Преимущества использования солнечных батарей для дома: виды и область применения

Солнечные батареи: сфера применения и принцип работы оборудования

Если раньше люди были зависимы от централизованного энергоснабжения, то сейчас у всех есть хорошая альтернатива – солнечные батареи. Такое оборудование идеально для установки в частных домах, дачах, на промышленных объектах. Электростанции стали доступнее по цене и разнообразнее по видам и мощности. В этой публикации мы детальнее рассмотрим принцип работы солнечной батареи, ее виды и преимущества использования в быту и на производстве.

Устройство и история появления солнечных батарей

Человечество уже давно задумывалось об использовании неиссякаемой энергии солнца. Первые попытки предпринимались еще в двадцатом веке. Тогда была разработана концепция термальной электростанции. Однако на практике она показывала очень низкую эффективность, ведь концепция подразумевала трансформацию энергии солнца. Проанализировав первую неудачу, ученые пришли к выводу, что необходимо использовать солнечные лучи напрямую. Такой принцип был открыт в 1839 году. Его основал Александр Беккерель. Однако до появления первых полупроводников прошло немало лет. Они были изобретены лишь в 1873 году. Этот год можно назвать началом работы над современными прототипами электростанций.

Если говорить о том, из чего состоит солнечная батарея, то изначально стоит упомянуть фотоэлементы. Их можно назвать маленькими генераторами. Именно они выполняют основную функцию – собирают энергию солнца. Сегодня есть несколько видов солнечных панелей, о которых будет рассказано в следующем разделе. Однако, независимо от вида, современная панель представляет собой основу определенного размера, на которой размещаются вышеупомянутые фотоэлементы. Эти элементы очень хрупкие, поэтому они дополнительно защищаются стеклом и полимерной подложкой.

Однако солнечные панели – это лишь часть всей электростанции. Также в нее входят другие элементы:

  1. Аккумуляторная батарея.
  2. Контролер заряда.
  3. Инвертор.
  4. Стабилизатор.

Каждый из перечисленных устройств выполняет свою функцию. Аккумулятор – накапливает и хранит добытую энергию, контролер – контролирует мощность, подключает и отключает батарею, анализируя уровень заряда. Инвертор называют еще преобразователем. Это оборудование превращает прямой ток в переменный. Благодаря ему электричество можно использовать для бытовых целей. Последней составляющей электростанции является стабилизатор. Он защищает всю систему от скачков напряжения.

солнечнечные батареи на крыше

Какие виды солнечных батарей существуют?

Есть несколько классификационных признаков, по которым все солнечные панели делятся на разные виды:

  1. Тип устройств.
  2. Материал изготовления фотоэлектрического слоя.

По типу устройства выделяют два вида: гибкие и жесткие. Первый тип отличается своей пластичностью. Такую панель можно легко скрутить в трубочку, ничего не повредив. Твердая панель не меняет своей формы. По материалу изготовления есть три вида: аморфные, поликристаллические, монокристаллические.

Аморфные батареи могут быть гибкими. Они непривередливы к месту установки, но КПД такого устройства очень низкий. Он составляет не более шести процентов. Поликристаллические изделия отличаются низкой ценой. Однако они более эффективны в пасмурную погоду. В очень жаркую погоду их выработка снижается чуть больше чем у монокристаллических модулей.

Если необходим максимальный эффект от электростанции, то следует отдавать предпочтение панелям с монокристаллическими элементами. Уровень их КПД достигает двадцати пяти процентов. Монокристаллические панели являются более дорогими, так как монокристаллический кремний при производстве требует больших энерго и временных затрат.

виды солнечных батарей

Сфера применения солнечных батарей

С разработкой новых технологий и развитием концепции питания от солнечной энергии сфера применения панелей стала довольно широкой. Раньше такие устройства обычно устанавливались на небольших частных домах или дачах. Они применялись исключительно в бытовых нуждах, так как потребляемая мощность была минимальная. Сейчас же есть мощнейшие электростанции, показывающие высокую эффективность работы. По этой причине сфера применения панелей стала больше.

Интересный факт! Энергии, которую выделает Солнце за одну секунду, может хватить для обеспечения электричеством всего человечества на пятьсот тысяч лет.

Солнечные батареи стали активно применяться на промышленных и коммерческих объектах, позволяя значительно экономить на их энергоснабжении. Также панели устанавливают на сельскохозяйственных предприятиях, на фермах, военно-космических объектах. Менее мощные панели применяются для изготовления различных приспособлений для быта: фонариков, калькуляторов, зарядных устройств, др. Они служат источником энергии там, где нет возможности подключиться к центральной сети. Такие приспособления пользуются большим спросом у охотников, рыбаков, любителей походов.

Читайте также:
Особенности, преимущества и недостатки отделки стен ламинатом в интерьере

Важно! Солнечные электростанции современного образца будут эффективны везде: как в доме, так и на большом промышленном объекте. Однако для этого они должны быть правильно подобраны по необходимой мощности. Расчет данного параметра должен осуществляться специалистом.

Как работает солнечная панель: принцип работы устройства простым языком

Если предстоит покупка солнечных батарей, то нужно обязательно ознакомиться не только с их устройством, но и с принципом работы. Итак, как работает солнечная панель? Несмотря на внешнюю простоту устройства, принцип работы такой электростанции довольно сложный. Он основан на фотоэлектрическом эффекте, который достигается при помощи фотоэлементов.

Солнечные панели собирают лучи. Они попадают на фотоэлектрический слой. Солнечный свет приводит к высвобождению электронов из двух слоев. На освободившиеся место из первого слоя встают электроны второго слоя. Происходит постоянное движение электронов, что приводит к естественному образованию напряжения на внешней цепи. В результате один из фотоэлектрических слоев приобретает отрицательный заряд, а второй – положительный.

Эти действия приводят в работу аккумулятор. Он начинает набирать и хранить заряд. При этом уровень заряда аккумулятора постоянно контролируется. Если он низкий, контролер включает в работу солнечную панель. В случае высокого заряда это же устройство панель отключает. Далее включается в работу инвертор. Он преобразовывает ток из постоянного в переменный. С его помощи на выходе электростанции появляется напряжение в 220 В. Это дает возможность подключать и питать от электростанции бытовые приборы.

строение солнечного электроснабжения

Подключение солнечной панели

Эффективность и правильность работы солнечных батарей зависит не только от их вида, мощности, но и от установки и подключения. Должна быть разработана правильная схема подключения всех элементов электростанции и грамотно выбрано место для установки солнечных панелей. Такую работу можно доверять только профессионалам.

Не секрет, что выходное напряжение одной панели относительно невысокое. Обычно используются несколько батарей одновременно. Все панели должны подключаться параллельно-последовательным способом. Такой тип подключения позволяет обеспечивать максимальную эффективность работы оборудования.

подключение солнечной панели

Преимущества, недостатки панелей

Солнечные батареи стали дешевле, что сделало их доступнее для более широкого круга потребителей. Однако перед покупкой каждый человек должен детально ознакомиться с преимуществами и недостатками этого источниками энергоснабжения. Среди его неоспоримых достоинств стоит отметить следующие:

  • экологическая безопасность. В наше время экология – это одна из насущных проблем. Солнечные электростанции работают без вреда окружающей среде. Они не выделяют при работе вредных веществ;
  • быстрая окупаемость. Стоимость электричества, как для бытовых пользователей, так и для предприятий, постоянно растет. С установкой панелей удается полностью или частично перейти на альтернативный источник энергии, являющийся абсолютно бесплатным и доступным каждому. Благодаря этому, покупка и установка оборудования окупается за считанные годы работы;
  • легкость использования электростанции. Несмотря на сложное устройство и принцип работы, эксплуатировать станцию довольно просто. Главное – следить за исправностью ее составляющих и не экономить на обслуживании, которое требуется не так часто;
  • быстрая установка. Профессионалы монтируют все элементы станции буквально за несколько часов или дней (в зависимости от количества панелей, мощности, др.). Больше времени занимает подбор составляющих и покупка оборудования.

Недостатки у таких установок тоже имеются. Самый основной заключается в дороговизне оборудования. Однако не стоит забывать, что большой вклад при покупке быстро окупится многолетним бесплатным использованием энергии солнца. Вторым серьёзным недостатком солнечных панелей является их зависимость от внешних факторов. Эффективность их работы зависит от погоды, температурных условий, положения по отношению к Солнцу, от чистоты поверхности.

преимущества и недостатки солнечных панелей

Как достичь максимальной эффективности работы батарей?

Солнечную электростанцию имеет смысл ставить только в регионах с длительным световым днем. Там, где день короткий, можно применять панели только в качестве дополнительного источника света, но не основного. Как уже было замечено, разные виды солнечных батарей имеют свой КПД. Чтобы добиться максимального эффекта, следует выбирать устройства с максимальной производительностью, несмотря на их дороговизну.

Читайте также:
Особенности, преимущества и недостатки потолочной люстры с вентилятором

Большую роль будет играть правильность расчета мощности всей установки. Это позволит подобрать необходимый размер и количество панелей, мощность других комплектующих станции. Также залогом эффективной работы панелей является мощный аккумулятор. В системе должно быть два аккумулятора, особенно в зимнее время года. Второй аккумулятор позволит накапливать достаточно энергии для обеспечения электричеством объекта в короткие световые дни.

Нельзя забывать и о других факторах, которые влияют на работу станции. Панели должны быть расположены под правильным углом, их нужно обязательно держать в чистоте. В противном случае, КПД батарей будет значительно снижаться.

23 сферы применения солнечных батарей

Сложно представить сферу, где сейчас не использовались бы солнечные батареи. Некоторые из них очевидны и внедрены уже давно, некоторые же выглядят как кадры из фильмов о далеком будущем и не до конца вкладываются в головы обычных обывателей.

