Солнечные батареи: виды, свойства и принцип действия
Солнечные батареи (панели) относятся к альтернативным источникам энергии. Они состоят из солнечных элементов, которые преобразуют солнечный (и не только) свет в электроэнергию. А полный комплект состоящий из солнечных панелей, инверторов, аккумуляторов, контроллеров называется солнечной электростанцией. Может показаться, что у таких устройств нет недостатков, но перед покупкой и установкой следует изучить основные характеристики. Это позволит ответить на вопрос, как подобрать солнечные батареи для дома с учетом Ваших нужд, ведь стоимость одного комплекта достаточно высокая.
Область применения
Сегодня отсутствуют ограничения на использование солнечных батарей. Это обусловлено их преимуществами, в частности, выработкой достаточного количества электроэнергии для энергообеспечения всего объекта или решения локальных проблем (применения в качестве элемента питания и пр.). Освещение – это пока основное направление применения таких модулей. Реже их используют для обогрева, причем в большинстве случаев солнечные батареи обсуживают малогабаритные объекты. Их применяют:
- в частных и многоквартирных домах;
- коммерческих зданиях;
- теплицах;
- на придомовой территории.
Условия, при которых предпочтительно устанавливать такие модули:
- для обогрева/освещения местности, где отсутствуют ЛЭП, в данном случае применение преобразователей солнечной энергии позволит сократить затраты на энергообеспечение объекта, это более выгодный метод, если сравнивать с применением дизельных генераторов;
- в некоторых многоквартирных домах, построенных за последние годы, использовался альтернативный источник энергии (в системах водоснабжения) или в качестве резервного;
- в местности (селах, деревнях) время от времени случается отключение электричества, такие модули позволяют обеспечить бесперебойную работу техники.
Сколько служат солнечные батареи?
- Поликристаллические. По стоимости они предпочтительнее, т. к. производятся из мультикристаллических пластин. Еще одна причина низкой цены – недостаточно высокая производительность. Рекомендуется применять такие модули, если в местности сравнительно одинаковый уровень освещенности в разное время, отсутствуют резкие перепады.
- Аморфные. Другое название – тонкопленочные солнечные батареи. Они отличаются универсальным действием (применяются на разных объектах, в различных целях). Могут устанавливаться там, где жаркое солнце внезапно сменяется облачной погодой. Теоретически аморфные панели в будущем будут использоваться не только на крышах, но и на сумках, других бытовых изделиях. Минусом таких панелей является более низкая производительность, если сравнивать с поли-, монокристаллическими.
- Гетероструктурные. Считаются наиболее эффективными, их КПД достигает 25%. Панели вырабатывают электроэнергию при солнечной и пасмурной погоде. В России такую продукцию представляет марка «Хевел». Компания-производитель разрабатывает и внедряет собственную технологию производства гетероструктурных панелей.
Основные элементы конструкции:
- аккумулятор, позволяющая устранить перепады напряжения, вызванные изменением освещенности панели, а еще одна накапливает энергию;
- инвертор – преобразователь тока (из постоянного в переменный);
- контроллер: обеспечивает стабильную работу модуля, т. к. контролирует все параметры (температуру, зарядное напряжение аккумулятора и др.).
В продаже встречаются готовые системы, а также отдельные элементы для сбора с учетом собственных потребностей.
Как работают солнечные батареи
Солнечный свет попадая на элементы солнечных панелей, преобразуется в постоянный электрический ток. Инвертор преобразовывает постоянный ток в переменный ( в привычные нам 220в), а он, попадая в контроллер, отправляется к потребителям (бытовой технике, осветительных устройств). Аккумулятор же выполняет роль буфера между солнечными батареями и инвертером. Мощность инверторов может быть разной: 250-8000 Вт. Главные параметры, на которые следует обращать внимание: напряжение, мощность. Причем нужно не просто изучить характеристики, а соотнести эти параметры друг с другом. Отмечают наиболее подходящие варианты, исходя из напряжения (В) и мощности (Вт):
- 12 В, 600 Вт;
- 24 В, 600-1500 Вт;
- 48 В, от 1500 Вт и выше.
ИНТЕРЕСНО: Системы отопления частного дома
Цена устройства формируется с учетом комплектующих:
- модуль;
- аккумуляторная батарея;
- контроллер;
- инвертор;
- кабель;
- клеммы;
- стеллаж.
Цена солнечных батарей разная. В зависимости от комплектующих стоимость меняется в пределах диапазона: от 300 тыс. руб. до 2 млн руб. Малогабаритные изделия для локального применения можно приобрести и за 10 тыс. руб., однако их допустимо применять для простейших нужд (в качестве элемента питания и др.). При выборе устройства обращают внимание на параметры:
- энергоэффективность;
- габариты панелей (могут составить несколько метров по одной стороне);
- мощность;
- температурный коэффициент (оказывает влияние на мощность и другие электрические параметры).
Несмотря на высокую стоимость, солнечные батареи приобретают достаточно часто. Это обусловлено сравнительно быстрой их окупаемостью. Срок возврата затраченных средств зависит от количества потребителей. Для сравнения, панели, обслуживающие дом, где проживает семья из 4 человек, окупятся уже через 4 года (средний показатель).
Для удовлетворения простых нужд может быть достаточно панелей «Хевел» сетевой солнечной электростанции мощностью не выше 5 кВт. Их допустимо устанавливать на крыше частного дома, объектах малого и среднего бизнеса (кафе, небольшие магазины, павильоны, гостевые дома). Такой способ позволяет снизить затраты на электроэнергию от основного источника.
Однако самостоятельно сложно понять, какой комплект следует приобрести. Не всегда просто рассчитать и достаточную мощность солнечных батарей. Если выбор пал на панели «Хевел», консультант поможет подобрать модель. От компании приходит специалист, ориентируется на месте: делает замеры, расчеты. Дома останется выполнить пусконаладочные работы. Производитель «Хевел» предоставляет гарантию (до 25 лет) на все комплектующие, а также модули.
ИНТЕРЕСНО: Сборка и установка коллектора водяного теплого пола
Коллекторы: получение тепла из солнечной энергии
Солнечные батареи могут применяться для обогрева объектов, нагрева жидкости. Возможность получения тепла обусловлена способностью батареи накапливать энергию. Это позволяет повышать температуру теплоносителя в трубах, за счет чего обеспечивается не только нагрев жидкости, но и обогрев всего объекта. Солнечные коллекторы функционируют по определенной схеме. Их основные элементы конструкции:
- насосная станция;
- бак-аккумулятор;
- контроллер;
- трубы и фитинги.
- плоские: состоят из плоского абсорбера, покрытия, теплоизолирующего слоя;
- вакуумные (трубчатые): состоят из стеклянной колбы, теплоизоляционный материал заменен на вакуум, который заполняет емкость (в ней также находится абсорбер).
У второго варианта есть существенное преимущество – низкие теплопотери. По этой причине вакуумные коллекторы применяются повсеместно там, где не могут быть установлены плоские аналоги.
Обзор производителей
Лидером продаж является продукция китайских марок. Это обусловлено их доступностью. Для сравнения, цена китайских солнечных батарей в 2 раза ниже, чем немецких со сходными характеристиками. Популярные марки:
- Suntech Power Ко;
- Yingli Green Energy;
- HiminSolar.
Распространены также отечественные панели марок:
- «Sun Shines» (ООО «Автономные Системы Освещения»);
- ООО «Хевел»;
- ОАО «Рязанский завод металлокерамических приборов»;
- «Телеком-СТВ»;
- ЗАО «Термотрон-завод» и др.
Как выполнятся монтаж
Выбирают место, где будут фиксироваться панели. Оценивают факторы:
- тень: следует найти наиболее ярко освещаемый на протяжении всего дня участок;
- ориентация по сторонам света: если объект расположен на севере, модуль располагают лицевой панелью к югу и, наоборот;
- угол наклона: он должен соответствовать широте, в которой находится объект (в зависимости от положения относительно экватора осуществляется коррекция 12°).
Строительный портал о строительстве и ремонте собственного дома, благоустройства участка, а также обзоры строительных материалов и технологий с пошаговыми инструкциями.
- Строительные материалы
- Фундамент
- Стены
- Крыша и кровля
- Пол и потолок
- Окна и двери
- Утепление дома
- Интерьер и экстерьер
- Своими руками
Солнечные электростанции
Сегодня хотим поделиться отличным кейсом по освещению пиццерии Italian Pizza в Екатеринбурге. Благодаря совместной работе Geniled Art, интерьерного..
Продажа комплектов солнечных электростанций в Беларуси
Электрические станции солнечного типа были разработаны с целью электрификации крупных и мелких объектов. Небольшая солнечная станция способна обеспечить достаточным количеством электричества производственные предприятия, офисы, частные дома и квартиры. Мощность установки напрямую зависит от особенностей используемых модулей. Стоимость базируется на комплектации и уровне мощности.
Типы и назначение конструкций
- Автономными, состоящими из аккумулятора, панелей и инвертора. Используется как альтернативный метод получения электроэнергии при отсутствии доступа к электрической сети.
- Гибридными, также включающими в себя инвертор, солнечные панели и аккумулятор, но работающими немного по другому принципу. Такая станция объединяет в себе функционал и автономного, и сетевого оборудования, то есть, имея аккумуляторы, может питаться от централизованной электросети.
- Сетевыми солнечными, которые состоят только из инвертора и солнечных панелей. Отличаются простейшей комплектацией, позволяют сэкономить средства.
Помимо этого солнечные электростанции можно поделить по типу солнечных батарей на поликристаллические и монокристаллические.
Качественная и чистая электрическая энергия, полученная от солнечных электростанций, способна обеспечить электроспособность и нормальное функционирование следующих объектов:
- фермерские и тепличные хозяйства, пасеки и агропромышленные предприятия различного типа;
- дачные дома, охотничьи домики, беседки, бани, гаражи, автокемпинги;
- придорожные кафе, автокофейни, рестораны, кафе и мелкие точки продаж (киоски, палатки);
- освещение парковок торговых центров, улиц, рекламных конструкций, придомовых территорий;
- автостоянки, автозаправки, шиномонтажные и автосервисы;
- санатории, базы отдыха, отдаленные туристические объекты, бытовки, небольшие гостиницы, дома в вагончиках;
- склады, гипермаркеты и крупные торговые объекты, офисные здания модульного типа.
В чем плюсы электростанций, генерирующих солнечную энергию:
- Не разовая, а постоянная экономия средств.
- Долговечность эксплуатации солнечной энергии.
- Простота использования.
- Надежность конструкции, гарантирующая отсутствие аварий и сбоев в работе солнечной электростанции;
- Возможность увеличения мощностей в случае необходимости.
- Возможность автономной эксплуатации или работы совместно с электросетью.
Собственное производство. Гарантия качества. Преимущества
Наша компания предлагает профессиональный подбор солнечного электрического оборудования, исходя из энергетической потребности ваших жилых или производственных объектов. Это гарантирует существенную экономию финансовых средств и дарит вам возможность обеспечить электричеством даже удаленные от цивилизации территории.
Мы продаем солнечные электростанции, максимально приближенные по требованиям к белорусским реалиям и климату, то есть, с возможностью бесперебойной работы даже в пасмурную погоду.
Применяем солнечные модули с высоким КПД, отличающиеся особой эффективностью работы. Особое внимание обращается на совместимость комплектующих, обеспечивающих долгую и стабильную работу солнечной электростанции сроком до 50 лет. В комплект солнечной электростанции обычно входят солнечные панели разной мощности, контроллер заряда, аккумуляторный блок из одной или нескольких батарей и инвертор.
Вся продукция перед конечной установкой проходит строгий контроль, это гарантирует их надежность. Солнечные электростанции от нашей компании не боятся сложных климатических условий и невосприимчивы к негативному воздействию различных внешних факторов.
В данном разделе сайта можно найти следующие товары в наличии: автономные, гибридные и сетевые солнечные электростанции, и ознакомиться с их особенностями, ценами и потребляемой энергией (кВт).
Уважаемые покупатели, если у вас остались вопросы по комплектам солнечных электростанций, то вы можете задать их в рабочее время по телефону, указанному на сайте нашей компании. Мы осуществляем доставку и установку солнечных электростанций.
Примеры реализованных проектов солнечных электростанций
Сетевая солнечная электростанция 14,88 кВт в частном доме
Сетевая солнечная электростанция 18.6 кВт
Солнечные панели для питания животноводческой фермы
Солнечные батареи на крыше авто Toyota Tundra
Солнечные батареи для промышленных объектов
Бесперебойное обеспечение энергией крупного предприятия – процесс, от которого зависит безошибочность циклов производства и, в конечном итоге, полученная прибыль. С распространением альтернативной энергетики для этого все чаще используют промышленные солнечные батареи.
Преимущества
Для крупных промышленных объектов расположение на своей территории источников электроэнергии, использующих излучение Солнца, выгодно по многим причинам.
Во-первых, это позволяет избежать сбоев в производстве, возникающих из-за исчезновения энергии в основной сети. Так как сейчас многие циклы автоматизированы и контролируются искусственным интеллектом, внезапное исчезновение питания может принести заводу огромные убытки.
До повсеместного распространения промышленных солнечных батарей в качестве запасного источника энергии устанавливали дизельные генераторы. Но с момента отключения основной сети до запуска генератора проходит около минуты. А это неприемлемо при современных циклах производства. Поэтому использование установок, которые преобразуют солнечный свет, является более надежным.
Кроме того, в большинстве случаев на производственном объекте есть довольно большая и никак не используемая крыша. Монтаж на ней конструкции, которая улавливает и перерабатывает излучение Солнца, – хороший вариант эксплуатации этой поверхности.
Установка солнечных батарей – самый выгодный способ получения необходимой энергии для владельцев фермерских хозяйств и прочих бизнес-объектов, значительно удаленных от общей сети. Размещение и приобретение комплекта для переработки света Солнца обойдется дешевле, чем прокладка новой линии электропередачи.
Недостатки
Самый главный недостаток у альтернативной энергетики, использующей солнечную радиацию, — зависимость от погодных условий . Если производство находится в регионе с небольшим количеством солнечных дней, то удовлетворить все его потребности только с помощью излучения Солнца будет весьма проблематично. Также нужно учитывать, что батареи будут бесполезны, если установить их в затененном месте.
Читайте также: Установка прожектора на солнечных батареях
Области использования
Солнечные батареи можно встретить в самых разных отраслях деятельности. В России самым заметным является их использование на метеостанциях в рамках программы по их модернизации.
К альтернативной энергетике обращаются и автозаправочные станции, крупные и мелкие фермерские хозяйства, очистные сооружения.
Увидеть солнечные панели различного типа в последнее время можно и возле железных и автомобильных дорог.
Солнечные электростанции
С тех пор, как использование излучения Солнца для получения электроэнергии стало широко распространенным, появились и солнечные электростанции. Под этим термином понимают не только установки, преобразующие излучение, но и другие устройства, вырабатывающие электричество при помощи солнечной радиации.
Существует несколько видов СЭС:
- Башенного типа. Состоят из нескольких зеркал, отражающих лучи Солнца в темного цвета башню, наполненную водой. Полученный пар доставляют в резервуар турбогенератора. Таким образом, станция работает так же, как и обычная тепловая, но без использования топлива.
- Тарельчатого типа. Принцип работы такой же, что и у башенной. Конструкция позволяет создавать один или несколько модулей, которые можно эксплуатировать как последовательно, так и одновременно.
- Фотоэлектрические. Принцип работы системы тот же, что и у частных установок.
- На основе параболических концентраторов , представляющих собой парабоцилиндрическое зеркало. К каждому из них прикреплена трубка, так, чтобы находиться в фокусе отражаемых лучей. По трубке течет теплоноситель, который впоследствии нагревает воду.
- Аэростатные. Преобразователи установлены на дирижабле, находящемся на высоте более 20 км. Таким образом работа станции не зависит от атмосферных явлений.
- Солнечно-вакуумные. Вырабатывают энергию, создавая воздушный поток между нагретым участком воздуха у земли и более холодным участком, находящимся выше.
- Комбинированные солнечные электростанции могут сочетать как несколько установок различного типа, так и систему, вырабатывающую электроэнергию, с установкой для нагрева воды, например.
Читайте также: На что обратить внимание, выбирая power bank
Солнечные электростанции уже доказали свою полезность, будучи установлены в различных местах земного шара. Самая крупная из них находится в США в штате Калифорния. Она способна производить 392 МВт. Больше всего солнечно-тепловые электростанции распространены в США.
Логика развития технологий убедительно доказывает, что внедрение промышленных и частных солнечных батарей – шаг в будущее, обеспечивающий более ответственное отношение к невозобновляемым природным ресурсам. Используя излучение Солнца, человечество снижает риск развития энергетического кризиса. И одновременно приближается к технологиям, не зависящим от постоянного наличия большого количества материального топлива.
Как вам статья?
Источник https://svoydom.info/%D1%81%D0%BE%D0%BB%D0%BD%D0%B5%D1%87%D0%BD%D1%8B%D0%B5-%D0%BF%D0%B0%D0%BD%D0%B5%D0%BB%D0%B8/
Источник https://shop-energo.by/solnechnye-ehlektrostancii
Источник https://batteryk.com/promyshlennye-solnechnye-batarei