и преобразования солнечного света некоторыми кристаллами. Эти кристаллы обладают свойствами полупроводников – в них области с избытком и недостатком электронов физически разделены так называемым p-n переходом. Без внешнего воздействия электроны р-зоны не переходят через запирающий слой. Но световые фотоны несут энергию, которая срывает внешние электроны атома с орбиты и дает им возможность попасть в n-зону. Таким образом, энергия фотонов, из которых состоит световой луч, в толще покрытия панели приводит к возникновению разности потенциалов, а это причина возникновения электрического тока.

Солнечные батареи – эффективный и бюджетный источник тепла

Достаточно внести в конструкцию электроды, и ток сможет свободно течь и питать электроприборы, или, если подключить аккумуляторные батареи, накапливать электроэнергию в них.

Конструкция солнечной панели

Исторически сложилось, что из всех известных кристаллических полупроводников для производства солнечных панелей чаще всего используют кремний. Во-первых, это очень распространенный элемент. Во-вторых, именно его издавна используют в микроэлектронике, и технологии выращивания кристаллов кремния хорошо отработаны.
Солнечная панель в разрезе можно представить в виде пирога, где нижний слой – металлическая пластина, работающая как отрицательный электрод (катод), затем кремний n-типа, вплотную к нему пластина кремния р-типа, затем имеющий решетчатую структуру положительный электрод (анод) и защитное стекло.

Одной солнечной панели для электроснабжения, достаточного для питания мощных тепловых приборов отопления, мало. Поэтому их объединяют в батареи, используя последовательно-параллельное соединение.

Виды солнечных батарей

Сила тока, сгенерированная световой панелью, зависит от ряда факторов. Это освещенность, от нее зависит количество работающих фотонов.

Монокристаллическая солнечная батарея

Площадь поверхности, чем она больше, тем больше поглощенной энергии. Коэффициент полезного действия – очень важная величина, и зависит она от свойств кристаллов, используемых в панели. В продаже имеются солнечные панели на основе:

• монокристаллического
• поликристаллического
• аморфного кремния

Поликристаллическая солнечная батарея

Различить их можно по внешнему виду. Монокристаллические панели почти черные, поликристаллические синеватые. Панели из аморфного кремния серые, и очень тонкие, их можно согнуть.

Коэффициент поглощения пластин из монокристаллического кремния заметно выше, чем у других. На практике заявленных 20% КПД даже они практически никогда не имеют. Поликристаллические панели выдают около 10% мощности. Пластины на основе аморфного кремния не только имеют самый низкий коэффициент фотоэлектрического преобразования, но и быстро теряют его в силу высокой чувствительности тонкого слоя кремния к выгоранию.

Солнечная батарея на основе аморфного кремния

Их использование целесообразно лишь в районах, где преобладает пасмурная погода, в этих условиях они демонстрируют лучшие показатели, чем другие виды солнечных панелей.

Как работает солнечная установка

Cолнечные батареи для отопления дома работают как источник электрической энергии, непосредственно тепла они не выделяют. Ток, который получают от батареи, дает возможность запитать электрокалориферы, инфракрасные источники тепла. Как правило, все потребители работают от сети переменного тока, а фотоэлементы солнечных панелей поставляют постоянный ток. Чтобы решить эту проблему, все солнечные батареи для отопления доукомплектовываются инвертором, который преобразовывает постоянное напряжение в переменное . Кроме этого, для успешной зарядки аккумуляторов, которые включаются в цепь для обеспечения ночного питания, нужен контроллер.
Схема работы такова: в солнечное время постоянный ток, поступающий от солнечных панелей, преобразовывается инвертором в переменный и поступает к потребителям с напряжением 220 вольт. В ночное время батареи не работают, и источником питания становится аккумулятор, который так же подключен к инвертору.

Плюсы и минусы солнечных батарей

Желание иметь независимый от централизованного снабжения источник энергии есть у многих. Для того, чтобы ясно представить себе картину использования Солнца в качестве альтернативы, нужно хорошо уяснить все плюсы и минусы такой батареи для отопления дома.

Несомненные плюсы:

• Независимое электро- и теплоснабжение. Даже в населенных пунктах с развитой инфраструктурой необходимо снизить зависимость от общих электрических сетей. В отдалении от цивилизации иметь солнечные батареи, позволяющие освещать и обогревать дом, особенно ценно.
• Источник бесплатной электроэнергии. Тарифы на электричество постоянно поднимаются, а использование собственного источника энергии дает возможность сэкономить.
• Долговечность работы. Срок службы солнечных панелей около 40 лет. Со временем КПД панели должен уменьшиться.
• Экологичность выработки энергии, при ее производстве нет вредных выбросов в атмосферу.

Минусы установки солнечных батарей: Высокая стоимость самих солнечных панелей и сопутствующего оборудования. Стоит рассчитать период окупаемости установки и сравнить его со сроком ее службы. Со временем альтернативная энергетика станет доступнее, и этот минус сойдет на нет. Мощная установка, которая способна обеспечить потребности отопительных приборов, требует большой площади поверхности. С одного квадратного метра площади в условиях полной освещенности можно получить до 120 Втт электроэнергии. Расчет показывает, что для освещения и отопления дома требуется не меньше 20 квадратных метров.

Стоимость солнечной батареи

Стоимость складывается из цены всех панелей, которые будут включены в установку, и стоимости оборудования. Это аккумулятор, контроллер, препятствующий перезаряду аккумулятора. Кроме этого, понадобится инвертор для преобразования постоянного тока в переменный и реле для переключения режимов.

Панели на основе монокристаллического кремния дороже остальных, но это компенсируется выигрышем в мощности.

Солнечные коллекторы

Непосредственно в тепло преобразовывают солнечную энергию так называемые коллекторы. Они имеют нагревательные элементы, внутри которых циркулирует жидкость. Через контур теплообменника энергия передается рабочей жидкости, которая аккумулируется в баке.

Система отопления на основе солнечного коллектора вакуумного типа

Такие системы отопления уже широко используются в мире. Разработаны два типа коллекторов, плоский и вакуумный. Для использования в зимнее время стоит выбрать вакуумный коллектор, он надежнее сохраняет тепло. Но и плоского коллектора есть преимущество, он обладает большой прочностью и надежностью.

Солнечный коллектор нуждается в меньшей площади, чем установки с солнечными панелями, но требует большого объема рабочей жидкости и аккумулирующего бака.

Выбор солнечной батареи

Выбор делают, исходя из экономической целесообразности использования батареи того или иного типа в конкретной местности. В районах с мягким климатом, где нередки пасмурные дни, эффективность солнечных панелей для отопления будет низка. Солнечные коллекторы, напротив, все же смогут аккумулировать достаточно тепла. Там, где ясная погода не редкость, и солнечные панели обеспечат достаточное количество электроэнергии.

В общем случае солнечный коллектор для отопления гораздо более эффективен, с его помощью можно использовать не 15, а 90 процентов солнечной энергии.

Установка солнечной батареи

Существует несколько правил, которые нужно неукоснительно соблюдать.

Монтаж солнечных батарей

• Место для солнечных панелей не должно затеняться.
• К солнечным батареям должен быть обеспечен легкий доступ для мытья и уборки снега.
• Батареи устанавливаются в наклон. Оптимальный угол наклона в северном полушарии – угол, равный географической широте местности.
• Батареи ориентируют строго на юг.
• Монтаж производят на стены зданий, на крыши, на опоры, установленные на земле. В этом случае необходимо предусмотреть достаточное расстояние между панелями, чтобы они не затеняли друг друга. Алюминиевые рамки панелей имеют отверстия для крепежа, и для установки панелей не нужна особая оснастка.

Итог

Солнечная батарея – перспективный и доступный вид альтернативной энергетики. С ее помощью можно заметно сэкономить на электроэнергии и тепле, если принимать в расчет долгое время эксплуатации установки.

В данном видео вы сможете подробнее ознакомиться с особенностями солнечных батарей.

На сегодняшний день преимущества и недостатки солнечных батарей, позволяют говорить об этих источниках энергии, как о самых перспективных на ближайшее будущее. Чем же так хороша и что позволяет говорить о плюсах батарей не только для дома, но и для крупных предприятий и заводов. Данная статья призвана не только осветить все преимущества, но и раскрыть недостатки, которые либо умалчиваются производителями, либо не раскрываются при продаже.

Преимущества солнечных батарей

• Самый первый плюс — это неиссякаемость и вседоступность источника энергии . Солнце есть практически в любой точке планеты и в ближайшее время, оно не собирается никуда пропадать. Если этот источник энергии пропадёт, то нас уже точно не будет волновать вопрос откуда взять электроэнергию.

• Второе достоинство солнечных батарей — это их экологичность . Каждый потребитель, борющийся за здоровье родной планеты, считает своим долгом приобрести экологичные источники энергии типа ветряка или, в нашем случае — солнечные панели. Но здесь так же как с электромобилями. Сами-то по себе батареи экологичны, но при их производстве, а также при производстве аккумуляторов, электростанций и различных проводников, используются токсичные вещества, которые загрязняют окружающую среду.

• Кстати, говоря о сравнении с ветряками, солнечные панели намного тише . Они вообще не издают никаких звуков в сравнении с шумными ветряками.

• Износ батарей происходит очень медленно , ведь здесь нет подвижных частей, если только Вы не используете в своей системе приводы, которые поворачивают солнечные элементы в сторону источника энергии. Тем не менее, даже с такой системой, солнечные панели служат до 25 лет и даже больше. Только после этого срока, если батареи качественные, у них начинает падать КПД и постепенно их нужно заменять на новые. Кто знает какие технологии будут через четверть века? Возможно, следующих батарей Вам хватит до конца жизни.

• Устанавливая такой источник энергии для дома, Вы не будете думать о том, что поставщик энергии внезапно по техническим причинам отрежет ваш дом от энергоснабжения. Вы всегда сам себе хозяин. Точнее своей системе подачи электричества. Нет проблем ни с внезапным повышением цен, ни с транспортировкой энергии.

• После того, как ваша энергетическая солнечная электростанция окупится, Вы будете получать по сути бесплатную энергию в дом . Конечно, сначала за определённый период, нужно отбить вложения.

• Ещё одно преимущество солнечных электростанций — возможность наращивания . Вопрос упирается только в доступную для Вас площадь. Именно модульность батарей позволяет беспрепятственно в случае необходимости увеличивать мощность системы. Необходимо просто добавить новые солнечные панели и запитать их в систему. Хотя эти преимущества солнечных электростанций перекрываются существенной проблемой, а именно необходимостью оборудования больших площадей. Речь идёт о квадратных километрах солнечных элементов.

• Солнечная панель не потребляет никакого топлива, а значит Вы не зависите от цен на топливо , также как не зависите от поставок топлива. Плюсы солнечных батарей также в беспрерывной подаче электроэнергии.

Минусы и недостатки солнечных батарей

Несмотря на все вышеперечисленные плюсы, есть у батарей и масса недостатков, которые необходимо оценить при выборе источника энергии. Важно понимать все минусы до покупки, чтобы потом быть готовым к тому, с чем придётся столкнуться. По ряду причин солнечные панели используются чаще как вспомогательный источник, а не как основной.

• Самый первый недостаток — необходимость первоначальных больших инвестиций , которые не требуются при обычном подключении к центральной электросети. Также срок окупаемости вложений, в электросеть с солнечными батареями, весьма размытый, ведь всё зависит от факторов, которые не зависят от потребителя.

• Низкий уровень КПД . Один квадратный метр солнечной батареи средней производительности выдаёт всего лишь около 120 Вт мощности. Такой мощности не хватит даже для того, чтобы нормально поработать за лэптопом. Солнечные панели имеют значительно меньший КПД в сравнении с традиционными источниками энергии — около 14-15%. Однако этот недостаток можно считать достаточно условным, ведь новые технологии постоянно увеличивают этот показатель и развитие не стоит на месте, выжимая всё больше и больше энергоэффективности из тех же самых площадей.

• В странах СНГ солнечные батареи достаточно дорогое удовольствие , ведь государство не поддерживает покупку таких источников энергии и никак не дотирует стремление своих граждан к “зелёной” энергии. Конечно, за рубежом ситуация значительно лучше. Ведь те же США заинтересованы в переходе страны на экологически чистые источники энергии.

• Ещё один недостаток — эффективность работы зависимая от погодных условий и климата . Например, солнечные батареи теряют свою эффективность во время пасмурной погоды или в тумане. Также при низких температурах, в зимнее время, КПД солнечных батарей падает. А если панель недостаточно хорошего качества, то и при высоких температурах. Поэтому всё же необходимо поддерживать солнечные батареи какими-то основными источниками энергии, либо использовать гибридные солнечные батареи. Также немаловажно, что солнечные панели могут по разному работать в разных широтах планеты. В каждой отдельно взятой местности, за год выходит разное количество солнечной энергии. Поэтому эффективность солнечной системы также зависит и от месторасположения вашего дома. Впрочем как и от времени суток, ведь ночью солнца нет, а значит и нет выработки энергии.

• Батареи невозможно использовать как источник энергии для техники, которая потребляет большую мощность .

• Система электроснабжения от солнца требует большого количества вспомогательной техники. Аккумуляторы для накопления энергии, инверторы, а также специального помещения для установки системы. Например, никель-кадмиевые аккумуляторы значительно теряют свою мощность при понижении температуры ниже нуля по Цельсию.

• Для того, чтобы выдать большую мощность от солнечной энергии, необходимы большие площади . Если говорить про солнечную электростанцию промышленного масштаба, то это квадратные километры. Конечно, при бытовом использовании панелей, Вам такие площади не понадобятся, но всё же учитывайте этот момент, если захотите расширятся.

Вот такие плюсы и минусы солнечных батарей. Надеемся наша статья помогла Вам определиться что нужно именно Вам.

Приступая к проектированию загородного дома, обустройству дачи, будущий домовладелец неизбежно будет решать вопросы, связанные с энергообеспечением своего хозяйства. Прежде всего необходимо определиться с тем, какая именно электростанция должна быть установлена в доме – автономная, сетевая или гибридная. Каждая из этих энергоустановок имеет свои плюсы и минусы. Солнечные батареи являются неотъемлемой составляющей во всех трех вариантах, поэтому их тип и количество рассматриваются только с точки зрения предполагаемой архитектуры системы электроснабжения и финансовых возможностей.

Автономная домашняя солнечная электростанция

Домашняя солнечная электростанция этого типа устанавливается в домах, расположенных далеко от магистральных электросетей. Такая электростанция должна быть укомплектована необходимым количеством солнечных батарей и соответствующим оборудованием, чтобы полностью обеспечить потребности обитателей дома в электричестве. Как правило, такая электростанция состоит из солнечных панелей, суммарная мощность которых примерно на 30% превышает расчетную мощность нагрузки в доме. Запас мощности необходим на случай, если потребуется подключение незапланированных потребителей.

Схема автономной домашней гелиевой электростанции

Ток, вырабатываемый гелиевыми панелями, через контроллер заряда аккумуляторов поступает на аккумуляторную батарею. Контроллер отслеживает максимальное значение рабочей точки и регулирует процесс заряда/разряда аккумуляторов.

Суммарная емкость аккумуляторов должна быть таковой, чтобы обеспечить функционирование всех электроприборов в доме в течение достаточно продолжительного времени, если погодные условия не позволят гелиевым батареям производить полную зарядку. И, наконец, последнее звено в схеме автономной гелиевой электростанции – инвертор. Этот прибор преобразовывает постоянный ток, снимаемый с аккумуляторов в переменный 220 вольт, 50 герц.

Автономный солнечный инвертор

Достоинства автономной домашней гелиевой электростанции – полная независимость от внешних источников энергии, возможность наращивания мощности, если в этом есть необходимость и позволяют площади для установки дополнительных солнечных батарей. Высокая надежность гелиевых панелей гарантирует их эффективную работу в течение до 25 лет.

Основные недостатки – высокая стоимость оборудования и, как следствие, длительный срок окупаемости. К этому следует добавить, что даже при использовании самых современных моделей гелевых аккумуляторов их все равно придется менять через 10-12 лет работы, что также скажется на окупаемости электростанции.

Сетевая домашняя солнечная электростанция

Сетевая домашняя солнечная электростанция устанавливается в домах, подключенных к стационарной электрической сети. В конфигурации такой электростанции отсутствуют аккумуляторная батарея и, естественно, контроллер заряда аккумуляторов. Гелиевые панели подключены непосредственно к так называемому сетевому инвертору. В светлое время суток, когда гелиевые панели вырабатывают электрический ток, сетевой инвертор преобразовывает получаемый постоянный ток в ток переменный, 220 вольт, 50 герц.

Схема сетевой домашней гелиевой электростанции

Сетевой инвертор также подключен и к магистральной сети. Если мощности, вырабатываемой солнечными батареями, недостаточно для питания всех электроприборов дома, недостающее количество электричества отбирается от сети. Если гелиевые панели вырабатывают избыток энергии, то этот избыток отдается в сеть. В темное время суток питание всех электроприборов дома производится от магистральной сети. По составу оборудования сетевая домашняя гелиевая электростанция намного проще, следовательно, она и стоит намного дешевле. Это ее достоинство.

