Типы солнечных батарей — советы экспертов

Не так давно в нашу жизнь вошли альтернативные источники питания. Наиболее распространенными и экологически чистыми считаются солнечные батареи. Их легко можно поставить на крышу и черпать электроэнергию света. Сейчас рассмотрим все особенности и нюансы подобных энергетических установок.

Кремниевые солнечные батареи

Такой тип солнечных панелей отличается в первую очередь своим материалом, который, как можно догадаться из названия, представлен кремнием. Сегодня это самые популярные батареи на рынке. Это связано с тем, что кремний сравнительно легкодоступный материал, он недорогой и при этом обладает хорошими показателями производительности, по сравнению с конкурентными видами солнечных модулей. Производят их не только из кремния, но и в том числе из моно, поликристаллов в также аморфного кремния. В чём разница?

Принцип работы солнечной батареи

Совсем недавно считалось что частный дом обеспечить автономным электричеством невозможно. Но к счастью появились ветряные и дизельные генераторы, а также люди научились добывать солнечную энергию.

Принцип действия солнечной батареи заключается в том, что в 2-х пластинах, выполненных из кремния и покрытых бором и фосфором под воздействием солнечных лучей, появляется электричество. В пластинке окрашенной фосфором происходит зарождение свободных электронов. Нулевые частицы появляются в тех солнечных элементах где есть бром. Под воздействием освещения электроны передвигаются. Так генерируется солнечное электричество. Медные слои, которые прилегают к фотоэлектрической пластине отводят ток и доставляют его потребителю.

То есть происходит генерация электронно-дырочных пар. Электроны, именуемые дырками, частично переходят через p-n переход от одного полупроводника к другому. В результате подобных хождений образуется напряжение. На выводе p слоя образуется плюсовой контакт, а на n создается отрицательный.

Один такой элемент небольших размеров может зажечь 1 лампочку. Но чтобы полностью обеспечить частный дом нужно поставить около 20 -40 крупных модулей.

В итоге всего выше сказанного становится понятно, как работают солнечные батареи. Просто ток вырабатывается за счет действия ультрафиолетового излучения на специальную кремниевую пластину.

Если кто-то не знает, как заряжается солнечная батарея, то по факту никак. Заряжается аккумулятор, подсоединенный к солнечному модулю. Он способен накапливать заряд и отдавать в тот момент, когда солнце будет закрыто тучами или настанет ночь.

Таким образом зная принцип работы можно легко запитать дом солнечными батареями. Причем они могут работать даже в пасмурную погоду. Особенно эффективны в таких условиях аморфные модули. Жаль, что ночью они не способны работать. Хотя если около вашего дома горят уличные фонари, то с них они будут черпать немного тока.

Основные виды и классификация солнечных батарей

Все солнечные батареи, известные в настоящее время, можно классифицировать следующим образом:

• Устройства малой мощности, предназначенные для питания и зарядки небольших приборов – смартфонов, планшетов и т.д. Их можно применять вне стационарных сетей.
• Универсальные батареи. Обеспечивают питание электронных устройств при отсутствии стационарной сети.
• Солнечная батарея (панель). Состоят из набора фотоэлементов, закрепленных на подложке. Получили наиболее широкое распространение и в свою очередь разделяются на отдельные категории.

Классификация и типы солнечных батарей (модулей):

• Фотоэлектрические преобразователи. Конструктивно являются полупроводниковыми устройствами для преобразования солнечной энергии напрямую в электрическую. Несколько элементов, соединенных между собой, становятся солнечной батареей, которая выглядит как панель. Принцип действия заключается в фотоэлектрическом эффекте, когда в неоднородных полупроводниковых структурах под действием солнечного света появляется электрический ток. Электрофизические характеристики полупроводников могут отличаться, что влияет и на эффективность самого преобразователя.
• Гелиоэлектростанции. Представляют собой солнечные установки, работающие от концентрированной энергии солнца, приводящей в движение паровые, газотурбинные и другие агрегаты. Принцип работы основан на использовании обычных линз или вогнутых зеркал, собирающих и концентрирующих солнечные лучи. В фокусе размещается нагревательный элемент, температура которого постепенно увеличивается. Зеркала считаются более эффективными, поскольку дают возможность получить более мощное излучение.
• Солнечные коллекторы. Относятся к низкотемпературным нагревательным установкам, обеспечивающим горячее водоснабжение в автономном режиме. Широко применяются и в других сферах. Мощность каждого устройства полностью зависит от его полезной площади. Они способны нагревать жидкости до температур в диапазоне 100-2000С.

Дополнительная классификация

Существует еще целый ряд признаков, позволяющих классифицировать солнечные батареи. Среди них большое значение имеет расположение атомов кремния в кристаллическом элементе.

В связи с этим, можно выделить следующие типы солнечных батарей:

• Монокристаллические. Для их изготовления применяется кремний высокой чистоты, получаемый промышленным способом. КПД таких батарей составляет 14-17%.
• Поликристаллические. Этот вид солнечных батарей изготавливается из кремниевого расплава, медленно охлаждаемого до нужного состояния. Данный способ значительно дешевле, а полученный кремний приобретает ярко синий цвет. КПД таких элементов ниже, в пределах 10-12%.
• Панели на основе аморфного кремния. Они относятся к категории тонкопленочных, поскольку кремний наносится на основу как очень тонкая пленка и покрывается защитным материалом. Данный метод изготовления считается наиболее дешевым и простым, но эффективность таких изделий ниже, чем в любом кристаллическом варианте. Компоненты панелей постепенно теряют свои качества. КПД находится на уровне 5-6%.

Основные виды солнечных панелей следует рассмотреть более подробно. Зная их параметры и технические характеристики, гораздо легче сделать правильный выбор.

КПД

Эффективность солнечных батарей определяется во многом стадией очистки кремния, который используется в производстве, и ориентацией кристаллов в нем. Эти характеристики и стремятся улучшать разработчики. Ежегодно значение КПД удается увеличивать (в разных видах на неодинаковую величину), благодаря миллиардным инвестициям, вкладываемым в исследования фотогальванических элементов. Тем не менее, эффективность остается недостаточной для массового применения солнечных батарей.

Состав солнечной батареи

То, что в нее входит, можно разделить на две составляющие части:

1. Основа для генерации электрического тока.
2. Дополнительное оборудование, позволяющее получить 220 вольт и подключить нагрузку.

Что входит в солнечную панель?

Разберемся с первым пунктом, который включает в себя следующее:

1. Фотоэлектрические пластины.
2. Удерживающую рамку.
3. Провода.
4. Первичные крепежи.

Чтобы получать ток нужны фото пластины. Они выполняются чаще всего из кремния с примесями фосфора и брома. Эти материалы имеют разную проводимость и между собой их достаточно плотно совмещают. Нужно добиться чтобы в одной пластинке был недостаток электронов, а в другой избыток. Тогда произойдет перемещение и генерация тока. Между двумя пластинами находится еще тонкий слой вещества. Он препятствует движению электронных частиц. Но когда на батареи подается солнечный свет барьер преодолевается.

Рамка или каркас выполняется из профильного алюминия. На краях данные рейки скручиваются болтами. Эта конструкция позволяет надежно зафиксировать фотоэлементы. Внутри рамок они находится на специальной панели. Сверху располагается защитное стекло или прозрачная пластмасса. Ее приклеивают и весь этот пакет герметизируют.

Провода нужны для передачи тока на контроллер. Так же они способны объединять последовательно множество элементов панели.

К рейкам из алюминия могут быть присоединении первичные крепежи. Благодаря им легко выполнять монтаж батарей на крыше.

Так же используют инкапсулянт для солнечных батарей с той целью, чтобы их плотнее зафиксировать. Это клейкое вещество, позволяющее выполнить надежную герметизацию.

Оборудование для солнечных батарей

Мало приобрести скажем 20 штук модулей на крышу, придется еще и прикупить дополнительный инвентарь. В противном случае особого толку от панелей не будет. Чтобы сэкономить можно заказать все из Китая, но есть риск что будет плохое качество.

1. Инвертор для солнечных батарей – служит для преобразования постоянного напряжения в переменное.
2. Аккумулятор – позволяет накапливать электричество для дальнейшего использования.
3. Стабилизатор напряжения – способен держать вольтаж на нужном уровне.
4. Контроллер заряда – обеспечивает стабильно накопление энергии в АКБ.
5. Крепления и крепежи для солнечных батарей – обеспечивают их фиксацию на крыше.
6. Стойка и трекер для солнечных батарей – регулируют направление.
7. Коннекторы для СБ – это специальные замки на конце провода. Служат для лучшей стыковки.

Таким образом, чтобы построить экологически чистый и автономный дом придется раскошелится и приобрести все это дополнительное оборудование.

Типы фотоэлектрических преобразователей

Классифицируют промышленные солнечные панели по их конструкционным особенностям и типу рабочего фотоэлектрического слоя.

Различают такие виды батарей по типу устройства:

• гибкие панели;
• жесткие модули.

Гибкие тонкопленочные панели постепенно занимают всё большую нишу на рынке благодаря своей монтажной универсальности, ведь установить их можно на большинстве поверхностей с разнообразными архитектурными формами.

Реальные характеристики солнечных панелей обычно ниже, чем указанные в инструкции. Поэтому перед их установкой дома желательно самому увидеть похожий реализованный проект

По типу рабочего фотоэлектрического слоя солнечные батареи разделяются на такие разновидности:

1. Кремниевые: монокристаллические, поликристаллические, аморфные.
2. Теллурий-кадмиевые.
3. На основе селенида индия- меди-галлия.
4. Полимерные.
5. Органические.
6. На основе арсенида галлия.
7. Комбинированные и многослойные.

Интерес для широкого потребителя представляют не все типы солнечных панелей, а только лишь первые два кристаллических подвида.

Хотя некоторые другие типы панелей и имеют большие КПД, но из-за высокой стоимости они не получили широкого распространения.

Галерея изображений

Фото из

Массив монокристаллических солнечных фотоэлементов

Солнечная панель на основе поликристаллов кремния

Солнечная панель в виде пленки

Фотогальванические элементы из селенида индия-меди-галлия

Фотоэлемент на основе арсенида галлия

Солнечные панели со слоем теллурида кадмия

Производство органических солнечных панелей

Солнечная батарея из полиэфира

Кремниевые фотоэлектрические элементы довольно чувствительны к нагреву. Базовая температура для измерения электрогенерации составляет 25°C. При её повышении на один градус эффективность панелей снижается на 0,45-0,5%.

Далее будут подробно рассмотрены солнечные панели, которые представляют наибольший потребительский интерес.

Конструкция тонкопленочных панелей

Характерной особенностью таких конструкций является их высокая производительность даже при воздействии рассеянного света. В течение года суммарная мощность этих устройств на 15% превышает кремниевые аналоги. В этом заключаются их явные преимущества.

На определенном этапе, в зависимости от площади, тонкопленочные солнечные батареи начинают преобладать над другими типами модулей. При пасмурной погоде они будут работать значительно эффективнее, так же как и при высокой температуре в жаркую погоду, как и планировал изобретатель. Благодаря физическим свойствам эти изделия часто применяются в декоративной отделке фасадов зданий и в других дизайнерских решениях. Специалисты прогнозируют, что это солнечные батареи будущего.

Важным конструктивным решением является нанесение тонкой пленки на цилиндрические поверхности. В качестве такого цилиндра используется стеклянная трубка, которая после нанесения фотоэлемента помещается внутрь другой трубки. Вторая трубка имеет больший диаметр и к ней подведены электрические контакты.

Благодаря цилиндрическому исполнению, пленочные солнечные батареи поглощают большее количество света, а 40 деталей свободно размещаются на площади 2 м2. Они устойчивы к сильным порывам ветра и могут свободно устанавливаться на крышах.

В настоящее время плёночные конструкции оснащаются различными типами каскадных элементов, обладающих многослойной структурой. Вместо одного, в них имеется несколько р-п переходов, что в значительной степени увеличивает эффективность таких модулей. В результате, электрическая энергия, генерируемая панелями, снижает свою себестоимость в два раза относительно кремниевых элементов. На всей площади плёнки с тремя переходами КПД составляет 31%, а при пяти переходах это значение может достичь 43%.

Благодаря постоянному развитию технологий, тонкопленочные солнечные батареи в ближайшее время станут доступными для большинства населения. Они будут не только дешевыми, но и эффективными.

Сложности

Основной проблемой является очистка кремния, точнее стоимость этого процесса, а также ориентирование кристаллов в пределах панели в одном направлении.

Могут использоваться для изготовления преобразователей полупроводниковых помимо кремния иные элементы — индий, например. Их применение не сказывается на принципе функционирования — он не меняется.

Кремниевые монокристаллические панели

Описание

Их легко узнать при визуальном осмотре. В углах элементов хорошо различимы квадратики белого цвета.

Для самих же пластин характерна поверхность однородного синего цвета. Кремний в этом случае требует высокой очистки. Понятно, что технологический процесс по очистке его отличается дороговизной. Затратным является и процесс, результатом которого является ориентирование кристаллов в одном направлении.

Важно: Характеристики рабочего слоя наибольший КПД обеспечивают лишь в случае, когда лучи падают на панели пол прямым углом.

КПД у них достаточно высокий, но и цена тоже самая большая, в сравнении с другими видами пластин.

Солнечным панелям монокристаллическим большой площади необходимы поворотные устройства. В таком виде они считаются идеальным решением для пустынь. Там их производительность наилучшая.

Работать монокристаллические панели не смогут без дополнительного оборудования, способного поворачивать конструкцию вслед за движущимся солнцем, стараясь, чтобы на лучи падали на пластину максимально близко к прямому углу.

Из выращенного в условиях производства кристалла, имеющего вид цилиндра, вырезаются слои. Вот почему у готовых блоков углы скруглены.

Преимущества

• Высокий КПД – от 17 до 25 процентов;
• Небольшая площадь для установки;
• Период эксплуатации достигает 25 и более лет.

Недостатки

Их немного:

• достаточно высокая цена;
• небыстрая окупаемость;
• поверхности панелей слишком чувствительны к различным загрязнениям. Поскольку свет хуже рассеивается на покрытой пылью панели, то и эффективность ее резко падает;
• необходимость в прямых лучах требует их размещения только на открытых местах и высоко от земли.

Чем область ближе расположена к экватору, тем большее там количество в году солнечных дней. И это вид панелей, использующих энергию солнца, наиболее предпочтительный.

Плёночные солнечные батареи

Плёночные панели — это следующий шаг развития источников питания на солнечной энергии. Шаг, который продиктован в первую очередь необходимостью снижения цен на производство батарей и стремлением к повышению энергоэффективности.

Установка солнечных батарей на крыше

После того как сборка солнечной батареи из набора пластин была выполнена или вы приобрели готовые модули следует произвести их монтаж на крышу.

Установка происходит в 3 этапа:

1. Выбор места.
2. Поднятие их на верх или постановка туда где желаете разместить.
3. Крепление солнечных батарей к поверхности.

Перед монтажом проследите за тем чтобы солнечные батареи не были закрыты деревьями, исходящим из трубы дымом, соседскими домиками, столбами, вышками.

Виды мест для установки солнечных батарей:

1. Крыша.
2. Стены.
3. Территория в несколько квадратных метров земли.
4. Фасады.
5. Балконы.

Зазор между фотоэлементами и кровлей должен составлять 10-15 см. Причина проста, они сильно нагреваются в процессе работы.

Батарею следует устанавливать на юг, юго-восток и юго-запад. Лучше всего поставить элемент питания на следящую за солнцем поверхность. Автомат будет постоянно направлять батарею в сторону солнца.

Угол установки солнечных батарей достаточно варьирует он находится в пределах 15-900. Но здесь все сугубо зависит от местности проживания. Например, в Европейской части России градусная кривая будет от 30-60.

Наклон так же зависит от крыши. Поэтому учитывайте это в расчетах.

На данный момент изготавливается несколько крепежных приспособлений:

1. Свободностоящие – крепятся с помощью дополнительных установок.
2. Наклонные – идеальны для скатных крыш.
3. Встроенные фотоэлектрические панели в шифер или здание. Могут выполнять двоякую функцию. Защищают и дают электричество. То есть черепица батарейка!

Тень от разных объектов может быть причиной падения КПД!

Крепежные материалы изготавливаются из металла часто из алюминия. Встречаются так же из стали и оцинкованного железа.

Пара советов по установке

1. Прежде чем монтировать следует все просчитать. Поставьте на компьютер специальную программу и выполните расчеты в ней.
2. Избегайте не аккуратного обращения с батареями. Они достаточно хрупкие. Чтобы спасти элементы зимой от осадков можно поставить снегозадержатели или рассекатели снега.
3. Не допускайте попадания влаги в АКБ.
4. Следует серьезно отнестись к креплениям конструкции. На их долю выпадает нагрузка не только от солнечных батарей, но и погодных напастей.

Из начально следует установить на крушу специальные крепления профили из алюминия. Они прикрепляются специальными зажимами к шиферу. Установка солнечных батарей может быть выполнена своими руками. Важно помнить, что полюса должны тянуть от себя два провода.

Если нет желания самостоятельно возиться с монтажом энергоустановки, тогда можно заказать это дело под ключ! Благо компаний сейчас хватает. Без проблем они поставят панели на дом, дачу, коттедж или балкон. Причем установка будет выполнена правильно по всем нормам.

Схема установки солнечных батарей для дома

После того как плоский солнечный источник питания будет полностью установлен на черепицу можно приступать к электрификации.

Выделяют два типа соединений элементов тока.

Последовательное соединение солнечных батарей

Это когда батарея идет одна за другой и положительный вывод цепляется к отрицательному.

Параллельное соединение солнечных батарей

Данное соединение так же реализуемо. Лучше всего подсоединить провода последовательно и подать их на преобразователь. Главное в этом деле соблюдать полярность.

Подключение солнечной батареи к аккумулятору схема

Все присоединение выполняется через контроллер. Только через него можно цеплять батареи к АКБ.

Поступивший ток с солнечных батарей переходит в контроллер. Далее обрабатывается и подается на нагрузку в 12 вольт. Часть его из отдельного разъема поступает на клеймы аккумулятора. С АКБ ток идет на инвертор, а после него он поступает в розетку дома. Только после такой сложной процедуры хозяин может подключить имеющиеся у него приборы. Заметьте в двух местах электричество поступает через предохранитель. Это нужно для увеличения уровня безопасности при перегрузках.

Как припаять провод к солнечной батарее?

Чтобы это сделать приготовьте следующее:

1. Олово.
2. Канифоль или кислоту.
3. Паяльник. Если дело происходит на крыше, то лучше, чтобы этот инструмент был переносным. В противном случае придется включать его в удлинитель. А это не совсем удобно.
4. Провод.

Если идет паяние кремниевой пластины следует соблюдать особую осторожность, так как она очень хрупкая.

Нагрейте паяльник и обмакните его в канифоль. Затем возьмите провод и проведите процедуру лужения. То есть нужно вымазать конец оголенного проводка в расплавившейся канифоли и затем прислонить к нему горячий паяльник с припоем. Через некоторое время олово покроет весь конец провода и только после этого его можно припаивать к пластинке. На ее контактах так же должно быть немного припоя.

Кладете провод на контакт и слегка касаетесь паяльником. Через пару секунд произойдет спайка. Все проводок припаян! Так же паяться провода более крупного сечения.

Таким образом приведенные выше схемы для соединения солнечных модулей отлично сработают в загородном доме!

Замена солнечных батарей

После того как модули придут в негодность следует выполнить их замену. Прежде всего сломанную панель следует отсоединить от креплений на крыше. Затем медленными движениями переместить ее вниз. Далее аккуратно приземлить на землю. Желательно чтобы кто-то принял у ее у вас.

Следующее действие — это либо ремонт солнечных батарей, либо утилизация. Обычно их выбрасывают на мусор и перерабатывают как обычные строительные отходы. Но с недавнего времени они стали причисляться к классу электронный мусор.

Если в вашем городе имеется специальный пункт приема, то лучше всего отнести отработанный модуль туда.

Неисправности солнечных батарей

Они могут быть по следующим причинам:

1. Разбита кремниевая пластина. В этом случае придется ее менять.
2. Нарушение контактов между соединением фотоэлементов.
3. Выход из строя диодов.
4. Слабые контакты.
5. Замыкание солнечных модулей вследствие попадания влаги или давления из вне.
6. Запотевание.
7. Плохая пайка элементов.
8. Коррозия проводников.

Если повреждена защитная прозрачная панель, ее следует в срочном порядке починить. Для это возьмите ультрафиолетовое жидкое стекло. При затвердевании оно не меняет оптические характеристики. Подобную работу можно выполнить на крыше не снимаю батарею. Чтобы акрилатный клей затвердел быстрее на него нужно посветить ультрафиолетовой лампой. Проследите за тем чтобы на поверхности перед нанесением не было грязи.

Коррозия лечится токопроводящим клеем. Убираем провода и зачищаем то место где они были прикреплены. После этого обезжирьте поверхность керосином, бензином или ацетоном и нанесите специальный клей. Теперь поврежденный электрод восстановится. Как только клей высохнет нанесите на контакт паяльником припой. Теперь защитите этот место прозрачным термо клеем.

Как проверить солнечную батарею тестером?

Сделайте визуальный осмотр и убедитесь нет ли специфических оттенков или трещин. Теперь можно протестировать данный источник питания мультиметром. Перед проверкой помните, что при замыкании ваша солнечная панель не выйдет из строя. Это значит, что можно измерять как отдельный фотоэлемент, так и все сразу. Тесты лучше всего выполнять при хорошем освещение.

Процедуры, которые нужно выполнить:

1. Сделать расчеты после измерений по формуле P = Voc * Isc * 0.78
2. Когда вольтметр будет в нулевом положении снимите показания с батареи (Voc).
3. Измерьте ток амперметром сделав короткое замыкание (Isc).

Чтобы сделать измерения нужно прибор перевести на нужное напряжение. Регулятор повернуть в левую сторону на показатель 20.

Но если источник питания способен выдавать более 20 вольт, тогда лучше поставить прибор в режим 200. Далее взять щупы и приложить к положительному и отрицательному полюсу солнечной установки. После этого на дисплее появится значение напряжения.

Плёночные батареи на основе теллурида кадмия

• Кадмий — это материал, который обладает высоким уровнем светопоглощения, открытый как материал для солнечных батарей в 70-х годах. На сегодняшний день, этот материал применяется уже не только в космосе, на околоземной орбите, но и активно используется в качестве материала для солнечных панелей обычного, домашнего пользования.

• Самой главной проблемой в использовании такого материала является его ядовитость. Однако исследования говорят о том, что уровень кадмия. который уходит в атмосферу, слишком мал, чтобы наносить вред здоровью человека. Также, несмотря на низкий КПД в районе 10%, стоит единица мощности в таких батареях меньше, чем у аналогов.

Техническое обслуживание солнечных батарей

В действительности все что требуется это их очистка от пыли, листьев, птичьего помета и снятие снежного покрова. Чтобы убрать пыль с панелей достаточно взять обычную тряпку и протереть их. Так же можно убрать загрязнение с помощью водопроводного шланга поливая модули с небольшим напором.

В случае со снегом можно смести его обычным веником. Если у вас всего 2-е панели тогда оденьте варежки и руками сметите аккуратно снег.

Но в том случае если большая крыша и батареи завалены снегом придется соорудите небольшое приспособление. Отыщите тонкую палку и привяжите к ней веник. Этой длинной метелкой попробуйте убрать снег с крыши.

Но это поверхностное обслуживание солнечных батарей, нужно провести еще и техническое. Что это значит? Это означает требуется убедится в работоспособности и нормальном функционирование всех частей конструкции.

Вот что нужно проверить:

1. Все крепящие элементы. Они могут быть в коррозии и слабо установлены. Это приводит к поломке.
2. Изолирующие трубки. Выполняют защиту проводов. Их поломка вызывает повреждение кабеля. Ремонт будет стоить дорого.
3. Выполнить проверку инвертора на наличие перегрева или повреждений. Произвести чистку фильтров.
4. Устранить преграды, мешающие солнечному свету поступать к панелям.
5. Контакт с землей. Слабые контакты, плохое заземление, плохая изоляция понижают эффективность системы.
6. Кремниевые пластинки. Их неисправность может снижать уровень электричества.

Как выбрать солнечную батарею

При выборе СБ для многоквартирного дома, квартиры или дачи, следует обратить внимание на следующие характеристики:

1. Компанию производитель. Самые известные это SunPower, Sanyo, Solar.
2. Знать какую нагрузку они смогут выдержать.
3. Мощность. Чем она выше, тем больше приборов можно прицепить.
4. Размер. Большие элементы могут не поместится на вашей территории.
5. При покупке АКБ для солнечных батарей, следует обратить внимание на емкость.
6. Класс. Считается что батареи типа «А», самые лучшие.
7. В каких климатических условиях способны работать.
8. Материал, из которого изготовлены солнечные элементы. Это может быть моно или поликристаллический кремний.
9. Фотоэлектрические элементы должны быть значительной толщины. Текстурированное стекло на поверхности пластин способно увеличить облучение или эффективность на 15%.

У батарей с монокристаллами долгий срок службы, КПД около 20%. Поли работают чуть меньше.

Не каждый может себе позволить взять нужную батарею поэтому приходится иногда пренебрегать какими-то параметрами. Низкая цена обычно влечет за собой понижение срока работы и низкий КПД.

Стоимость зависит от типа солнечной панели и дополнительного инструментария в ходящего в сборку.

Если вы не прочь приобрести самые дешевые солнечные батареи, то пленочные это самое, то.

Комплект солнечных батарей для дачи обычно содержит следующее:

1. Инвертор. Средняя стоимость около 60 000 тр.
2. 4 солнечные батареи по 1000 ват на поликристаллах стоят порядка 50 000 р.
3. 2 АКБ, желательно гелевые по 100 А/ч каждый. Тянут на 40 000 р.
4. Контроллер. Нужен для автоматизации зарядки и разрядки. На него потребуется еще 15 000 р.

В итоге выходит кругленькая сумма в 165 000 р, которую потянет ни каждый. Данный комплект способен сгенерировать 125 квт/ч. Степень нагрузки 2,8 квт/ч.

В сети есть множество уже готовых решений для дачи и частного дома на 3 квт, 9 квт, 2квт, 1квт.

Так ли экологически чистые солнечные батареи? В США было проведено исследование по итогам которого было установлено что единственный вред, который приносят СБ это выделение кадмия в процессе их изготовления.

Какие солнечные батареи лучше монокристалл или поликристалл

Если в вашем регионе часто наблюдается пасмурная погода то, лучше брать аморфные солнечные батареи. Это самые эффективные элементы для таких мест.

Что же касается поли или моно, то здесь однозначно моно. На это есть ряд причин:

1. Внешне она меньше и выдает больше мощности чем поликристаллическая.
2. Это высокоэффективные солнечные батареи, так как имеют больше КПД и теряют меньше энергии.

Единственное что может оттолкнуть это цена. Монокристаллические дороже на 10%.

Плёночные панели на основе селенида меди-индия

Тип солнечных батарей из таких материалов используют медь, индий, селен, как полупроводник. Кстати, индий — это основной, очень необходимый материал, который используется в производстве жидкокристаллических мониторов. Поэтому, оставляя такой материал для этих целей, часто используют галлий, который замещает индий по своим функциям. КПД здесь выше, чем у батарей из теллурида кадмия — около 20%.

Применение солнечных батарей

Область использования этих света поглощающих установок достаточно обширна.

1. Электроснабжение многоквартирного дома.
2. В качестве переносного источника энергии.
3. Для зарядки АКБ гаджетов.
4. Снабжение устройств по типу калькуляторов солнечной энергией.
5. Запуск разных систем.
6. В космической технике.
7. Для военных целей.
8. В медицине.

Поликристаллические

Описание

Все кремниевые устройства слишком реагируют на перегрев. Температура, рекомендуемая для измерения электрогенерации, составляет 25 градусов. Даже при ее увеличении всего на градус производительность уменьшается на 0,5%.

Поликристаллические конструкции также легко определить визуально, поскольку окрас их неравномерный, что связано с разной ориентированностью кристаллов, обеспечивающей высокое КПД в рассеянном свете. Хотя значение его меньше, чем в панелях однонаправленных, в непогоду наибольшей эффективностью отличаются именно они.

Чистота кремния намного ниже, чем у рассмотренных выше, также допускается присутствие примесей и инородных включений. Это снижает себестоимость. Для этого вида панелей металл просто разливается в формы. Затем, используя специальные приемы, формируют кристаллы, направленность которых контролировать не нужно.

Остывший кремний режут на слои, обрабатывая их по специальному алгоритму.

Эти батареи не нуждаются в непрерывном ориентировании на солнце, следовательно, для их установки пригодны крыши зданий.

Достоинства аморфного кремния в полной мере раскрываются в тени и с наступлением облачных дней и практически незаметны в солнечную погоду.

Не нужны им и поворотные механизмы, поскольку крепятся они стационарно.

Стоит такая разновидность панелей меньше, чем ориентированные. Эффективность их падает на 20% после 20-летнего использования.

Недостатки

Они, понятно, есть:

• Более низкий КПД;
• Необходимо большая площадь для монтажа.

В последние годы, благодаря новым исследованиям и появляющимся технологиям, КПД неуклонно растет и у некоторых панелей достигает 20%.

Срок службы солнечных батарей

По заявлениям многих производителей данные источники питания способны проработать до 25 лет. Но есть модели, которые на данный момент работают до 2-х лет. Но как правило они не получили массового потребления.

Эксплуатационное время чаще всего зависит от технологии изготовления и сторонних воздействий.

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.

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.

Солнечные батареи плюсы и минусы

У каждого вида как было отмечено выше имеются свои достоинства и недостатки. В данном разделе приведем общие показатели.

Плюсы солнечных батарей

1. С территории 10 м2 можно сгенерировать до 1 квт энергии.
2. Способны проработать до 25 лет.
3. Электроэнергия поступает в дом без сбоев и отключений в отличие от традиционного электричества.
4. Не нуждаются в обслуживание. Если только зимой снег убрать. А летом протереть от пыли.
5. Процент поломки очень мал.
6. Дают бесплатную электроэнергию после окупаемости системы.
7. Доступны любому желающему.
8. Практически бесконечная энергия.
9. Экологически чистый вид электричества.
10. Работают без шума.
11. Обширная область использования.
12. Медленный износ.
13. Независимость от энергетиков.

Минусы солнечных батарей

1. Высокая стоимость.
2. Долгая окупаемость.
3. Слабая эффективность. КПД редко превышает 20%.
4. Мощность не высокая.
5. Нельзя запитать приборы с более высокой мощностью чем у самих солнечных батарей.
6. Нужно приобретать много дорогостоящего оборудования.
7. Зависят от времени суток и погодных условий.
8. Могут нагревать атмосферу над батареей.
9. Нужно накапливать энергию.
10. Чтобы получить больше тока придется занять много территории.
11. Производят только постоянное напряжение. Для переменного приходится ставить преобразователь.

Такие вот преимущества и недостатки солнечных батарей!

Что такое концентрационные солнечные модули?

Концентрационные модули помогают более эффективно использовать площадь солнечных панелей, получая экономию площади почти в два раза. Однако такая система осложнена необходимостью инсталляции механического модуля, который бы поворачивал линзы в сторону солнца. Особенно такие установки необходимы в местах, где прямое излучение солнца есть в достатке на протяжении всего года.

Где приобрести солнечные батареи для дома?

На данный момент с этим нет особой нужды заказать их можно в специализированном магазине вашего города. Да возможно там будет дорого, но зато не придется ждать. Если желаете сэкономить тогда отыскать дешевые солнечные батареи можно только в Китае. Например, на Алиэкспресс и других китайских площадках. Там же можно встретить элементы на основе перовскита.

Фотосенсибилизированные батареи

Фотосенсибилизирующий краситель опять-таки помогает оптимизировать приём солнечной энергии, но при этом солнечные панели работающие по этому принципу, скорее напоминают процесс фотосинтеза в природе. Впрочем, пока что это только концептуальная идея, не имеющая воплощения. Кто знает, может пока Вы соберётесь покупать солнечные панели, она уже будут вовсю продаваться на рынке.

Ну что, разобрались какие бывают солнечные батареи? Надеемся, эта статья поможет Вам определиться, какую батарею поставить для дома, но если после прочтения у Вас возникло ещё больше вопросов — милости просим на наш сайт, где Вы найдёте всю информацию про солнечные батареи и источники питания, работающие на солнечной энергии а также про различные виды солнечных панелей.

Солнечные батареи фото

Налог на солнечные батареи в России

На данный момент таких поборов в государстве нет и слава богу. И в будущем надеемся не появится! Особого смысла в них нет, так как тогда единицы будут покупать солнечные панели. В итоге будут большие потери у продавцов.

В действительности что бы сделать якобы бесплатное электричество за счет солнца придется здорово потратится. Приобрести аккумулятор, инвертор, сами батареи, провода и другое оборудование. В деньгах это будет более 100 000 рублей. Об окупаемости здесь говорить особо не приходится.

По идее самих солнечных элементов хватает максимум на 25 лет. Но за это время нужно будет поменять аккумулятор раза 3 точно. А это дополнительный расход. Так же может что-то из электроники выйти.

Ну а каком налоге на солнечные батареи может идти речь? Тогда об окупаемости установки можно вообще забыть.

Наоборот в некоторых странах люди имеющие солнечные электростанции еще и продают электричество государству. Для них это выгодно.

Если человек выстраивает на этом бизнес, тогда конечно налоги он должен платить.

Фильм про солнечные батареи

История солнечных батарей

Солнечные модули в основе которых лежит фотоэлектрический эффект являются тоненькими кремниевыми пластинками. С их помощью легко получить из света нужное напряжение или ток. В современном мире создавать солнечные панели выгодно, на них есть большой спрос. Их используют в радиотехнике, космосе, телефонии, врачебной отрасли, телевидение.

История создания солнечных батарей зародилась в XIX веке. Их научились делать быстро по специальной технологии. Масса исследований со световым излучением заметно ускоряло процесс.

В 1839 году человек по имени Антуан-Сезарр Беккерель показал народу изготовленную из химических элементов световую батарею. Она спокойно производила ток под природным освещением. Ее КПД доходил до 1%. Единица электричества — это крайне мало, поэтому история солнечных батарей продолжилась.

В 1973 году профессиональный исследователь Уиллоуби Смитт в своих опытах наткнулся на селен проявляющий чувствительность к лучам солнца.

1877 году Адамсс и Дэй выявили что селен при взаимодействии с освещением генерирует определенное напряжение.

В 1880 году некто по имени Фриттсс догадался покрыть селен золотом и изготовил первый солнечный модуль с 1% КПД. Он так этому обрадовался, что думал это революционный прорыв! Своим знакомым и друзьям стал рассказывать, что очень скоро эти модули вытеснят традиционные источники энергии.

До 1905 году люди не понимали, как объяснить получение энергии из солнца. Именно в это время великий ученый Альберт Эйнштейн объяснил научному сообществу что такое фотоэффект. Теперь у мира появилась надежда что КПД световых элементов питания.

Когда наступила середина XX века опыты в области транзисторов и диодов дали специалистам нужную информацию.

В 1954 году впервые были созданы кремниевые фотоэлементы. Их появлением мир обязан Кэлу Фуллеру, Гордону Пирсону и Дэррилу Чапину. Этим ученым удалось довести уровень КПД до 4%. Через некоторое время эффективность одной ячейки довели до 15%.

Изначально новые солнечные батареи применили в сельской местности и маленьких городах. Их использовали в телефонии множество десятков лет.

На данный момент СБ не способны на 100% удовлетворить пользователей так как имеют высокую стоимость и долгую окупаемость. Но несмотря на это их с успехом используют для снабжения энергией спутников.

В далекие времена, да и в принципе сейчас АКБ и топливные генераторы обладали габаритной массой. Солнечные батареи весят значительно меньше. Поэтому их выгодно использовать в космосе и авиации.

На данный момент задействовано небольшое количество крупных фотоэлектрических систем. Первым делом ими обеспечивают находящиеся на значительном расстоянии жилые объекты. Чаще в эту местность проблематично провести электричество.

Ежегодно установленные электрические станции генерируют приблизительно 50 мегаватт. На световую энергию приходится лишь 1%.

Исследователи, занимающиеся изучением солнечной энергии, выяснили что излучение от солнца может обеспечить Землю на многие сотни лет энергией.

Короткие ответы на разные вопросы по теме

Вопросы	Ответы
Какое обозначение солнечной батареи на схеме?
Сколько энергии вырабатывает солнечная батарея?	Здесь все зависит от размера модуля, погодных условий, технологии изготовления. Поэтому однозначный ответ дать невозможно. Для примера батарея от компании SilaSolar по цене около 10 000 р на 300 квт может выдавать без нагрузки 44,8 вольт. С нагрузкой 37 V.Характеристики размера:Длина – 1956 мм.Высота – 40 мм.Ширина – 992 мм.
Сколько нужно солнечных батарей для дома 100 кв м?	Здесь нужно считать по ватам. Например, для обычной семьи максимум нужно 4 000 квт энергии в месяц. Но если у вас не так много электроприборов и вы ими пользуетесь не часто, то хватит и 2 000 квт.Теперь считаем к примеру, одна батарея за 10 тр выдает 300 квт. 7 штук дадут нам 2100 квт. И по деньгам это выйдет в 70 000 р.По сути не важно сколько квадратных метров дом, главное обеспечить его полностью солнечной энергией. А если что батареи можно поставить и возле дома.
Сколько нужно солнечных батарей для дома 50 кв м?	Смотрите предыдущий ответ.
Сколько квт дает солнечная батарея 1м2?	В среднем это за 1 час работы солнечный модуль может выдать от 50 до 120 вт.
Сколько нужно солнечных батарей для квартиры?	2 мощных батареи.
Зачем на калькуляторе солнечная батарея?	Она позволяет работать устройству в тот момент, когда его элементы питания сядут. Или их можно вытащить и продолжить работу на солнечной пластине.

Поделитесь в соц.сетях:

Оцените статью: (Пока оценок нет) Загрузка...