  1. Космонавтика. Космические спутники и космические станции с синими крыльями – это не что иное, как солнечные панели, которые позволяют данным устройствам бесперебойно выполнять свои функции в космосе.
  2. Промышленность. Использование солнечных батарей на крышах зданий и на пустых площадях – оптимальный и экологичный способ обеспечить предприятие необходимой электроэнергией, а также продать ее излишки в сеть. Полученные средства вкладываются в производство, чем увеличивает обороты продукции и прибыли.
  3. Самолеты. Благодаря использованию солнечных батарей в самолетостроении, они могут достаточно долго находится в воздухе и не использовать топливо. На данный момент изобретен самолет, который полностью состоит из солнечных панелей. Он уже совершил кругосветное путешествие, проведя в воздухе 510 часов.
  4. Владельцы яхт и катеров также активно используют на своих суднах солнечные батареи. Ведь они позволяют не только обеспечить потребности самого корабля, но и произвести электроэнергию для освещения и нужд команды.
  5. Автомобили. Работа двигателя обеспечивается за счет солнечных генераторов. Делая таким образом автомобиль не только экологически чистым, но и работоспособным на 130 км.
  6. Солнечные батареи для дома – уже обычная практика. Данный вариант может решить сразу несколько проблем: обеспечить электроэнергией дом, забыть про перебои в подаче электричества, заработать средства, продавая остатки электроэнергии в сеть по «зеленому тарифу».
  7. Солнечные батареи для дачи незаменимы в тех местах, где линий электропередач просто нет. Так как солнце светит везде, вы можете построить себе дачный домик хоть на необитаемом острове. Обеспечить его электричеством теперь не будет проблемой.
  8. Солнечные батареи в быту – отдельная тема для разговора. Калькуляторы, фонарики, мобильные телефоны, а также внешние аккумуляторы. Все это и многое другое работает на солнечных панелях либо накапливает из них энергию.
  9. Туризм. Солнечные панели встраиваются в сумки, рюкзаки, палатки, чтобы обеспечить работу всего, что нужно в походе, в далеке от дома и цивилизации.
  10. Пчеловодство. Так как пассики также часто находятся в отдаленных местах, применение солнечных батарей в этой сфере крайне необходимо. Ведь накапливаемая в аккумуляторы энергия позволяет пользоваться электрической медогонкой, электроножом для распечатывания сот, также обеспечивать нужды пчеловодов. Еще одним важным преимуществом солнечных батарей является тишина при работе, которую так любят пчелы.
  11. Маяки. Отдаленность столь необходимых объектов – главная проблема в вопросе их энергообеспечения. Но солнце светит везде, поэтому солнечные батареи и здесь приходят в помощь.
  12. Поезда. Данный вид транспорта также не брезгует использовать солнечные батареи. Чего только стоит сверхскоростной Hyperloop изобретателя Илона Маска, который планирует запустить свой поезд, используя энергию солнца.
  13. Солнечные печи и солнечные барбекю – отличный вариант для тех, кто любит устроить пикник в глухом лесу, где нет электричества. Такой вид устройств работает без дыма, поэтому поджарить мясо и овощи можно даже дома на балконе.
  14. Уличные фонари, рекламные щиты, остановки, велодорожки, лавочки и тротуары могут работать за счет энергии солнца и даже заряжать смартфоны и электрокары.
  15. В детские игрушки тоже встраивают солнечные панели маленьких размеров. Такое новшество позволяет бесконечно работать самой игрушке, а также уберечь нервы родителей, которые боятся, что дети могут проглотить обычные батарейки.
  16. Холодильники для вакцин на солнечных батареях – отличный вариант для доставки медикаментов в труднодоступные места нашей планеты. Применение альтернативной энергии в сфере здравоохранения уже спасло жизни тысячам людей.
  17. Жители квартир также могут оценить преимущества использования солнечных батарей. Их можно установить на балконе либо на крыше самой многоэтажки. Таким образом, можно забыть про коммунальные службы и быть абсолютно автономным домом.
  18. Одежда. Да-да, есть несколько примеров применения солнечных батарей и здесь. Во-первых, купальник, который изготовлен из гибких элементов, может обеспечить питанием портативный МР3. А во-вторых, бренд одежды Tommy Hilfiger выпустил женскую куртку на солнечных батареях, которые соединены с аккумулятором. Он может заряжать сразу два устройства.
  19. Лифт на солнечной энергии также может работать. Ведь, если установить солнечные батареи на крыше дома, то вырабатываемой ими энергии хватит даже для таких нужд.
  20. Солнечные окна – уже тоже реальность. Такие окна не искажают вид и не препятствуют проникновению света. Разработчики данного ноу-хау утверждают, что такие окна создают в 50 раз больше энергии, чем обычные солнечные панели.
  21. Инвалидная коляска. Крепление солнечных батарей на таком транспорте обеспечивает его движение на длительное время, и позволяет передвигаться не только по городу, но и отправиться в путешествие.
  22. Солнечный мост. В Лондоне располагается викторинский мост Блэкфрайарз, крыша которого покрыта фотоэлектрическими панелями, которые, по оценкам специалиста, будут вырабатывать до 900 тысяч кВт-ч энергии в год.
  23. Парусные дроны на солнечных батареях. Они могут отследить погоду, океанские течения и влияние изменений климата на океан.
Читайте также:
Рецепт Капуста быстрого приготовления

Большинство из этих идей реализует наша компания. Подписывайтесь на наши страницы в социальных сетях и читайте все интересное из мира альтернативной энергетики прямо со своего смартфона:

Солнечные батареи для дома

Солнечные батареи

Энергия солнца является альтернативой электрической, к тому же, она бесплатна и неисчерпаема. Научный прогресс сегодня не стоит на месте и у людей имеется возможность использовать ее в своих целях. Постоянное повышение тарифов на электроэнергию способствует росту популярности солнечных модулей для дома. Их производство в промышленных масштабах налажено в Германии, США, Китае, Украине. В нашей стране заводы имеются в Рязани, Москве, Краснодаре и Зеленограде.

Солнечные электростанции могут служить резервным источником энергии для домов в загородных поселках, деревнях и небольших городках, где часто отключают электричество. Если в местности, где живете нет близко расположенных ЛЭП (линий электропередач), а их провести их нет возможности, оптимальным решением станет использование солнечных батарей.

Производительность работы солнечных батарей

Многие люди сомневаются в эффективной работе этих установок, ведь погода в нашей стране не всегда бывает солнечной. А зимой облачные дни практически постоянно, да и сильные морозы способствуют быстрой трате накопленной энергии

Сегодняшние солнечные электростанции очень мощны (от 200 Вт — для одного модуля). Они производят энергию целый световой день, улавливают свет даже при густых облаках или осадках. Правда в непогоду их мощность снижается почти в два раза. Преимущество их в том, что они способны накапливать энергию впрок, а при нехватке солнечных лучей они будут отдавать уже накопленную.

Зимой установки работают на полную мощность, но производительность их снижена за счет короткого светового дня. Поколение батарей, сделанных из аморфного кремния, не нужно даже направлять на солнце, они отлично работают и при средней облачности. К недостаткам этого вида модулей можно отнести то, что они требуют большую площадь для размещения.

Эффективность их работы зависит и от региона. Например, в Санкт-Петербурге или Москве производительность будет немного ниже, чем в южных районах. Но, это не значит, что их использование в северных областях не целесообразно. Более того, их давно уже там применяют круглый год и довольно результативно.

Принцип работы солнечных батарей

Солнечные батареи

Модули, улавливающие энергию солнца, являются генераторами электричества, работающими на основе фотоэлектрических реакций. Получение электрического тока происходит по принципу эмиссии (испускания электронов) нагретых тел. Основой для панелей служит кремний. КПД одного такого модуля не слишком большой — порядка 30% при мощности до 300 Вт. Для получения лучших результатов разработчики объединили несколько десятков солнечных элементов в цепи.

Читайте также:
Перец: выращивание и уход в теплице, как правильно вырастить рассаду, секреты урожайности

И такой способ дал более высокий результат, некоторые установки могут полноценно работать и при средней облачности. Чтобы создать комфортную температуру круглогодично в доме площадью 30 кв. м. в средней полосе нашей страны общая площадь поверхности модулей должна быть не менее 100−120 кв. м. Внутри дома обязательно должно быть помещение для аккумуляторов и распределительного оборудования.

Типы солнечных панелей

Чтобы добиться самой высокой производительности, нужно выбирать такие элементы, которые подходят для вашей местности. Существует несколько их разновидностей, которые отличаются структурой рабочей поверхности фотоэлемента и технологией изготовления.

  1. Фотоэлементы с использованием аморфного кремния. По-другому их еще называют пленочными покрытиями. С развитием нанотехнологий это направление, возможно, станет более перспективным, но пока такие панели не имеют большого промышленного производства. Сложность заключается в создании у кристаллов кремния одинаковой направленности по всей толщине рабочего слоя, который составляет 80−100 микрон.
  2. Фотоэлементы с использованием монокристаллического кремния. Самые дорогостоящие и производительные батареи, способны удовлетворительно работать при сильной облачности. Их изготавливают, используя медленное остывание кремниевого расплава. При этом получается слиток, который с одной стороны является монокристаллом, а с другой стороны — однороден. После остывания слиток разрезается на пластины и для создания нужной структуры поверхности его подвергают нескольким видам термообработки. Цвет таких пластин обычно темно-синий.
  3. Фотоэлементы с использованием поли— или мультикристаллического кремния. При производстве используется технология получения центров кристаллизации, и, как следствие, небольших кристаллов в слитке. Термообработку эти пластины проходят ту же, что и монокристаллические, но их электротехнические показатели первых значительно уступают вторым. Зато и цена на них существенно ниже. Внешне их можно отличить по наличию участков, различающихся по оттенкам и очертаниям.

Технические и электрические параметры установок

При выборе солнечных батарей учитываются климатические условия, в которых они должны работать. Например, для Краснодарского края и других южных регионов России можно приобрести поликристаллические, они доступнее по цене. К тому же, морозов там практически не бывает. А для северных регионов лучше покупать монокристалические, которые способны улавливать рассеянный свет. Хорошие панели на кремниевой основе должны обладать следующими техническими характеристиками:

  • Высокое сопротивление
  • КПД от 20%
  • Закаленное стекло
  • Водопроницаемость корпуса
  • Стойкость к плохим погодным условиям

Дом с солнечными батареями

Чаще всего для отопления дома, получающего энергию солнечными модулями, используют электрическую систему. Но, иногда проводят и водяное отопление, которое подводится к электрическому котлу. Схема и монтаж отопления в этом случае отличаются только тем, что понадобится дополнительное место для размещения аккумуляторов и преобразователя постоянного тока.

При использовании солнечной энергии эффективнее нагревать большие площади (например, теплые полы) до небольших значений. В такой системе проще поменять температуру, если изменилась погода, да и смонтировать ее легче, чем другие. К тому же, внешний вид интерьера не будут портить громоздкие радиаторы.

Преимущества и недостатки солнечных батарей

Принимать решение об установке солнечного отопления в своем доме следует взвешено, оценив все возможные плюсы и минусы, так как покупка модулей, дополнительных приборов и их монтаж стоят не малые деньги. К недостаткам этих систем относятся:

  • Сложность применения в областях с постоянной облачностью и частыми осадками. Серьезной помехой для хорошей работы модулей является снег. Его нужно будет постоянно убирать, так как рабочая поверхность должна быть всегда открытой.
  • Необходимость большого количества свободного места для установки (чаще всего их размещают на крыше).
  • Высокая цена.
  • Небольшой КПД во время непогоды.
  • Покупка дополнительных устройств для получения переменного тока — инверторов (батареи производят только постоянный ток) и аккумуляторов для накопления энергии.
  • Длительный срок окупаемости.
  • Необходимость очистки от снега, грязи и пыли. При загрязнении эффективность работы резко снижается. Снег убирать придется постоянно, а протирать грязь 2 или 3 раза в год.
Читайте также:
Пороки формы ствола

Преимуществами использования энергии солнца для отопления помещений являются:

  • Экологичность. Использование альтернативного вида топлива позволяет сделать воздух чище, так как не происходит выделение продуктов сгорания.
  • Возможность регулировки температуры.
  • Независимость от служб ЖКХ и обогрев дома тогда, когда вы этого хотите.
  • Избытки и запасы энергии для бытовых нужд.
  • Большой срок службы.
  • Не нужно платить за электроэнергию.
  • Не нужно пополнять запасы топлива, так как солнечное излучение не закончится.

Стоимость монтажа солнечных батарей

Монтаж солнечных батарей

Примерная стоимость одной панели составляет 90 рублей за 1 Вт. То есть, один модуль максимальной мощностью 200 Вт обойдется вам в 18000 рублей. Понятно, что одного такого модуля для нормального функционирования всех сетей и коммуникаций дома не хватит. Придется покупать их больше десяти штук. Собственная электростанция для дома на солнечных батареях общей мощностью 1 кВт обойдется вам в сумму примерно 250 тысяч рублей, не считая стоимости монтажа и дополнительных приборов (инвертора, аккумуляторов, контролера зарядов).

Солнечные батареи на основе монокристаллического или поликристаллического кремния обеспечат полную автономность вашего дома от центральных электросетей, как в теплый период, так и во время морозов. Главное, правильно выбрать фотоэлементы и рассчитать требуемое их количество, исходя из площади дома и необходимой мощности. Не лишним будет также позаботиться об экономии: заменить лампочки на энергосберегающие, утеплить стены и крышу, установить качественные двери и оконные системы. Тогда в вашем доме будет тепло и уютно, вне зависимости от погоды.

Солнечные батареи: особенности и сферы применения

Солнечные батареи – это популярный во многих странах источник дешевого электричества. Используя природные ресурсы, человек научился добывать электроэнергию не только из воды, потоков ветра и горения полезных ископаемых, но и из солнечных лучей. Стоит понимать, что солнечные панели являются частью системы, сами по себе они не будут генерировать полезный электрический ток. Разберемся, какие бывают солнечные батареи, и стоит ли их устанавливать.

История развития

Свое развитие батареи солнечные начали еще в далеком XIX веке. Предпосылкой этому стали революционные исследования о преобразовании энергии Солнца в более материальную составляющую.

Первые солнечные панели имели КПД всего 1%, а их химической основой являлся селен. Первый вклад в развитие таких элементов питания внесли А. Беккерель, У. Смит, Ч. Фриттс.

На заре развития технологии

Но использование всего 1% от всей энергии, поступающей на солнечную панель – это очень мало. Данные элементы не могли обеспечить бесперебойное питание техники, поэтому исследования продолжались.

В 1954 году трое ученых – Гордон Пирсон, Дэррил Чапин и Кэл Фуллер – изобрели батарею уже с КПД 4%. Она работала на кремнии, а впоследствии ее КПД было увеличено до 20%.

На данный момент солнечные батареи продуцируют только 1% от всей энергии в мире. Их в основном проводят в места труднодоступные для электрификации. Широко применяют этот источник питания в космической промышленности. Специалисты считают, что такому аккумулятору открыты все пути, ведь с каждым годом солнечная активность возрастает.

В наших широтах данные элементы питания устанавливают в частных домах при экономии энергопотребления и заботе об окружающей среде.

Дача

Плюсы и минусы солнечных батарей

Солнечная батарея обладает своими преимуществами и недостатками. Рассмотрим их более подробно.

Плюсы:

  • Высокая экологичность. При эксплуатации не используются невосполнимые ископаемые, не возникает отходов.
  • Отсутствие шума.
  • Доступность. Каждый уголок Земного шара освещается Солнцем.
  • Постоянство. Если ископаемые могут закончиться, их выработка уменьшиться, то наcчет солнечной энергии беспокоиться не стоит. По данным ученых, нашему светилу еще долго ничего не грозит.
  • Обширная область использования. Панели могут применяться как в сельской местности, так и в космосе.
  • Новые технологии. На солнечных батареях проводят испытания, на их усовершенствование тратятся громадные суммы, данная область постоянно модернизируется, подвергается инновациям.

Минусы:

  • Дороговизна. Не каждый человек может позволить себе установить достаточное количество солнечных элементов питания для обеспечения своих нужд. Электрификация небольшого дачного домика обойдется в 1000-1200 долларов, в то время как на двухэтажных особняк может уйти до 10 000 у.е.
  • Солнечное освещение – непостоянная единица. КПД батареи будет снижаться в ночное время, пасмурную погоду.
Читайте также:
Озеленение балкона и лоджии, террасы или веранды – как сотворить уголок живой природы дома?

Дождь

Комплектация батарей

О солнечных батареях множество людей думают ошибочно. Ведь сама по себе панель на крыше не может дать переменный ток.

Чтобы обеспечить жилище электричеством, придется приобрести:

  1. Собственно солнечные панели. Это тот элемент конструкции, который крепится на стены или крышу дома. При попадании кванта солнечного света кремниевые кристаллы начинают колебаться, и создается электрический ток.
  2. Аккумулятор. Энергия, которая не пошла на расход бытовых нужд, аккумулируется в этом приборе, и потом ночью или в ненастную погоду она расходуется.
  3. Контроллер напряжения. Этот элемент является скорее не обязательным, а желательным. Он повышает продолжительность жизни аккумулятора, сообщает о его предельно низком и высоком заряде.
  4. Инвертор, или преобразователь энергии. В аккумуляторе электрический ток находится в постоянном значении, а для бытовых нужд необходим переменный. Инвентор и совершает данное преобразование.

Схема установки

Как мы видим, солнечные панели – это лишь малая часть системы. Они сами состоят из более мелких элементов – модулей. Раз устройство данных элементов питания модульное, при необходимости посредством подсоединения составляющих вы можете добавить панели или убрать лишние.

Виды солнечных батарей

Солнечная панель состоит из компонентов, и они могут быть разными:

В первом случае один фотоэлемент – это один кристалл кремния. Данные батареи имеют наибольший КПД (до 25%), но они являются очень дорогими. Пластины насыщенного синего цвета, а их края немного скругленные.

Монокристаллическая

Поликристаллическая

Поликристаллические фотоэлементы объединяют несколько кристаллов кремния. Они широко распространены, их КПД колеблется в районе 20-23%. Структура неоднородна, и они хуже поглощают солнечный свет, нежели монокристаллические панели. По стоимости они более доступны.

Тонкопленочные (аморфные) фотоэлементы представляют собой напыление полупроводника на подложку. Основное преимущество в том, что их можно расположить буквально на любой поверхности, они гибкие. Недостаток – небольшая производительность.

Аморфная

По техническому принципу электрификацию солнечными элементами делят на:

Открытой система называется, когда солнечная панель подключена к общей электросети. В таком случае необходимость приобретения аккумулятора и контролера отпадает. Солнечные батареи подсоединяются к общей сети с помощью инвертора. Если потребляемая бытовыми приборами мощность не превышает ту, которую производят панели, то из общей электросети ток не берется. В случае, когда вы включили приборы повышенного энергопотребления, и батареи не могут их обеспечить током, электричество берется из общей сети. Особенностью является то, что если тока не будет в основной сети, то батареи работать не станут.

С автономными системами все понятно: они замкнутые и не требуют внешней сети. Энергия накапливается в аккумуляторе и расходуется по мере необходимости.

Комбинированные сети не получили широкого распространения, так как они дороги. Сложная конструкция объединяет тип открытой и закрытой системы. При излишке электроэнергии, вырабатываемой батареями, ее можно перенаправить в общую сеть.

Применение солнечных батарей

Кроме космонавтики и обеспечения частных домов электроэнергией, панели или батареи солнечные применяют в следующих сферах:

  • Автомобилестроение. Экологичный транспорт приобретает популярность, ведь выхлопы бензина и газов загрязняют атмосферу, а цены на топливо постоянно растут. Машины на солнечной энергии способны развивать скорость до 140 км/ч.
  • Эксплуатация водного транспорта (барж, катеров, яхт). Такой транспорт можно встретить в Турции. Лодки развивают небольшую скорость (до 10 км/ч), и это позволяет туристом осмотреть достопримечательности и роскошные пейзажи этой страны.
  • Энергообеспечение зданий. В развитых странах Европы многие муниципальные здания и сооружения полностью обеспечивают свои нужды с помощью энергии, которую выделяют солнечные панели.
  • Самолетостроение. Благодаря наличию батарей, самолет в полете может длительное время не расходовать топливо.

Отрасль постоянно развивается. Уже изобрели зарядки для телефонов и ноутбуков, работающие от энергии Солнца.

Батарея для гаджетов

На что обратить внимание при покупке солнечных батарей для дома

Данная информация будет полезна, если вы решили перейти на солнечный источник энергии. Приобретая все комплектующие для такой системы, нужно знать, где можно сэкономить, а на что обратить особое внимание:

  1. Покупайте составляющие (панели, аккумулятор, инвертор) в конце зимы-начале весны . Как правило, магазины в это время предоставляют большие скидки.
  2. Не покупайте сразу много солнечных батарей. Помните, что эта система модульная, и добрать необходимое количество для обеспечения нужд бытовой техники очень просто.
  3. Желательно заменить все лампы накаливания в доме на светодиодные или LED . Они потребляют меньше энергии, а срок службы у них дольше.
  4. Для дома приобретайте с олнечные батареи с выходным напряжением в 12 В . Именно такие значения подойдут для бытовой техники, очень мало приборов используют 24 В и 48 В. Все показатели напряжения вы можете найти в паспорте устройств.
Читайте также:
Наждак своими руками: описание с фото, отзывы

При выборе солнечных батарей обратите внимание, что каждая должна быть помещена в защитный корпус из алюминия. Этот металл легкий, прочный, стойкий к коррозии. Сверху защитное стекло должно быть матовым, не давать глянца и бликов.

Обеспечивать свой дом уютом, теплом и не платить за электричество вполне возможно. Для этого нужно установить такую систему энергоснабжения. Но стоит учитывать, что она тоже требует значительных вложений и обладает рядом нюансов. Изучив все положительные и отрицательные стороны, мы надеемся, что вы сделаете правильный выбор.

Достоинства и недостатки солнечных батарей

Достоинства и недостатки солнечных батарей

В настоящее время солнечные батарейки обладают плюсами и минусами, делающими их особенно популярными и востребованными. Очевидно, что данные источники энергии являются наиболее перспективными. В ближайшем будущем можно будет убедиться в этом. Так, что такого хорошего и интересного в солнечной энергии? Что позволяет смело говорить о преимуществах использования батарей, как в домашних условиях, так и в крупных компаниях? В статье будут освещены их явные достоинства, также, раскрыты недостатки, о которых предпочитают умалчивать производители. Что на самом деле входит в комплект солнечных батарей? Попробуем разобраться.

Комплект солнечных батарей: достоинства

Самым первым плюсом, говорящим в пользу данного энергетического источника, является неиссякаемость и доступность в любом месте. Известно, что солнце присутствует пойти в любой точке земли, в ближайший период не намерено исчезать. Даже если оно однажды пропадет, человечество будет волновать совершенно другой вопрос, об электроэнергии никто не станет даже думать.

Экологически безопасно

Следующее достоинство заключается в том, что комплект солнечных батарей абсолютно экологичен. Любой человек, неравнодушный к здоровью планеты, конечно же, посчитает своим долгом купить именно безвредные энергетические источники. Многие останавливаются на ветряках или тех самых солнечных панелях. Однако, здесь ситуация обстоит подобно как с электромобилями. Батареи являются экологичными, но есть один отрицательный нюанс. В процессе их производства, также, производства аккумуляторов, электростанций, разнообразных проводников, употребляются токсичные вредные вещества. Они и загрязняют среду. В сравнении с ветряками солнечные панели гораздо тише. Они не издают особых звуков, что предоставляет удобства в момент использования.

Комплект солнечных батарей, все плюсы и минусы

Преимущества солнечных панелей

Долгий срок службы

Батареи изнашиваются медленно. Поскольку не располагают подвижными частями. Конечно, если не используются специальные приводы, поворачивающие элементы в сторону энергетического источника. Однако, при наличии такой системы панели способны прослужить на протяжении двадцати пяти лет и более. Лишь по окончанию данного срока, при хорошем качестве батарей, начинает понижаться КПД. Тогда необходима замена на новый вариант. Кто может предположить, какие именно технологические новшества будут изобретены через четверть столетия? Может сложиться так, что следующих батарей хватит надолго, до конца жизни.

Автономность

Для пользователя установка подобного энергетического источника надежна. Нет опасений, что однажды поставщик отрежет энергоснабжение по техническим причинам. Это позволяет чувствовать себя уверенно, ведь система подачи электроэнергии никогда не иссякнет. Также, не возникнут затруднения с резким увеличением цен или транспортировкой энергии.

Когда окупится энергетическая электростанция, в доме будет, практически, бесплатная энергия. Естественно, за определенное время необходимо покрыть первоначальные вложения.

Возможность наращивания мощностей

Следующее преимущество данных электростанций — это наличие возможности наращивания можности. И здесь вопрос будет стоять только в доступности нужной площади. Модульность солнечных батарей дает возможность, если понадобиться, беспрепятственно повышать мощность системы. Для этого следует добавить новые панели и запитать в систему. Надо сказать, что такие преимущества перекрываются серьезной проблемой: необходимо искать и готовить большие площади. Большие площади означает квадратные километры солнечных элементов.

Читайте также:
Плетистые розы, посадка и уход. 22 фото

Солнечной панели не нужна подпитка. А это означает, что человек не зависит от изменения стоимости топлива, его поставок. Еще, плюсы батарей состоят в беспрерывной и стабильной подаче энергии.

Минусы солнечных батарей

Несмотря на множество плюсов батарей, имеют место и многочисленные недостатки. Их следует знать, прежде чем выбрать источник энергии. Очень важно понимать ситуацию, минусы до совершения покупки, чтобы впоследствии быть приготовленным к разным обстоятельствам. Есть причины, согласно которым солнечные панели применяют в качестве вспомогательного источника, не основного.

Главным недостатком считается необходимость первых инвестиций, достаточно больших. В условиях подключения к простой центральной электросети подобные расходы не нужны. Кроме того, период окупаемости вкладов в солнечные батареи размытый. Поскольку многое зависит от случайных факторов, не зависящих от потребителя.

Низкий КПД

Еще можно отметить незначительный уровень КПД. Квадратный метр батареи, имеющей среднюю производительность, выдает только 120 Вт. Этого не хватит даже для нормальной работы за лэптопом. В случае с солнечными панелями имеет место намного меньший КПД. Если сравнить с обычными энергетическими источниками — приблизительно 14-15%. Но такой изъян условный. Потому что новоизобретенные технологии не перестают увеличивать данный показатель, присутствует постоянный прогресс. Сегодня выжимается максимум энергоэффективности из площадей.

В государствах СНГ эти батареи являются достаточно дорогостоящими, в некоторых обстоятельствах считаются роскошью. Причина в том, что власти не особо поддерживают покупку алтернативных источников энергии. Они не пытаются мотивировать и поддержать стремление граждан к, так называемой, «зеленой» энергии. За рубежом совсем иная ситуация. Она в разы лучше. Например, Соединенные Штаты заинтересованы в переменах в виде перехода на экологически чистые энергетические источники.

Зависимость от погоды

Имеется еще заметный минус — плодотворность работы зависит от погоды и климатических условий. К примеру, эффективность солнечных батарей может существенно снизиться в период тумана или пасмурной погоды. При наличии низкой температуры, зимой, КПД падает. Этот показатель понижается, даже в условиях повышенной температуры, если используются некачественные панели. По этой причине следует поддерживать батареи главными энергетическими источниками или практиковать гибридные варианты. Что еще представляет важность? Солнечные панели способны функционировать по-разному в различных местах планеты. Другая местность – другое количество энергии потребляется, что позволяет сделать конкретные выводы. Плодотворность солнечной системы зависит от местоположения дома. А такжеот времени суток — ночью солнце отсутствует, значит энергия не вырабатывается.

Узнайте больше о самовозобновляемой и бесплатной энергии будущего. Солнечные батареи в действии.

Батареи нельзя использовать в качестве энергетического источника для техники, потребляющей большое количество мощности.

Система снабжения энергией от солнца предполагает вмешательства множества вспомогательных устройств. Это, например, аккумуляторы, накапливающие энергию, инверторы, еще требуется помещение, специально предназначенное для установки всей системы. Никель-кадмиевые приборы теряют мощность, если температура показывает ниже нуля.

Необходимость наличия больших площадей

Чтобы получить максимальную мощность от солнца, требуются платформы больших размеров. В случае с солнечной электростанцией промышленного масштаба понадобятся квадратные километры. Если комплект солнечных батарей просто используются в быту, подобные территории не нужны. Однако, следует учесть надобность расширятся в будущем. Надеемся, подробное описание достоинств и недостатков солнечных батарей, поможет выбрать подходящий вариант.

Преимущества использования солнечных батарей для дома: виды и область применения

Корзина

Работаем по всей России

24 часа в сутки
Без выходных

Солнечные электростанции и бесперебойные системы по доступным ценам

Энергозависимость наших домов растет каждый год. Проблема остается за городом: низкое качество или отсутствие электроэнергии чревато невозможностью работы оборудования. Решением является установка аварийного источника бесперебойного питания: ИБП или генератора. Так что же выбрать?

ИБП двойного преобразования напряжения — это аварийный источник высококачественного и бесперебойного питания электротехнических приборов бытового и промышленного назначения.

Читайте также:
Правила строительства свайного фундамента под баню

Инвертор является «сердцем» системы резервного или автономного питания. От его выбора зависит как долго и качественно будет работать вся система.

Надежное и бесперебойное электроснабжение, использование бесплатной и чистой энергии солнца, экономия на счетах за электроэнергию – это реальность!

Обзор аккумуляторов и рекомендации по их использованию в бесперебойных (ИБП) или автономных электростанциях с солнечными батареями.

Закон, позволяющий частным лицам подключать солнечные батареи к электросетям сетям и получать за отданную электросетям энергию компенсацию – в виде взаимозачета или в денежном эквиваленте.

Что такое солнечная батарея

Солнечная батарея представляет собой устройство, которое собирает световую энергию солнечных лучей и преобразует её в электрический ток. В её основе используются фотоэлементы – полупроводниковые фотоэлектрические преобразователи.

Принцип работы солнечных батарей

Солнечный свет, попадая на кремниевые пластины, высвобождает электроны, которые начинают двигаться по проводникам. Инвертор преобразует постоянный ток в переменный для питания стандартных бытовых приборов.

Области применения

С каждым годом сфера применения солнечных батарей становится всё шире. Устройства активно используются в сельском хозяйстве, промышленности, военно-космической области, медицине, дорожном строительстве, автомобилестроении, авиации и быту.

Вырабатываемая электроэнергия используется для:

  • Освещения жилых и нежилых объектов, улиц, придомовых территорий.
  • Обеспечения энергией медицинского и телекоммуникационного оборудования.
  • Накопления энергии и подзарядки портативных устройств и микроэлектроники.
  • Энергообеспечения зданий.

Преимущества и нюансы солнечных батарей

  • Бесшумная работа.
  • Отсутствие выбросов парниковых газов и образования отходов.
  • Неисчерпаемый запас энергии.
  • Минимальные затраты при эксплуатации.
  • Отсутствие технического обслуживания.
  • Длительный срок службы без ухудшения эксплуатационных характеристик.
  • Зависимость от погоды.
  • Относительно высокая цена.
  • Необходимость специальных навыков при монтаже.

Виды солнечных батарей

Солнечные батареи для дома или дачи можно разделить на три большие группы: кремниевые, плёночные и аморфные.

Батареи, которые относятся к последним двум группам, не выгодны для использования в частном доме.

К кремниевым батареям относятся монокристаллические и поликристаллические системы, которые являются наиболее популярными.

Более эффективные, но при этом более дорогие. Кремниевые пластины по форме напоминают квадрат со срезанными углами. Благодаря однородной поверхности достигается высокий КПД – до 20%, но только при прямых лучах солнца. Они хуже воспринимают рассеянный и боковой свет.

Производительность панелей составляет 11-16%.

  • Имеют более низкую стоимость.
  • Большой выбор производителей.
  • Подходят для рассеянного света и имеют более широкий угол восприятия солнечных лучей.

Комплектация и общие характеристики

В базовую комплектацию автономной солнечной электростанции входит:

Как правильно выбрать автономную систему

Перед покупкой солнечной электростанции учитывайте следующие параметры:

  • Суточное потребление подключаемых электроприборов.
  • Место установки солнечных панелей (ориентация на юг, оптимальный угол наклона, отсутствие тени на панелях).
  • Место установки АКБ (должны находиться в помещении при плюсовой температуре, но не выше 25 градусов).
  • Пиковые нагрузки электроприборов (насосы, холодильник).
  • Круглогодичная или только летняя эксплуатация системы.

Монокристаллические чаще используются в регионах с высокой солнечной активностью, поликристаллические – с низкой активностью солнца. Если вам нужна солнечная батарея для дачи – обратите внимание на микроморфные модели. Они недорогие, но имеют в 2 раза большую площадь. Системы из микроморфного кремния могут эффективно работать под широким углом и в пасмурную погоду. Для больших станций, которые устанавливаются на крышах предприятий и на земле, лучше использовать гетероструктурные модули (КПД 22%) российского производителя «Хевел» (Hevel).

Краткий обзор производителей

Лидирующие мировые производители солнечных панелей:

  • TopRaySolar (Китай) выпускает панели из монокристаллического кремния мощностью 20-300 Вт и поликристаллические кремниевые батареи мощностью 20-300 Вт.
  • Axitec (Германия) разрабатывает фотоэлементы на основе монокристаллического и поликристаллического кремния мощностью от 260 до 330 Вт.
  • Hevel (Россия) – производитель микроморфных панелей, а также гетероструктурных с высоким КПД (22%).

Установка солнечных панелей

Монтаж системы требует специальных навыков. Самостоятельная установка не рекомендуется, поскольку при малейшей ошибке в расчётах вы рискуете обесточить дом. В случае неудачи стоимость ремонта может превысить цену за монтажные услуги.

Чаще всего цена монтажа рассчитывается от стоимости системы в размере 10-15%. Высоких цен пугаться не стоит. компании, которые устанавливают данное оборудование, за эту сумму предоставляют гарантию (что всё будет подключено и установлено правильно) как минимум на 1 год.

Читайте также:
Особенности, преимущества и недостатки отделки стен ламинатом в интерьере

Заказывая профессиональную установку, вы избавитесь от проблем. Специалисты рассчитают необходимое количество панелей, помогут определиться с типом батарей, правильно определят оптимальное место установки, угол наклона и другие параметры.

Монтаж стандарной установки до 5 кВт выполняется в течение одного дня.

Выгодно ли использовать солнечные батареи на даче

Устанавливая солнечные батареи на своём загородном участке, владелец дома предполагает, что сразу же начнёт экономить на освещении. Это правда, но только при установке СЕТЕВОЙ солнечной электростанции без использования аккумуляторов.

  • Срок окупаемости в среднем составляет 5-10 лет в зависимости от тарифа на электричество.
  • Максимальную эффективность данная установка принесёт тем владельцам дачных участков, которые проживают в широтах с преобладающим большинством солнечных дней.
  • В зимнее время в средней полосе России количество солнечных дней сильно уменьшается и на все нужды вырабатываемой энергии не хватит.

Отопление от солнечных батарей в России

Считается, что установка солнечных батарей является отличной инвестицией в дом и в будущее. Системы недорогие, экологичные и автономные. На первый взгляд кажется, что про перебои с электричеством и счета можно забыть. Однако в России отопление от солнечных панелей, как и желание отказаться от городской сети, является всё же нерентабельным.

Качественная солнечная электростанция – недешёвое оборудование. Для необходимой мощности потребуется множество панелей и аккумуляторов. В регионах с низкими тарифами на электричество такая установка будет изначально невыгодной. Но в труднодоступных районах, где требуется постоянный подвоз дизельного топлива и техническое обслуживание генераторов, солнечные электростанции получаются более выгодными и имеют срок окупаемости 2-3 года.

С одной стороны, электростанция на фотоэлементах не требует особого обслуживания, но 1-2 раза в год вытирать пыль и счищать снег всё-таки необходимо. К тому же при ежедневной эксплуатации автономной системы у аккумуляторов снижается срок службы до 3-4 лет, т. к. он измеряется количеством циклов заряда-разряда. Это означает, что тратить средства на замену АКБ всё же придётся.

Другой вариант возможной установки солнечных панелей для экономии электричества – это сетевая солнечная электростанция без аккумуляторов. Она позволяет замещать электричество из городской сети в дневное время суток. Такая система окупается за 5-10 лет в зависимости от стоимости электроэнергии. Основное преимущество – это модульность (можно ставить параллельно несколько станций) системы, которое даёт возможность дальнейшего расширения без замены уже установленного оборудования. И, конечно, срок эксплуатации 35-40 лет без специального технического обслуживания.

Также если на даче часто отключают электричество, можно использовать гибридную солнечную электростанцию, которая объединяет в себе бесперебойную систему (замена генератора) и сетевую для экономии электричества.

Солнечные батареи: ставить или нет

Безусловно, автономная солнечная электростанция на поликристаллических или монокристаллических батареях незаменима в местах, где электричество вовсе отсутствует. Но там, где есть электричество, есть смысл подключить сетевую станцию без АКБ, которая будет компенсировать затраты днём, а лишнюю энергию можно будет продавать в городскую сеть по специальному «зелёному» тарифу.

Пример использования солнечных батарей на даче: всю неделю с понедельника по пятницу солнечные батареи отдают лишнюю электроэнергию в городскую сеть (и вам за это платят), а в выходные вы приезжаете на дачу и отдыхаете бесплатно.

Компания 220-on предлагает оптимальное, проверенное оборудование под текущие задачи клиента без накруток и переплат. В каталоге собраны модели от надёжных и проверенных производителей. Все модели обеспечивают высокую производительность и мощность.

Специалисты 220-on выполнят монтаж и проведут гарантийное и постгарантийное обслуживание. Получить консультацию по подбору оборудования можно по телефону +7 (495) 646-12-20 или по бесплатной горячей линии 8-800-500-20-74.

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: