0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Как правильно выбрать солнечную батарею для дома

1.1. Солнечные батареи для дома

В первую очередь стоит понимать, что мощность солнечных панелей (измеряется в Ваттах) напрямую влияет на стоимость системы. Таким образом, чем мощнее батарея, тем выше ее стоимость. Помимо стоимости, от мощности батареи зависит и ее размер. К примеру, панель на 200 Вт будет иметь значительно большие размеры, в сравнении со 100 Вт батареей. Габариты батареи также зависят от типа устройства.

При покупке солнечной батареи необходимо определить номинальную мощность, которая требуется для питания всех необходимых электроприборов, а также определиться с местом ее расположения и допустимыми размерами.

Тип применяемых элементов

Основной элемент системы — панель. Для ее создания используют абсолютно чистый кремний, выращенный в определенных условиях либо кремниевый расплав, более низкой чистоты. В зависимости от технологии, выделяют батареи трех типов:

  1. Монокристаллические. Изделиям свойственна однородная структура кристалла, темно-синий или черный цвет поверхности, а также скругленные углы.
  2. Поликристаллические. Внешне отличаются неоднородной окраской (присутствует несколько оттенков синего) и квадратной формой. Структура элементов неоднородная, с примесями и мелкими дефектами.
  3. Аморфные. Их основа — кремневодород, который выделяют под воздействием электрического тока. Толщина слоя на подложке из стекла, металла или полимерной пленки, составляет не более 1 мкм. Главная их особенность — функционирование даже в пасмурную погоду.

Однако, для выработки энергии обязательно применение вспомогательного оборудования:

  • Контроллера аккумуляторного заряда.
  • Инвертора, преобразующего ток в переменный.

И только сбалансированность всех элементов ведет к полноценному функционированию системы и снабжению здания электроэнергией в нужном количестве. А вот сколько энергии будет достаточно, надо рассчитывать, исходя из среднесуточного потребления.

Основные критерии выбора АКБ

При подборе АКБ для автономной солнечной электростанции нужно учитывать 5 параметров:

  • Количество циклов заряда-разряда. От него зависит срок службы батареи – чем больше, тем лучше.
  • Емкость. Она должна быть на 30-35% больше, чем мощность подключенных потребителей. Этот запас необходим по 2 причинам: на случай пасмурной погоды и естественное снижение емкости батареи со временем.
  • Масса и размеры. Одной батареи для питания небольшого дома будет недостаточно – их потребуется 6-8 штук. Поэтому следует определиться с местом установки, так как чем больше емкость АКБ, тем она тяжелее и больше.
  • Обслуживание. Предпочтительнее приобретать необслуживаемые модели.
  • Условия предполагаемого хранения. При подборе по этому параметру следует помнить, что некоторые модификации свинцово-кислотных АКБ теряют заряд при низких температурах.

Виды солнечных батарей

Тем, кому уже приходилось сталкиваться с солнечными батареями, наверняка известно о том, что они бывают кремниевыми и пленочными. Кремниевые модули принято разделять на следующие категории:

  • монокристаллические;
  • поликристаллические;
  • аморфные.
Читать еще:  Строительство дачного туалета собственными руками

Поликристаллические модули изготовлены из кристаллов среднего уровня чистоты. Вначале кремний расплавляют, а потом охлаждают в специальных условиях. Они подходят для применения в зонах низкой солнечной активности. Внешний вид элемента отличается неоднородностью окраски — от темно-синей до голубоватой. Коэффициент полезного действия поликристаллических элементов составляет 12-15%.

Если нужно выбрать систему для частного дома, который находится в умеренных широтах — можно остановиться именно на поликристаллах. Такой вариант будет хорош и для дачи. По стоимости поликристаллы дешевле монокристаллических панелей, но при правильной установке количества энергии, получаемого от них, будет вполне достаточно.

Модули, изготовленные из монокристаллов, имеют ровную темно-синюю или черную окраску. Они более востребованы среди покупателей. При производстве кремнию вначале придают форму цилиндра, а потом нарезают его тонкими пластинками. Этот процесс занимает много времени и считается очень дорогостоящим — отсюда и высокая цена на монокристаллы.

Коэффициент полезного действия таких элементов будет выше, чем у поликристаллов до 20%. Лучше использовать их в климатических зонах с высокой солнечной активностью. Если честно говорить о том, какие лучше выбирать модули — безусловно, монокристаллические. Однако их высокая стоимость часто является препятствием для покупки.

Кроме моно-и поликристаллических элементов существуют батареи, в основе которых находится аморфный кремний. Они примечательны тем, что могут эффективно работать даже в условиях постоянной пасмурной погоды и дождя. Кремний преобразуют с помощью электричества в кремневодород, благодаря чему происходит его оседание на подложку. Получается тонкий слой вещества с высокой степенью проницаемости.

Многие наверняка слышали о таком ноу-хау, как пленочные модули. Их выпускают в виде рулонов, которые можно в любое время свернуть или расстелить, где угодно. Пленочные элементы подходят для установки на большую площадь, а их основу составляет прочная пленка из полимерных материалов. Пока их трудно встретить в широкой продаже, но нет сомнений в том, что скоро они появятся везде.

Советы по выбору

Чтобы правильно выбрать солнечную панель, необходимо учесть множество факторов. Для начала следует определиться с типом батареи, а они бывают:

  1. Монокристаллические – наиболее эффективны в регионах, где солнечная активность выше.
  2. Поликристаллические – рекомендуется их использовать там, где активность Солнца не слишком высока.
  3. Гибкие – панель изготавливается их аморфного кремния и предназначается для закрепления на покатых, неровных поверхностях, например, крышах домов. Такой тип исполнения отличный вариант для регионов, где солнечные дни большая редкость. Эта разновидность самая дешевая и ее рекомендуется использовать для дачи.
  4. Солнечная батарея из микроморфного кремния – универсальная разновидность, которая одинаково эффективно работает в пасмурную и ясную погоду, не требовательна к углу наклона. Эта последняя разработка, соответственно и стоимость ее выше, чем предыдущих разновидностей.

Панель для эффективной работы должна иметь оптимальный угол наклона, чтобы улавливать солнечную энергию. Считается, что оптимальным показателем тут является угол на 15º больше географической широты. Но это рассчитать не каждый может, поэтому выбор оптимального положения осуществляется вручную, путем наблюдения за зарядкой аккумуляторов.

Читать еще:  Сарай-мастерская с погребом на даче

Выбор солнечной батареи по мощности необходимо осуществлять, исходя из потребностей в альтернативном электрическом питании. Условно это понятие можно разделить на 4 режима:

  1. Аварийное электроснабжение – необходимо обсчитывать совокупную мощность приборов, которые нужны, если отключат электроснабжение. Зачастую это 4–5 кВт/ч. Обычно такой режим делается для отопления и резервного освещения.
  2. Базовое электроснабжение – это практически полное замещение электрической энергии солнечной. Тут, чтобы правильно выбрать характеристики, нужно рассчитать суточное потребление. Необходимо учесть также среднемесячные показатели.
  3. Умеренный режим или комфортный. Когда на альтернативный источник электроэнергии садится только часть приборов. Зачастую это телевизор, чайник, вытяжка. Реже СВЧ-печи, электрические панели, духовые шкафы или холодильники.
  4. Режим полной замены электричества. Тут помимо расчетов, главное, подобрать оборудование, которое будет успевать аккумулировать необходимое количеств энергии.

Собственно выбор солнечной батареи сводится к определению необходимой ее площади при определенных потребностях в снабжении электроэнергией. Другими словами – это способность заряжать аккумуляторы. Солнечная батарея, ее мощность напрямую зависит от площади поверхности, например:

  • Батарея размером 290×350×25 обладает мощностью – 20Вт;
  • 475×513×25 – 30Вт;
  • 470×676×25 – 40Вт;
  • 1650×991×35 – 280Вт.

Существует большое количество размеров солнечных батарей, что значительно упрощает их выбор. Это также определяет большое разнообразие устройств по мощности.

На видео ниже предоставлена технология расчета мощности системы. Рекомендуем просмотреть ролик, т.к. он поможет определиться с выбором:

Внимание! Следует учесть, что выбрать солнечную панель не достаточно, необходимо подобрать соответствующие потребностям энергоснабжения аккумуляторы. Именно они обеспечивают автономность, поэтому заряда их должно хватать на ночь и на время непогоды, когда эффективность панелей сильно снижается. Из нескольких АКБ собираются специальные блоки.

Принцип работы солнечной батареи

Каким образом можно генерировать энергию через солнечные батареи? Солнечные панели состоят и пластин, которые покрыты бором и фосфором. Когда на них попадает солнечный свет, пластина накаливается и начинает вырабатывать ток. В этом случае с помощью брома создаются нулевые частицы, а с помощью фосфора – свободные электроны, под действием медных слоев они передвигаются и генерируют электричество, в первую очередь солнечное. Это основной принцип действия солнечных панелей.

Еще одной особенностью получения тока от солнечных батарей является выработка постоянного напряжения, которое недостаточно по своей мощности для обслуживания электроприборов в доме. Поэтому обязательным условием является установка и подключение инвертора, который перерабатывает солнечный ток в постоянный с мощностью 220 В. А если вы приобретете еще и генератор, то он способен накапливать в дневное время получаемую энергию от батарей и использовать ее ночью, когда нет солнечного света. Это позволяет осуществить бесперебойную работу.

Панели из аморфного кремния

Описание

Механизм их изготовления совершенно иной, чем у кристаллических фотоэлементов. Для них используется гидрид вместо чистого кремния. Его нагревают до парообразного состояния. Когда пары достигают подложки, они осаждаются на ней. Затраты на изготовления снижаются, а кристаллы не образуются (в понимании классическом).

Полученные фотоэлементы в основе имеют полимерную подложку гибкую либо жесткий стеклянный лист.

Разработано уже 3 поколения таких панелей, анализ характеристик которых дает право говорить о растущем КПД. Первые образцы отличались эффективностью, едва достигавшей 5%, у второго поколения это значение достигало 9, а у последних разработок это уже 12%. Их уже можно встретить в продаже, но цена на них пока остается высокой.

Читать еще:  Как выбрать спиннинг?

Благодаря особой структуре, подобные солнечные панели максимально поглощают энергию в слабом рассеянном свете, поэтому успешно применяются они в районах севера, где мало солнца и имеются огромные свободные площади.

Важно: на эффективности работы таких батарей не сказывается повышение температуры, хотя в сравнении с панелями на основе арсенида галлия, она ниже.

Преимущества

  • гибкая основа, упрощающая монтаж и расширяющая область использования;
  • в рассеянном свет высокий КПД;
  • стабильность при высокой температуре;
  • устойчивость к повреждениям механического характера;
  • независимость от загрязнений.

При правильной эксплуатации они служат не менее 20 лет, за которые падение мощности составляет 15-20.

Недостатки

Единственным минусом считается потребность в большой площади.

Помимо кремниевых, производятся панели, в основе которых лежат редкие, значит, дорогостоящие металлы. КПД подобных конструкций превышает 30%, а цена в разы выше стоимости кремниевых. И, несмотря на это, свою нишу на рынке они успели занять.

Этапы установки солнечных батарей

После того, как вы заготовили все необходимое для домашней электростанции, подобрали место и составили схему расположения панелей, переходите непосредственно к установке. Для этого:

  • Соберите каркас – для этого подойдут любые прочные материалы (сталь, алюминий или дерево). Желательно использовать долговечные варианты, так как электростанция прослужит вам не один год. Рис. 9: Соберите каркас

В зависимости от места установки их можно изготавливать и собирать отдельно от монтажной площадки, но размеры должны учитывать габариты панелей заранее. Между крышей и батареей обязательно оставляйте воздушный зазор для вентиляции.

  • Если модули в панелях не спаяны между собой, обязательно произведите данную процедуру. Выполняйте ее крайне аккуратно, так как хрупкие детали можно легко повредить. Рис. 10: спаяйте модули

Если вы приобрели готовые панели, в которых ничего спаивать не нужно, сразу переходите к монтажу.

  • Установка готовых солнечных батарей не требует дополнительных манипуляций – главное надежно зафиксировать их на каркасе. Рис. 11: установите панели

Если вы собираете их из модулей, изготовьте основание из диэлектрического материала с отверстиями для вентиляции, установите клеевую основу и закройте герметичной прозрачной крышкой.

  • Припаяйте соединительные провода – панели между собой могут соединяться как последовательно, так и параллельно, но главное, не забудьте установить запирающий диод в цепь питания каждой из них. Это предотвратит обратный разряд аккумулятора в цепь модуля после захода солнца.
  • Подключите солнечную батарею к остальным элементам домашней электростанции.

Следует отметить, что положение солнца летом и зимой кардинально отличается, поэтому весьма эффективно выполнять регулировку угла наклона. Для этого можно предусмотреть соответствующий подвижный механизм в каркасе или опорном кронштейне.

Ссылка на основную публикацию
Статьи c упоминанием слов:
Adblock
detector