Сетевой солнечный инвертор

К недостаткам следует отнести прямую зависимость от напряжения в магистральной сети. Если по каким-то причинам в светлое время суток блок-участок сети, к которому подключен дом, будет обесточен, сетевой инвертор мгновенно отключает от себя всю нагрузку. Это сделано для того, чтобы электричество, вырабатываемое солнечными батареями, не подавалось в сеть, где возможно проводятся ремонтные работы.

Еще одним недостатком является то, что нужно очень строго выбирать сетевой инвертор. Дело в том, что есть инверторы, вырабатывающие так называемую модифицированную синусоиду, а есть инверторы, на выходе которых напряжение представляет собой чистую синусоиду. Это необходимое условие, так как некоторые из домашних электроприборов могут работать только с чистой синусоидой. Инверторы, вырабатывающие чистую синусоиду, стоят несколько дороже.

И, наконец, еще один очень важный нюанс. В странах Европы, Австралии, Америки действует так называемый «зеленый тариф». По этому зеленому тарифу владельцы сетевых домашних солнечных электростанций за тот излишек электроэнергии, который отдается в магистральную сеть, получают оплату от оператора данной сети. Механизм взаиморасчетов очень простой. На выходе сетевого инвертора между магистральной сетью и домашней электростанцией устанавливается двунаправленный счетчик. Если дом потребляет энергию от сети, счетчик работает в «плюс». Когда дом отдает энергию в сеть, счетчик работает в обратном направлении, в «минус». По итогам года сводится баланс. Как правило, в выигрыше оказываются владельцы сетевых домашних электростанций. Срок окупаемости такой электростанции значительно сокращается.

В России, к сожалению, «зеленый тариф» еще не работает, хотя законодатели обещают ввести этот вид взаиморасчетов в 2017 году. Когда зеленый тариф начнет действовать в России, то этот условный недостаток сетевых электростанций сразу превратится в достоинство, резко сокращая срок окупаемости.

Гибридная домашняя солнечная электростанция

И, наконец, гибридные домашние солнечные электростанции. Эти электростанции укомплектованы точно так же, как и автономные. Разница заключается в том, что в этих энергоустановках используется гибридный инвертор. Этот прибор при нормальной работе магистральной сети работает, как сетевой инвертор. В случае отключения магистральной сети гибридный инвертор блокирует соединение с нею и подключает нагрузку (домашние электроприборы) к питанию от аккумуляторов. С появлением напряжения в магистральной сети гибридный инвертор выдерживает некоторую паузу (длительность паузы устанавливается при настройке прибора), после чего он выполняет синхронизацию вырабатываемого им переменного тока с током сети.

Схема гибридной домашней гелиевой электростанции

Синхронизация производится как по фазе, так и по амплитуде. Рассогласование по фазе не должно превышать одного градуса. По амплитуде напряжение, вырабатываемое инвертором, должно быть на несколько вольт выше сетевого. После восстановления нормального режима работы магистральной сети гибридный инвертор отключает аккумуляторы, переводит нагрузку на питание от сети, а аккумуляторы в режим заряда.

Гибридный солнечный инвертор

Достоинства гибридной системы – обеспечение электроэнергией домашнего хозяйства в любых условиях, возможность продажи излишков энергии оператору магистральной сети, высокая надежность. Недостатки – высокая стоимость оборудования и аккумуляторов, которые нужно с определенной периодичностью менять, что также влияет на срок окупаемости системы.

Этот краткий обзор плюсов и минусов систем солнечной вольтаики не дает конкретных рекомендаций по выбору той или иной системы, но он может помочь сориентироваться в основных проблемах выбора.

Электричество все дорожает и дорожает, известны случаи, где цены на электричество завышены в несколько десятков! раз, даже притом, что станция находится буквально в километре от населенного пункта. Уже давно многие страны развивают альтернативные источники получения энергии, ветрогенераторы, тепловые станции, солнечные панели… В данной статье пойдет речь о солнечных батареях.

За пределами земной атмосферы интенсивность солнечной радиации довольно значительна, поток энергии, падающей на поверхность перпендикулярную солнечным лучам, составляет 1340 Ватт на 1 мг. Эту энергию, а вернее, способность солнечной радиации создавать фотоэлектрические эффекты и используют в солнечных батареях.
Составная часть солнечной батареи, это фотоэлементы, внешне выглядят как полоски или квадратики. Солнечная батарея позволяет преобразовывать радиацию солнца в полезный для человека вид энергии – электричество. Кристаллический кремний используется в качестве рабочего тела в большинстве типов солнечных батарей. В используемых в настоящее время солнечных батареях один фотон солнечного света выбивает один электрон, а большая часть солнечной энергии теряется, превращаясь в тепло.

Как известно, мощность маленьких фотоэлементов очень маленькая, и в панелях их соединяют параллельно, за счет чего увеличивается мощность. Напряжение в данном случае остается неизменным. Увеличить мощность, отдаваемую солнечными панелями можно соединив эти панели последовательно-параллельно.

Корпуса у таких панелей могут быть самыми разными, могут быть изготовлены из металла, текстолита, или жесткой пластмассы.

Солнечные батареи применяют в микрокалькуляторах, зарядниках сотовых телефонов, ноутбуков, применяют для питания бытовой техники, через преобразователи напряжения и т.п. Солнечные батареи очень широко используются в тропических (и в субтропических) регионах, с большим количеством солнечных дней. Новые дома, которые строят в некоторых странах, например в Испании, оборудуются солнечными установками для электрификации домов, к 2020 году Швеция планирует полностью отказаться от углеводородного топлива, в Германии и США действуют программы "солнечные крыши". СБ прекрасно зарекомендовали себя в космосе как надежный и стабильный источник энергии, способный работать очень длительное время.

Плюсы солнечной батареи :
- прост в изготовлении, простота конструкции.
- небольшой вес.
- солнечные батареи достаточно надежны, и ремонтнопригодны.
- большой срок службы.
- не загрязняют окружающую среду.
- бесшумные в работе.
- отсутствие подвижных частей, нет износостойких деталей.
- и самое главное, бесплатная электроэнергия.

Минусы солнечных батарей :
- самый главный недостаток, стоят они не дешево.
- занимают много места.
- чувствительны к загрязнениям.
- зависимость от времени суток и погоды.
- ночью солнечные батареи не работают.
- низкий КПД, от 9 до 24%.
- на солнце панели нагреваются, это очень вредно для них.

Заводы в России производящие солнечные батареи:

ООО «Хевел» (Новочебоксарск)
ОАО «Рязанский завод металлокерамических приборов»
ОАО «Сатурн» Краснодар
ЗАО "Термотрон-завод" (Брянск)
«Телеком-СТВ» (Зеленоград)
«Солнечный ветер» (Краснодар)
«Квант» (Москва)

В России изготавливается примерно 5-6 МВт солнечных батарей, а продаётся на внутреннем рынке не более 150 кВт (данные на 2011г)

В пасмурную и облачную погоду мощность, отдаваемая солнечными батареями, снижается до 10 и более раз. В средней полосе России яркие солнечные дни бывают только летом, следовательно, в это время года СБ выдают максимальную мощность. Как уже писал, солнечные батареи не любят перегрева от солнца, поэтому их нужно охлаждать, либо вентиляторами, либо установкой, которая обрызгивает водой. Если батареи перегреются, они могут выйти из строя. Так-же с ростом температуры у СБ падает производительность.

Осенью и зимой отдаваемая мощность сильно снижается, примерно в 3-5 раз. Зимой погода почти всегда стоит пасмурная, так что в это время года они почти бесполезны. К тому же, зимой солнечные батареи покрываются снегом, чистить их просто напросто устанешь.

Солнечные панели как правило размещают на крышах домов – это кстати наиболее удобный для большинства случаев вариант, строят конструкции, ставят устройства слежения за солнцем - гелиостаты, чтобы солнечная панель шла вслед за солнцем, чем точнее такие приборы тем лучше будет результат, если солнечные панели на градус другой повернуть в сторону чем нужно (убрать из под прямых солнечных лучей) то мощность хоть и немного, но упадет. При использовании солнечных батарей необходимо стремиться к тому, чтобы они были размещены на максимально освещенном месте.

Для грамотного использования солнечных батарей нужно придерживать двух основных правил.
1) Солнечная батарея должна находиться под солнцем как можно дольше
2) Должны быть устройства, которые накапливают энергию, чтобы энергия солнечных батарей не растрачивалась попусту. Для этих целей применяют аккумуляторы.

Например, для получения мощности 1 кВт потребуется батарея, состоящая из ~30 000 элементов с общим весом около 100 кг, такие батареи займут площадь более 15 м2.

Для зарядки телефонов, прослушивания радиопередач, плееров и пр… вполне хватит солнечной панели на 10-20 ватт. Мои солнечные батареи в яркую солнечную погоду выдают по 7 вольт каждая, ток 150мА.

Я их соединяю либо последовательно, либо параллельно, в зависимости от погоды на улице. В ближайшем будущем планирую еще закупить солнечные панели, летом их удобно цеплять например к вентиляторам, чтобы использовать для охлаждения и вентиляции помещений.

Солнечные батареи незаменимы на природе, особенно если у них имеется встроенный стабилизатор, контроллер заряда и аккумулятор, накапливающий электроэнергию. Днем солнечные панели заряжают аккумулятор, а ночью, мы используем его заряд, можно сказать вечный источник питания. Схема простого солнечного зарядного устройства приведена

Похожие устройства уже давно продаются в магазинах, например есть девайсы для зарядки сотовых телефонов.

Такие маленькие солнечные батареи в подобных устройствах практически бесполезны, обычно это маркетинговый ход, ставят их для красоты. В таких зарядниках основную роль играет аккумулятор, он то как раз и заряжает сотовый телефон, в этих приборах всегда ставят дополнительный разъем для зарядки внутреннего АКБ от сетевого источника питания.

Солнечные панели бывают односторонние, и соответственно двухсторонние. Двусторонние обычно устанавливают на большем расстоянии от земли, 8 метров и выше, чтобы тень не была снизу панелей, а находилась далеко в стороне. Отраженный свет от поверхности земли падает и на нижнюю часть солнечных панелей, часто на землю расстилают светоотражающий материал.

Удобно и даже полезно солнечные батареи совмещать с ветрогенератором, почему, думаю и так понятно.

Все гениальное просто! Оказывается, можно получать тепловую энергию для отопления жилья не прибегая к разрушению природной среды, а лишь преобразовывая солнечное излучение в тепло- и электроэнергию.

Этот природный ресурс возобновляем, экологичен и экономичен. Владельцы частных домов не зря активно интересуются данным вопросом.

КПД новых коллекторов, со специальными фильтрами для улавливания волн разной длины , радует своим значением – не менее 40 % . Обычные кремниевые панели имеют КПД не превышающий 25 %.

Срок службы нагревательных элементов, по оценкам производителей, составляет от 10 до 30 лет . Другие части системы, такие как аккумуляторные батареи и электроника, могут выйти из строя раньше – через 5–15 лет.

Принцип действия батарей основан на фотогальваническом эффекте. Лучистая энергия, проходящая через фотоэлементы, преобразуется в электрическую энергию. Доступный пример – часы и калькуляторы с фотоэлементами , уже несколько десятилетий демонстрирующие нам на примитивном уровне этот принцип работы.

Солнечные панели для отопления дома: типы систем

Фотоэлектрические системы бывают двух видов:

• солнечные панели;
• коллекторы.

В первом случае – фотоэлементы, соединенные параллельно и последовательно, работают по принципу электростанции, вырабатывающей электрический ток.

Во втором случае – с помощью лучистой энергии, производится нагрев теплоносителя, который циркулирует по трубкам коллектора. Обычно это вода или специальная жидкость.

Преимущества и недостатки отопления на солнечных батареях

Солнечный обогреватель для дома любого типа обладают следующими достоинствами:

• автономность системы – вы перестанете зависеть от коммунальных служб и их расценок;
• несмотря на высокую цену оборудования, общая эксплуатационная стоимость будет уменьшаться с каждым годом;
• бесшумность;
• длительный срок службы;
• экологическая безопасность выделяемой энергии;
• эксплуатация в различных климатических условиях: ветер, дождь, снег;
• способность накапливать полученную энергию.

Недостатки:

• КПД использования резко снижается при сильном нагреве фотоэлементов, поэтому желательна установка дополнительных систем охлаждения.
• Внешнюю поверхность панелей нужно регулярно очищать от загрязнений и пыли.
• Наличие ядовитых веществ в составе фотоэлементов. Во время эксплуатации они никак не влияют на чистоту выделяемой энергии, но требуют безопасной утилизации.
• После 25–30 лет активного использования производительность панелей падает минимум на 10 %.
• Эффективность батарей напрямую зависит от погодных условий, поэтому они нуждаются в оснащении дополнительными системами сохранения энергии.

Зачем нужен , и как правильно его выбрать?

Каких видов бывают настенные газовые котлы? А также о том, как они работают и устанавливаются.

Преимущества и недостатки алюминиевых радиаторов отопления — Технические характеристики и установка.

Проект системы отопления на коллекторах

Прежде всего, мы подробно разберемся с различиями в строении и функционировании батарей и коллекторов.

Панель состоит из нескольких фотоэлементов, соединенных между собой на каркасе из непроводящих энергию материалов.

Фотоэлектрические преобразователи – достаточно сложные конструкции, представляющие собой своеобразный сэндвич из пластин с различными характеристиками и назначениями.

Кроме гелио модулей и специального крепежа, система состоит из таких элементов:

• аккумуляторов , для хранения энергии;
• контроллера , который будет следить за степенью зарядки в аккумуляторе;
• инвертора – для преобразования постоянного тока в переменный.

Коллекторы бывают двух видов: вакуумные и плоские.

Вакуумные коллекторы состоят из полых стеклянных трубок, внутри которых расположены трубки меньшего диаметра, содержащие поглотитель энергии. Меньшие трубки соединены с теплоносителем. В свободном пространстве между ними находится вакуум, который сохраняет тепло.

Плоские коллекторы состоят из рамы и армированного стекла с фотонопоглощающим слоем. Слой поглотителя подключен к трубкам с теплоносителем.

Обе эти системы состоят из контура для теплообмена и теплового аккумулятора (бак для жидкости).

Из бака вода поступает в отопительную систему при помощи насоса. Во избежание потерь тепла, бак должен быть хорошо утеплен.

Располагаться такие установки должны на южном скате кровли. Угол наклона должен быть 30–45 градусов. Если расположение дома или конструкция крыши не позволяют установить панели гелиосистемы на кровле, то можно установить их на специальных укрепленных каркасах или на стойках, закрепленных в стену.

Количество солнечной энергии, выделяемой в разное время года, сильно отличается . Величину коэффициента инсоляции для места вашего проживания можно найти по карте солнечной активности. Зная коэффициент инсоляции, вы сможете посчитать необходимое вам количество модулей.

Например, вы потребляете энергии 8 кВт/ч, инсоляция в среднем 2 кВт/ч. Мощность солнечной панели – 250 Вт (0,25 кВт). Произведем расчеты: 8 / 2 / 0,25 = 16 штук – именно такое количество панелей вам понадобится.

Выбор гелиосистемы, цена и установка

Выбирая солнечные батареи для отопления дома, обратите внимание на их основные характеристики: мощность, вес, габариты, наличие или отсутствие в вашем доме места для установки накопительного бака (в коллекторной системе).

При установке батарей на крыше необходимо учесть следующие моменты:

1. Определите заранее, выдержит ли ваша кровля дополнительную нагрузку (в случае, если установить нужно более двух элементов).
2. Панели должны надежно фиксироваться минимум в четырех точках и только в специально предназначенных для этого отверстиях.
3. Нельзя устанавливать батареи плотно прижав их к кровле – необходим зазор в 7–15 см для проветривания.

Покупая фотоэлектрические модули – делайте ставку на проверенных производителей . Их изделия отличаются большим сроком службы и более высокой ценой, но экономия в этом случае будет неуместной.

Например, вакуумная гелиосистема для отопления, состоящая из одного коллектора, аккумуляторного бака, объемом в 300 литров и циркуляционного насоса, стоит 120.000 рублей . Есть системы с большим объемом бака и количеством панелей, но с ценой в два раза выше. Покупка необходимых элементов по отдельности в общей сумме выйдет дороже.

Если говорить о цене одного солнечного коллектора, то батареи с большим сроком службы и хорошей мощностью стоят в среднем 22 000 рублей за единицу.

Окончательные цены на монтаж гелиосистемы компания, производящая установку, сможет озвучить только после выезда к вам. Приблизительная стоимость установки одной батареи составляет 2 500 рублей.

Установка гелиосистемы – разумный выбор. Вы ощутите все преимущества автономного отопления, а ваши первоначальные вложения окупятся через несколько лет.

Также смотрите видео о солнечных коллекторах для нагрева воды и отопления дома:

Кипение воды в плоском солнечном коллекторе зимой: