Выбор солнечных батарей для частных домов

С каждым годом увеличивается процент использования электроэнергии от альтернативных источников. Энергия ветра и солнца трансформируется человеком на протяжении десятилетий. Для этой цели применяются ветровые генераторы и солнечные батареи.

В последние годы себестоимость таких устройств значительно снизилась, что позволило расширить сферу применения таких устройств и использовать их для подключения электричества к частному дому.

Ветровые генераторы имеют существенные ограничения на установку в населённых пунктах, поэтому для частного использования более подходят солнечные батареи. Область применения этих элементов многообразна.

Если устанавливается система с мощными аккумуляторами, то даже в пасмурные дни, запасённого в элементах батареи тока, достаточно для обеспечения частного дома электричеством. Преимущество таких установок заключается в их полной автономности.

В том случае, когда нет возможности подключить дом к сети переменного тока напряжением 220 вольт, использование солнечных батарей является достойной альтернативой.

Если дом подключён к электрической сети, то использование элементов, трансформирующих солнечную энергию в электрический ток, позволяет экономить значительные денежные средства, за счёт уменьшения оплаты коммунальных услуг. Недостатки солнечных батарей заключаются в их высокой стоимости, а также в довольно больших габаритах.

Солнечные батареи

Принцип работы

Электрический ток в солнечной батарее образуется между двумя кремниевыми пластинами. Эти пластины покрыты различными веществами и при освещении их солнечным светом пластина, покрытая фосфором, генерирует свободные электроны, которые по тонким медным проводам отводятся от элемента и направляются к потребителю.

Кремниевые солнечные батареи, в свою очередь, подразделяются на несколько типов:

Монокристаллические

Этот тип солнечных элементов имеет однотипную поверхность чёрного цвета. Внутренний элемент состоит из цилиндрического слитка кремния, который обрезается по всем сторонам, чтобы увеличить поглощение ультрафиолетового излучения.

Благодаря такой внутренней форме достигается высокий КПД таких устройств, что позволяет значительно снизить габаритные размеры элемента при заданной мощности. Достоинства монокристаллических панелей заключается в их высоком эксплуатационном сроке, который при должном уходе и соблюдением правил эксплуатации прослужит более 25 лет.

Существенным недостатком этого типа солнечных батарей, является их высокая стоимость, а также влияние загрязнения поверхности или его затенения в одном секторе на общую производительность такого устройства.

Монокристаллические

Поликристаллические

Устройства данного типа являются более распространёнными и применяются как источники альтернативной энергии со второй половины 20 века. Производство поликристаллических батарей состоит из 2 этапов.

На первом этапе происходит расплавление кремния. На втором этапе расплав выливается в специальные формы квадратной формы. Таким образом, изготавливаются поликристаллические кремниевые элементы.

Достоинства таких устройств в том, что на стадии производства сокращается количество брака, этот факт положительно отражается на стоимости солнечных батарей.

Недостатками поликристаллических элементов является их неустойчивость к воздействию высоких температур. По производительности данные устройства уступают монокристаллическим моделям. КПД поликристаллических батарей составляет не более 18 %. Для установки элементов этого типа требуется использовать открытый участок большей площади.

Поликристаллические

Тонкоплёночные панели

Этот тип солнечных панелей отличается невероятной гибкостью. Производство такого элемента происходит путём вакуумного напыления фотоэлектрического материала. Производительность таких устройств зависит от чистоты технологического процесса при производстве батарей.

Достоинствами таких элементов является относительно низкая стоимость, гибкость элементов, батареи хорошо переносят чрезмерное нагревание корпуса.

К недостаткам тонкоплёночных батарей можно отнести необходимость в большой площади размещения панелей, срок эксплуатации таких элементов значительно ниже чем у кристаллических панелей, а основная сфера применения таких устройств заключается в использовании их в различных малогабаритны электронных приборах.

Тонкоплёночные панели

Выбор солнечной батареи

В первую очередь следует определиться с типом используемых кристаллов в электрическом элементе. Если есть возможность приобрести монокристаллические приборы, то это будет самым оптимальным вариантом, при достаточно высокой цене такие батареи прослужат очень долго и для их монтажа не потребуется слишком большой открытой площадки.

Затем следует определиться с местом установки солнечных элементов. Для крепления солнечных батарей часто используются крыши домов. Располагаться панель должна с южной стороны, чтобы получать наибольшее количество энергии даже в короткий зимний день.

Электрические солнечные батареи являются дорогостоящими устройствами, поэтому намного выгоднее приобрести монокристаллическую панель известной фирмы производителя, которая даёт многолетнюю гарантию на свою продукцию, чем купить дешёвую батарею низкого качества, которая не сможет обеспечить стабильную выработку электричества из солнечной энергии.

Солнечные батареи

Делаем расчёты

Прежде чем приобрести батареи для частного дома, необходимо правильно рассчитать мощность приборов.

Расчёт производится по определённой формуле, в которую необходимо ввести значения и коэффициенты:

Pсп=Eп*k* Pинс / Eинс

где Рсп — мощность солнечных батарей в Вт:

Еп — потребляемая энергия, Втч в сутки;

Eинс — среднемесячная инсоляция (из таблицы) кВтч/м2/день;

Pинс – мощность инсоляции на земной поверхности на одном квадратном метре (1000Вт/м2);

k – коэффициент потерь на заряд – разряд аккумуляторов, среднее значение этого показателя 1,2-1,4.

Большое значение на объём произведённой энергии имеет количество солнечных дней в году, а также регион, в котором будет эксплуатироваться данное оборудование. Зная номинальную мощность каждой панели, можно рассчитать количество произведённой энергии в определённый месяц года.

Количество элементов, которое необходимо установить для обеспечения домовладения электричеством тоже рассчитать не трудно. Достаточно знать мощность приборов и устройств, которые могут быть одновременно подключены от альтернативной электрической сети.

Домашние потребители электроэнергии работают от сети переменного тока напряжением 220 В, электрические панели генерируют постоянный ток невысокого напряжения. Для трансформации тока необходимо установить инвертор, который по мощности будет равен суммарной мощности потребителей энергии.

Также в системе должен присутствовать аккумулятор, который будет накапливать электрический ток в период, когда нагрузка на сеть минимальна, а батареи производят достаточное количество энергии.
Угол наклона устройства влияет на производительность электроэнергии.

Устройство вырабатывает электрический ток на максимальном уровне только в том случае, если корпус батареи находится в строго перпендикулярном положении относительно падающего на него солнечного света. Идеальная реализация стационарного крепления в этом случае невозможна по причине значительно изменения положения солнца в зависимости от времени года.

Для максимальной отдачи мощности в зимнее время требуется установить модули под углом 70 градусов. В летнее время угол наклона должен составлять 30 градусов. При стационарном размещении батарей следует выбирать среднее значение угла наклона в 50 градусов.

Установка солнечных батарей

Для установки устройств необходимо подготовить участок равный по площади элементам. Конструкция может быть установлена несколькими способами:

  1. Под углом на крыше дома.
  2. В горизонтальном положении на плоской крыше.
  3. Отдельно стоящей конструкцией.

Процесс установки модуля осуществляется в такой последовательности:

  1. Для закрепления панелей необходим каркас из металлического уголка размером 50 * 50 мм. Каркас необходимого размера изготавливается с применением резьбовых соединений диаметром 6 и 8 мм.
  2. На крыше дома конструкция крепится с помощью шпилек диаметром 12 мм.
  3. В каркасе с помощью дрели делаются отверстия для установки панелей.
  4. С помощью шурупов приборы надёжно фиксируются в закреплённом каркасе.

В процессе установки панелей следует придерживаться правил, чтобы получить максимальную отдачу от применения элементов:

  1. Элементы следует устанавливать таким образом, чтобы на них не попадала тень от объектов расположенных поблизости.
  2. Панель устанавливается только с солнечной стороны здания при монтаже элемента к стене дома.
  3. Оптимальный вариант установки элементов — это монтаж конструкции под углом к солнцу, который должен быть равен широте данной местности. Дополнительное увеличение мощности устройства достигается путём корректировки угла наклона. Разница углов установки панелей может быть отрегулирована.
  4. Монтаж элементов должен быть осуществлён таким образом, чтобы к ним был свободный доступ для очищения поверхности от загрязнений.
  5. Если система устанавливается в качестве основного источника электроэнергии, то обязательна установка мощных аккумуляторов, которые будут отдавать электричество в систему в ночное время и в пасмурные дни.
  6. Система элементов может быть использована в качестве резервного источника во время отсутствия тока или неудовлетворительного его качества, электрическая система дома может быть переведена в альтернативный режим.
Схема
Система отопления с применением солнечных батарей

Вопрос цены

Стоимость устройства зависит от типа элемента, который производит трансформацию солнечной энергии в электрическую.

Кроме этого на цене продукта может существенно отражаться качество сборки и популярность бренда.
Ориентировочно солнечные панели можно приобрести по следующей цене:

  1. Монокристаллические модели можно приобрести от 12 000 рублей за панель, самые дешёвые в данной категории товаров будут изделия, произведённые в Китае.
  2. Цена поликристаллические панели начинается от 9 000 рублей.

Блиц-советы

  1. Устанавливать устройства следует в таком месте, чтобы максимально исключить вероятность падения их на людей, например, в результате сильного ветра.
  2. Не рекомендуется устанавливать панели самостоятельно.
  3. Приобретать панели следует только в тех торговых организациях, где могут предоставить гарантию на это оборудование.

0,00, (оценок: 0)
Загрузка...
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий