Солнечная батарея устройство: Солнечные батареи: все про альтернативный источник энергии — solar-energ.ru. Принцип работы солнечной батареи для дома: устройство, схема, эффективность

Содержание

Принцип работы солнечной батареи: как устроена панель

Эффективное преобразование бесплатных лучей солнца в энергию, которую можно использовать для электроснабжения жилья и иных объектов, – заветная мечта многих апологетов зеленой энергетики.

Но принцип работы солнечной батареи, и ее КПД таковы, что о высокой эффективности таких систем пока говорить не приходится. Было бы неплохо обзавестись собственным дополнительным источником электроэнергии. Не так ли? Тем более что уже сегодня и в России с помощью гелиопанелей “дармовой” электроэнергией успешно снабжается немалое количество частных домохозяйств. Вы все еще не знаете с чего начать?

Ниже мы расскажем вам об устройстве и принципах работы солнечной панели, вы узнаете, от чего зависит эффективность гелиосистемы. А размещенные в статье видеоролики помогут собственноручно собрать солнечную панель из фотоэлементов.

Содержание статьи:

Солнечные батареи: терминология

В тематике «солнечной энергетики» достаточно много нюансов и путаницы. Часто новичкам разобраться во всех незнакомых терминах поначалу бывает трудно. Но без этого заниматься гелиоэнергетикой, приобретая себе оборудование для генерации “солнечного” тока, неразумно.

По незнанию можно не только выбрать неподходящую панель, но и попросту сжечь ее при подключении либо извлечь из нее слишком незначительный объем энергии.

Галерея изображений

Фото из

Установка из солнечных панелей позволяет рационально использовать бесплатную, к тому же неисчерпаемую энергию солнечных лучей

Миниатюрные электростанции, собранные из солнечных батарей, обеспечат энергией неэлектрифицированные объекты и дома, расположенные в регионах с перебоями в поставке электричества

Установки, перерабатывающие УФ излучение в электроэнергию, занимают минимум места. их располагают на крышах домов, хозпостроек, гаражей, беседок, веранд. Реже их располагают на открытых, не занятых постройками и насаждениями площадках

Солнечные батареи — незаменимое оборудование для любителей путешествий. Оно обеспечит энергией вдали от источников электропитания

Использование солнечной энергии предоставит возможность существенно сократить затраты на содержание дач и загородных домов. собрать и установить экономически полезную систему без затруднений можно собственными руками

Расположенные на корме яхты, палубе корабля или носу катера солнечные батареи обеспечат электроэнергией, благодаря которой можно поддерживать стабильную связь с берегом

Портативная солнечная панель с аккумулятором исключит возникновение экстремальных ситуаций вдали от населенных пунктов, гарантирует зарядку мобильных устройств для общения с близкими

Выпускаемые специально для походов легкие компактные зарядные устройства на основе солнечных батарей обеспечат энергией телефоны, рации, планшеты и медиа-технику

Рациональное использование природных ресурсов

Обеспечение энергией неэлектрифицированных объектов

Монтаж солнечных панелей на крыше

Мобильная солнечная батарея в кемпинге

Самостоятельный монтаж на дачном участке

Генератор энергии в морских прогулках

Портативная солнечная панель с аккумулятором

Занимающий минимум места прибор

Вначале следует разобраться в существующих разновидностях оборудования для гелиоэнергетики. Солнечные батареи и солнечные коллекторы – это два принципиально разных устройства. Оба они преобразуют энергию лучей солнца.

Однако в первом случае на выходе потребитель получает энергию электрическую, а во втором тепловую в виде нагретого теплоносителя, т.е. солнечные панели используют для .

Солнечная батареяСолнечная батарея

Максимум отдачи от солнечной панели можно будет получить, только зная, как она работает, из каких компонентов и узлов состоит и как все это правильно подключается

Второй нюанс – это понятие самого термина «солнечная батарея». Обычно под словом «батарея» понимается некое аккумулирующее электроэнергию устройство. Либо на ум приходит банальный отопительный радиатор. Однако в случае с гелиобатареями ситуация кардинально иная. Они ничего в себе не накапливают.

Принцип работы солнечной батареиПринцип работы солнечной батареи

Солнечной панелью генерируется постоянный электроток. Чтобы преобразовать его в переменный (используемый в быту), в схеме должен присутствовать инвертор

Солнечные батареи предназначены исключительно для генерации электрического тока. Он, в свою очередь, накапливается для снабжения дома электричеством ночью, когда солнце опускается за горизонт, уже в присутствующих дополнительно в схеме энергообеспечения объекта аккумуляторах.

Батарея здесь подразумевается в контексте некой совокупности однотипных компонентов, собранных в нечто единое целое. Фактически это просто панель из нескольких одинаковых фотоэлементов.

Внутреннее устройство гелиобатареи

Постепенно солнечные батареи становятся все дешевле и эффективней. Сейчас они применяются для подзарядки аккумуляторов в уличных фонарях, смартфонах, электроавтомобилях, частных домах и на спутниках в космосе. Из них стали даже строить полноценные солнечные электростанции (СЭС) с большими объемами генерации.

Солнечная батареяСолнечная батарея

Гелиобатарея состоит из множества фотоэлементов (фотоэлектрических преобразователей ФЭП), преобразующих энергию фотонов с солнца в электроэнергию

Каждая солнечная батарея устроена как блок из энного количества модулей, которые объединяют в себе последовательно соединенные полупроводниковые фотоэлементы. Чтобы понять принципы функционирования такой батареи, необходимо разобраться в работе этого конечного звена в устройстве гелиопанели, созданного на базе полупроводников.

Виды кристаллов фотоэлементов

Вариантов ФЭП из разных химических элементов существует огромное количество. Однако большая их часть – это разработки на начальных стадиях. В промышленных масштабах сейчас выпускаются пока что только панели из фотоэлементов на основе кремния.

Виды солнечных батарейВиды солнечных батарей

Кремниевые полупроводники используются при изготовлении солнечных батарей из-за своей дешевизны, особо высоким КПД они похвастаться не могут

Обычный фотоэлемент в гелиопанели – это тонкая пластина из двух слоев кремния, каждый из которых имеет свои физические свойства. Это классический полупроводниковый p-n-переход с электронно-дырочными парами.

При попадании на ФЭП фотонов между этими слоями полупроводника из-за неоднородности кристалла образуется вентильная фото-ЭДС, в результате чего возникает разность потенциалов и ток электронов.

Кремниевые пластины фотоэлементов различаются по технологии изготовления на:

  1. Монокристаллические.
  2. Поликристаллические.

Первые имеют более высокий КПД, но и себестоимость их производства выше, нежели у вторых. Внешне один вариант от другого на солнечной панели можно различить по форме.

Галерея изображений

Фото из

Гелио-электростанция на загородном участке

Солнечные монокристаллические батареи

Внешний вид солнечных батарей на монокристаллах

Монокристаллическая единица солнечной батареи

Поставка готовой к монтажу солнечной батареи

Поликристаллический фотоэлемент для солнечной батареи

Гелио-батарея из поликристаллических фотоэлементов

Изготовление солнечной батареи своими руками

У монокристаллических ФЭП однородная структура, они выполняются в виде квадратов со срезанными углами. В отличие от них поликристаллические элементы имеют строго квадратную форму.

Поликристаллы получаются в результате постепенного охлаждения расплавленного кремния. Метод этот предельно прост, поэтому такие фотоэлементы и стоит недорого.

Но производительность в плане выработки электроэнергии из солнечных лучей у них редко превышает 15%. Связано это с “нечистотой” получаемых кремниевых пластин и внутренней их структурой. Здесь чем чище p-слой кремния, тем более высокий выходит КПД у ФЭП из него.

Чистота монокристаллов в этом отношении гораздо выше, нежели у поликристаллических аналогов. Их делают не из расплавленного, а из искусственно выращенного цельного кристалла кремния. Коэффициент фотоэлектрического преобразования у таких ФЭП уже достигает 20-22%.

Устройство солнечной батареиУстройство солнечной батареи

В общий модуль отдельные фотоэлементы собираются на алюминиевой раме, а для защиты их сверху закрывают прочным стеклом, которое нисколько не препятствует солнечным лучам

Обращенный к солнцу верхний слой пластинки-фотоэлемента делается из того же кремния, но уже с добавлением фосфора. Именно последний будет источником избыточных электронов в системе p-n-перехода.

Настоящим прорывов в области использования солнечной энергии стала разработка гибких панелей с аморфным фотоэлектрическим кремнием:

Галерея изображений

Фото из

Гибкий вариант солнечной батареи

Наклейка гибкого фотоэлемента на жалюзи

Зарядка для мобильников на гибкой батарее

Устойчивая к механическим воздействиям панель

Принцип работы солнечной панели

При падении солнечных лучей на фотоэлемент в нем генерируются неравновесные электронно-дырочные пары. Избыточные электроны и «дырки» частично переносятся через p-n-переход из одного слоя полупроводника в другой.

В итоге во внешней цепи появляется напряжение. При этом на контакте p-слоя формируется положительный полюс источника тока, а на n-слоя – отрицательный.

Работа фотоэлектрического преобразователяРабота фотоэлектрического преобразователя

Разность потенциалов (напряжение) между контактами фотоэлемента появляется из-за изменения числа «дырок» и электронов с разных сторон p-n-перехода в результате облучения n-слоя солнечными лучами

Подключенные к внешней нагрузке в виде аккумулятора фотоэлементы образуют с ним замкнутый круг. В результате солнечная панель работает, как своеобразное колесо, по которому вместе белки “бегают” электроны. А аккумуляторная батарея при этом постепенно набирает заряд.

Стандартные кремниевые фотоэлектрические преобразователи являются однопереходными элементами. Переток в них электронов происходит только через один p-n-переход с ограниченной по энергетике фотонов зоной этого перехода.

То есть каждый такой фотоэлемент способен генерировать электроэнергию только от узкого спектра солнечного излучения. Вся остальная энергия пропадает впустую. Поэтому-то и эффективность у ФЭП так низка.

Чтобы повысить КПД солнечных батарей, кремниевые полупроводниковые элементы для них в последнее время стали делать многопереходными (каскадными). В новых ФЭП переходов уже несколько. Причем каждый из них в этом каскаде рассчитан на свой спектр солнечных лучей.

Суммарная эффективность преобразования фотонов в электроток у таких фотоэлементов в итоге возрастает. Но и цена их значительно выше. Здесь либо простота изготовления с невысокой себестоимостью и низким КПД, либо более высокая отдача вкупе с высокой стоимостью.

Работа солнечной батареиРабота солнечной батареи

Солнечная батарея может работать как летом, так и зимой (ей нужен свет, а не тепло) – чем меньше облачность и ярче светит солнце, тем больше гелиопанель сгенерирует электрического тока

При работе фотоэлемент и вся батарея постепенно греется. Вся та энергия, что не пошла на генерацию электротока, трансформируется в тепло. Часто температура на поверхности гелиопанели поднимается до 50–55 °С. Но чем она выше, тем менее эффективно работает фотогальванический элемент.

В итоге одна и та же модель солнечной батареи в жару генерирует тока меньше, нежели в мороз. Максимум КПД фотоэлементы показывают в ясный зимний день. Тут сказываются два фактора – много солнца и естественное охлаждение.

При этом если на панель будет падать снег, то электроэнергию она генерировать все равно продолжит. Более того, снежинки даже не успеют на ней особо полежать, растаяв от тепла нагретых фотоэлементов.

Эффективность батарей гелиосистемы

Один фотоэлемент даже в полдень при ясной погоде выдает совсем немного электроэнергии, достаточной разве что для работы светодиодного фонарика.

Чтобы повысить выходную мощность, несколько ФЭП объединяют по параллельной схеме для увеличения постоянного напряжения и по последовательной для повышения силы тока.

Эффективность солнечных панелей зависит от:

  • температуры воздуха и самой батареи;
  • правильности подбора сопротивления нагрузки;
  • угла падения солнечных лучей;
  • наличия/отсутствия антибликового покрытия;
  • мощности светового потока.

Чем ниже температура на улице, тем эффективней работают фотоэлементы и гелиобатарея в целом. Здесь все просто. А вот с расчетом нагрузки ситуация сложнее. Ее следует подбирать исходя из выдаваемого панелью тока. Но его величина меняется в зависимости от погодных факторов.

Параллельное и последовательное подсоединениеПараллельное и последовательное подсоединение

Гелиопанели выпускаются с расчетом на выходное напряжение, кратное 12 В – если на аккумулятор надо подать 24 В, то две панели к нему придется подсоединить параллельно

Постоянно отслеживать параметры солнечной батареи и вручную корректировать ее работу проблематично. Для этого лучше воспользоваться , который в автоматическом режиме сам подстраивает настройки гелиопанели, чтобы добиться от нее максимальной производительности и оптимальных режимов работы.

Идеальный угол падения лучей солнца на гелиобатарею – прямой. Однако при отклонении в пределах 30-ти градусов от перпендикуляра эффективность панели падает всего в районе 5%. Но при дальнейшем увеличении этого угла все большая доля солнечного излучения будет отражаться, уменьшая тем самым КПД ФЭП.

Если от батареи требуется, чтобы она максимум энергии выдавала летом, то ее следует сориентировать перпендикулярно к среднему положению Солнца, которое оно занимает в дни равноденствия по весне и осени.

Для московского региона – это приблизительно 40–45 градусов к горизонту. Если максимум нужен зимой, то панель надо ставить в более вертикальном положении.

И еще один момент – пыль и грязь сильно снижают производительность фотоэлементов. Фотоны сквозь такую “грязную” преграду просто не доходят до них, а значит и преобразовывать в электроэнергию нечего. Панели необходимо регулярно мыть либо ставить так, чтобы пыль смывалась дождем самостоятельно.

Некоторые солнечные батареи имеют встроенные линзы для концентрирования излучения на ФЭП. При ясной погоде это приводит к повышению КПД. Однако при сильной облачности эти линзы приносят только вред.

Если обычная панель в такой ситуации будет продолжать генерировать ток пусть и в меньших объемах, то линзовая модель работать прекратит практически полностью.

Солнце батарею из фотоэлементов в идеале должно освещать равномерно. Если один из ее участков оказывается затемненным, то неосвещенные ФЭП превращаются в паразитную нагрузку. Они не только в подобной ситуации не генерируют энергию, но еще и забирают ее у работающих элементов.

Панели устанавливать надо так, чтобы на пути солнечных лучей не оказалось деревьев, зданий и иных преград.

Схема электропитания дома от солнца

Система солнечного электроснабжения включает:

  1. Гелиопанели.
  2. Контроллер.
  3. .
  4. Инвертор (трансформатор).

Контроллер в этой схеме защищает как солнечные батареи, так и АКБ. С одной стороны он препятствует протеканию обратных токов по ночам и в пасмурную погоду, а с другой – защищает аккумуляторы от чрезмерного заряда/разряда.

Аккумуляторы для гелиопанелейАккумуляторы для гелиопанелей

Аккумуляторные батареи для гелиопанелей следует подбирать одинаковые по возрасту и емкости, иначе зарядка/разрядка будут происходить неравномерно, что приведет к резкому снижению срока их службы

Для трансформации постоянного тока на 12, 24 либо 48 Вольта в переменный 220-вольтовый нужен . Автомобильные аккумуляторы применять в такой схеме не рекомендуется из-за их неспособности выдерживать частые перезарядки. Лучше всего потратиться и приобрести специальные гелиевые AGM либо заливные OPzS АКБ.

Выводы и полезное видео по теме

Принципы работы и не слишком сложны для понимания. А с собранными нами ниже видеоматериалами разобраться во всех тонкостях функционирования и установки гелиопанелей будет еще проще.

Доступно и понятно, как работает фотоэлектрическая солнечная батарея, во всех подробностях:

Как устроены солнечные батареи смотрите в следующем видеоролике:

Сборка солнечной панели из фотоэлементов своими руками:

Каждый элемент в коттеджа должен быть подобран грамотно. Неизбежные потери мощности происходят на аккумуляторах, трансформаторах и контроллере. И их обязательно надо сократить до минимума, иначе и так достаточно низкая эффективность гелиопанелей окажется сведена вообще к нулю.

В ходе изучения материала появились вопросы? Или вы знаете ценную информацию по теме статьи и можете сообщить ее нашим читателям? Пожалуйста, оставляйте свои комментарии в расположенном ниже блоке.

Принцип работы солнечной батареи — как работает гелиобатарея ,виды, плюсы и минусы

Здесь вы узнаете:

Принцип работы солнечной батареи основан на фотоэлектрическом эффекте. Солнечный свет, попадая на кремниевый полупроводник, преобразуется в электрический ток. Затем он накапливается в аккумуляторах и используется для бытовых нужд.

Принцип работы солнечных батарей

Солнечные батареи считаются очень эффективным и экологически чистым источником электроэнергии. В последние десятилетия данная технология набирает популярность по всему миру, мотивируя многих людей переходить на дешевую возобновляемую энергию. Задача этого устройства заключается в преобразовании энергии световых лучей в электрический ток, который может использоваться для питания разнообразных бытовых и промышленных устройств.

princip-raboty-solnechnoy-batarei-2.jpeg

Правительства многих стран выделяют колоссальные суммы бюджетных средств, спонсируя проекты, которые направлены на разработку солнечных электростанций. Некоторые города полностью используют электроэнергию, полученную от солнца. В России эти устройства часто используются для обеспечения электроэнергией загородных и частных домов в качестве отличной альтернативы услугам централизованного энергоснабжения. Стоит отметить, что принцип работы солнечных батарей для дома достаточно сложный. Далее рассмотрим подробнее, как работают солнечные батареи для дома подробно.

Как было сказано раньше, принцип работы заключается в эффекте полупроводников. Кремний является одним из самых эффективных полупроводников, из известных человечеству на данный момент.

При нагревании фотоэлемента (верхней кремниевой пластины блока преобразователя) электроны из атомов кремния высвобождаются, после чего их захватывают атомы нижней пластины. Согласно законам физики, электроны стремятся вернуться в свое первоначальное положение. Соответственно, с нижней пластины электроны двигаются по проводникам (соединительным проводам), отдавая свою энергию на зарядку аккумуляторов и возвращаясь в верхнюю пластину.

Эффективность фотоэлементов, созданных при помощи монокристаллического метода нанесения кремния, является существенно выше, поскольку в такой ситуации кристаллы кремния имеют меньше граней, что позволяет электронам двигаться прямолинейно.

princip-raboty-solnechnoy-batarei.jpeg

Технические характеристики

Устройство солнечной батареи довольно простое, и состоит из нескольких компонентов:

  • Непосредственно фотоэлементы / солнечная панель;
  • Инвертор, преобразовывающий постоянный ток в переменный;
  • Контроллер уровня заряда аккумулятора.

1229e4c7f6a1bcbdd9514d74dc9e30d1.jpg

Аккумуляторы для солнечных батарей купить следует с учетом необходимых функций. Они накапливают и отдают электроэнергию. Запасание и расход происходит в течение всего дня, а ночью накопленный заряд только расходуется. Таким образом, происходит постоянное и непрерывное снабжение энергией.

Чрезмерная зарядка и разрядка батареи укорачивает ее эксплуатационный срок. Контроллер заряда солнечной батареи автоматически приостанавливают накопление энергии в аккумуляторе, когда он достиг максимальных параметров, и отключают нагрузку устройства при сильной разрядке.

9f95ec1575bdf794d5447052335159b0.png

(Tesla Powerwall — аккумулятор для солнечных панелей на 7 КВт — и домашняя зарядка для электромобилей)

Сетевой инвертор для солнечных батарей является самым важным элементом конструкции. Он преобразовывает полученную от солнечных лучей энергию в переменный ток различной мощности. Являясь синхронным преобразователем, он совмещает выходное напряжение электрического тока по частоте и фазе со стационарной сетью.

Фотоэлементы могут соединяться как последовательно, так и параллельно. Последний вариант увеличивает параметры мощности, напряжения и тока и позволяет устройству работать, даже если один элемент потеряет функциональность. Комбинированные модели изготовлены с использованием обеих схем. Эксплуатационный срок пластин около 25 лет.

Внутреннее устройство гелиобатареи

Постепенно солнечные батареи становятся все дешевле и эффективней. Сейчас они применяются для подзарядки аккумуляторов в уличных фонарях, смартфонах, электроавтомобилях, частных домах и на спутниках в космосе. Из них стали даже строить полноценные солнечные электростанции (СЭС) с большими объемами генерации.

solne4najabatareja_3-430x270.jpg
Гелиобатарея состоит из множества фотоэлементов (фотоэлектрических преобразователей ФЭП), преобразующих энергию фотонов с солнца в электроэнергию

Каждая солнечная батарея устроена как блок из энного количества модулей, которые объединяют в себе последовательно соединенные полупроводниковые фотоэлементы. Чтобы понять принципы функционирования такой батареи, необходимо разобраться в работе этого конечного звена в устройстве гелиопанели, созданного на базе полупроводников.

Виды кристаллов фотоэлементов

Вариантов ФЭП из разных химических элементов существует огромное количество. Однако большая их часть – это разработки на начальных стадиях. В промышленных масштабах сейчас выпускаются пока что только панели из фотоэлементов на основе кремния.

solnechnie_batarei_1-430x255.jpg
Кремниевые полупроводники используются при изготовлении солнечных батарей из-за своей дешевизны, особо высоким КПД они похвастаться не могут

Обычный фотоэлемент в гелиопанели – это тонкая пластина из двух слоев кремния, каждый из которых имеет свои физические свойства. Это классический полупроводниковый p-n-переход с электронно-дырочными парами.

При попадании на ФЭП фотонов между этими слоями полупроводника из-за неоднородности кристалла образуется вентильная фото-ЭДС, в результате чего возникает разность потенциалов и ток электронов.

Кремниевые пластины фотоэлементов различаются по технологии изготовления на:

  1. Монокристаллические.
  2. Поликристаллические.

Первые имеют более высокий КПД, но и себестоимость их производства выше, нежели у вторых. Внешне один вариант от другого на солнечной панели можно различить по форме.

У монокристаллических ФЭП однородная структура, они выполняются в виде квадратов со срезанными углами. В отличие от них поликристаллические элементы имеют строго квадратную форму.

Поликристаллы получаются в результате постепенного охлаждения расплавленного кремния. Метод этот предельно прост, поэтому такие фотоэлементы и стоит недорого.

Но производительность в плане выработки электроэнергии из солнечных лучей у них редко превышает 15%. Связано это с “нечистотой” получаемых кремниевых пластин и внутренней их структурой. Здесь чем чище p-слой кремния, тем более высокий выходит КПД у ФЭП из него.

Чистота монокристаллов в этом отношении гораздо выше, нежели у поликристаллических аналогов. Их делают не из расплавленного, а из искусственно выращенного цельного кристалла кремния. Коэффициент фотоэлектрического преобразования у таких ФЭП уже достигает 20-22%.

solncebatar5-1-430x294.jpg
В общий модуль отдельные фотоэлементы собираются на алюминиевой раме, а для защиты их сверху закрывают прочным стеклом, которое нисколько не препятствует солнечным лучам

Обращенный к солнцу верхний слой пластинки-фотоэлемента делается из того же кремния, но уже с добавлением фосфора. Именно последний будет источником избыточных электронов в системе p-n-перехода.

Принцип работы солнечной панели

При падении солнечных лучей на фотоэлемент в нем генерируются неравновесные электронно-дырочные пары. Избыточные электроны и «дырки» частично переносятся через p-n-переход из одного слоя полупроводника в другой.

В итоге во внешней цепи появляется напряжение. При этом на контакте p-слоя формируется положительный полюс источника тока, а на n-слоя – отрицательный.

solne4najabatareja9-430x271.jpg
Разность потенциалов (напряжение) между контактами фотоэлемента появляется из-за изменения числа «дырок» и электронов с разных сторон p-n-перехода в результате облучения n-слоя солнечными лучами

Подключенные к внешней нагрузке в виде аккумулятора фотоэлементы образуют с ним замкнутый круг. В результате солнечная панель работает, как своеобразное колесо, по которому вместе белки “бегают” электроны. А аккумуляторная батарея при этом постепенно набирает заряд.

Стандартные кремниевые фотоэлектрические преобразователи являются однопереходными элементами. Переток в них электронов происходит только через один p-n-переход с ограниченной по энергетике фотонов зоной этого перехода.

То есть каждый такой фотоэлемент способен генерировать электроэнергию только от узкого спектра солнечного излучения. Вся остальная энергия пропадает впустую. Поэтому-то и эффективность у ФЭП так низка.

Чтобы повысить КПД солнечных батарей, кремниевые полупроводниковые элементы для них в последнее время стали делать многопереходными (каскадными). В новых ФЭП переходов уже несколько. Причем каждый из них в этом каскаде рассчитан на свой спектр солнечных лучей.

Суммарная эффективность преобразования фотонов в электроток у таких фотоэлементов в итоге возрастает. Но и цена их значительно выше. Здесь либо простота изготовления с невысокой себестоимостью и низким КПД, либо более высокая отдача вкупе с высокой стоимостью.

solnechnayabatareya7-430x254.jpg
Солнечная батарея может работать как летом, так и зимой (ей нужен свет, а не тепло) – чем меньше облачность и ярче светит солнце, тем больше гелиопанель сгенерирует электрического тока

При работе фотоэлемент и вся батарея постепенно греется. Вся та энергия, что не пошла на генерацию электротока, трансформируется в тепло. Часто температура на поверхности гелиопанели поднимается до 50–55 °С. Но чем она выше, тем менее эффективно работает фотогальванический элемент.

В итоге одна и та же модель солнечной батареи в жару генерирует тока меньше, нежели в мороз. Максимум КПД фотоэлементы показывают в ясный зимний день. Тут сказываются два фактора – много солнца и естественное охлаждение.

При этом если на панель будет падать снег, то электроэнергию она генерировать все равно продолжит. Более того, снежинки даже не успеют на ней особо полежать, растаяв от тепла нагретых фотоэлементов.

Виды солнечных батарей

В настоящее время солнечные батареи представлены несколькими вариантами в зависимости от типа их устройства, и от материала, из которого изготовлен фотоэлектрический слой.

I. Классификация по типу их устройства:

  1. 1. Гибкие;
  2. 2. Жёсткие.

II. В зависимости от материала, из которого изготовлен фотоэлектрический слой выделяют:

  1. Солнечные батареи, фотоэлемент которых выполнен из кремния. Они в свою очередь бывают монокристаллическими, поликристаллическими и аморфными. Монокристаллические панели достаточно дорогой вариант, но они отличаются высокой мощностью. Поликристаллические дешевле, чем монокристаллические панели. Такие панели медленней теряют свою эффективность с увеличением сроков службы, а так же при нагревании. Аморфные представлены в основном тонкопленочными панелями. Такое устройство солнечной батареи позволяет генерировать солнечный свет, даже в плохих погодных условиях;
  2. Солнечные батареи, фотоэлемент которых выполнен из теллурида кадмия;
  3. Солнечные батареи, фотоэлемент которых выполнен из селена;
  4. Солнечные батареи, фотоэлемент которых выполнен из полимерных материалов;
  5. Из органических соединений;
  6. Из арсенида галлия
  7. Из нескольких материалов одновременно.

Основные типы, которые получили распространение, это многопереходные кремниевые фотоэлементы.

Фотоэлементы, выполненные из кремния, отличаются высокой чувствительностью к нагреванию, компактностью, надежностью и высоким уровнем КПД (коэффициента полезного действия).

Другие материалы не получили широкого распространения в связи с большой стоимостью.

Сфера применения солнечной энергии

Есть три направления использования солнечной энергии:

  • Экономия электроэнергии. Солнечные панели позволяют отказаться от централизованного электроснабжения или уменьшить его потребление, а также продавать излишки электричества электроснабжающей компании.
  • Обеспечение электроэнергией объектов, подведение к которым линии электропередач невозможно или невыгодно экономически. Это может быть дача или охотничий домик, находящийся далеко от ЛЭП. Такие устройства используются также для питания светильников в отдаленных участках сада или автобусных остановках.
  • Питание мобильных и переносных устройств. При походах, поездках на рыбалку и других подобных мероприятиях есть необходимость зарядки телефонов, фотоаппаратов и прочих гаджетов. Для этого также используются солнечные элементы.

1396862636_solnechnaya-batareya-dlya-dachi.jpg
Солнечные батареи удобно применять там, куда нельзя подвести электричество

Преимущества солнечных батарей

Солнечная энергия — это перспективное направление, которое постоянно развивается. Они имеют несколько основных достоинств. Удобство использования, долгий срок службы, безопасность и доступность.

Положительные стороны применение данной разновидности аккумуляторных батарей:

  • Возобновляемость – этот источник энергии практически не имеет ограничений притом бесплатный. По крайней мере на ближайшие 6.5 миллиардов лет. Нужно подобрать оборудование, установить его и использовать по назначению (в частном доме или коттеджном участке).
  • Обильность – Поверхность земли в среднем получает около 120 тысяч терравват энергии что в 20 раз превышает нынешнее энергопотребление. Солнечные батареи для коттеджей или частных домов имеют огромный потенциал для использования.
  • Постоянство – солнечная энергия постоянна поэтому человечеству не грозит перерасход в процессе ее использования.
  • Доступность – солнечная энергия может вырабатывать на любой территории, при наличии естественного света. При этом чаще всего она применяется для отопления жилища.
  • Экологическая чистота – солнечная энергетика является перспективной отраслью, которая в будущем заменит электростанции, работающие на невозобновляемых ресурсах: газ, торф, уголь и нефть. Безопасны для здоровья людей и домашних животных.

Важно: Отдельно хочется подчеркнуть термоядерную энергию. Несмотря на то, что «мирный атом» позиционируется, как безопасный, при авариях на АЭС этот фактор полностью перечеркивается (Три-Лонг-Айленд, Чернобыль, Фукусима).

  • При производстве панелей и монтаже солнечных электростанций в атмосферу не происходят значительные выбросы вредных или токсичных веществ.
  • Бесшумность – выработка электроэнергии производится практически бесшумно, и поэтому этот вид электростанций лучше ветровых электростанций. Их работа сопровождается постоянным гулом из-за чего оборудование быстро выходит из строя, а сотрудники должны делать частые перерывы на отдых.
  • Экономичность – при использовании солнечных батарей владельцы недвижимости ощущают значительное снижение коммунальных расходов на электроэнергию. Панели имеют долгий срок службы – производитель дает гарантию на панели от 20 до 25 лет. При этом обслуживание всей электростанции сводится к периодической (раз в 5-6 месяцев) очистке поверхностей панелей от грязи и пыли

Недостатки солнечных батарей

К сожалению, и этот практически неисчерпаемый источник энергии имеет определенные ограничения и недостатки:

  • Высокая стоимость оборудования – автономная солнечная электростанция даже небольшой мощности доступна далеко не каждому. Оборудование частного дома такими аккумуляторами стоит недешево, но помогает снизить расходы на оплату коммунальных услуг (электроэнергии).
  • Обустройство собственного жилища солнечными батареями потребует финансовых затрат.
  • Периодичность генерации — солнечная электростанция не способна обеспечить полноценную бесперебойную электрификацию частного дома.

 Важно: Проблему можно решить, установив аккумуляторы высокой емкости, однако из-за этого возрастет стоимость получения энергии, что сделает ее невыгодной по сравнению с традиционными энергоносителями.

  • Хранения энергии – в солнечной электростанции аккумуляторная батарея является самым дорогим элементом (даже батареи небольшого объема и панели на гелевой основе).
  • Низкий уровень загрязнения окружающей среды – солнечная энергия считается экологически чистой, однако производственный процесс батарей сопровождается выбросами трифторида азота, оксидов серы. Все это создает «парниковый эффект».
  • Использование в производстве редкоземельных элементов – тонкопленочные солнечные панели имеют в своем составе теллурид кадмия (CdTe).
  • Плотность мощности – это количество энергии, которое можно получить с 1 кв. метра энергоносителя. В среднем этот показатель составляет 150-170 Вт/м2. Это гораздо больше по сравнению с другими альтернативными источниками энергии. Однако несравнимо, ниже чем у традиционных (это касается атомной энергетики).

Отопление солнечной энергией домов

Принцип работы солнечной батареи для отопления дома кардинально отличает их от всех описанных выше приспособлений. Это совершенно другое устройство. Описание следует ниже.

Главной деталью отопительной системы, работающей на энергии солнца, является коллектор, принимающий его свет и преобразовывающий его в кинетическую энергию. Площадь этого элемента может варьироваться от 30 до 70 квадратных метров.

Для крепления коллектора используется специальная техника. Между собой пластины соединены металлическими контактами.

Следующим компонентом системы является накопительный бойлер. В нем происходит трансформация кинетической энергии в тепловую. Он участвует в нагревании воды, литраж которой может достигать 300 литров. Иногда такие системы поддерживаются дополнительными котлами на сухом топливе.

1077149.jpg

Завершают систему солнечного отопления настенные и напольные элементы, в которых по тонким медным трубам, распределенным по всей их площади, циркулирует нагретая жидкость. Благодаря низкой температуре запуска панелей и равномерности теплоотдачи, помещение прогревается достаточно быстро.

Как работает солнечное отопление

Давайте подробно рассмотрим принцип работы солнечных батарей от ультрафиолетового света.

Между температурой коллектора и накопительного элемента появляется разница. Носитель тепла, что чаще всего является водой, в которую добавлен антифриз, начинает циркулировать о системе. Совершаемая жидкостью работа является именно кинетической энергией.

1077245.jpg

По мере прохождения жидкости через слои системы кинетическая энергия преобразовывается в тепло, которое и используется для отопления дома. Этот процесс циркуляции носителя обеспечивает помещение теплом и позволяет сохранять его в любое время суток и года.

Итак, мы выяснили принцип работы солнечных батарей.

Солнечные батареи: принцип работы, как сделать своими руками в домашних условиях

Использование солнечной энергии для обеспечения жизненных потребностей в 21 веке является актуальным вопросом не только для корпораций, но и для населения. Теперь использование солнечных батарей для получения экологической электроэнергии привлекает много людей своей доступностью, автономностью, неиссякаемостью и минимальными вложениями. Теперь эти явления настолько привычны и обыденны, что уже давно прочно обосновались в нашу каждодневную жизнь.

Данный источник электроэнергии используется для освещения, функционирования бытовых электроприборов и отопления. Уличные фонари на солнечных батареях используются повсеместно в городской черте, на дачных участках и территориях загородных коттеджей.

Содержание

Принцип работы солнечной батареи

Устройство предназначено для непосредственного преобразования лучей солнца в электричество. Этот действие называется фотоэлектрическим эффектом. Полупроводники (кремневые пластины), которые используются для изготовления элементов, обладают положительными и отрицательными заряженными электронами и состоят их двух слоев n-слой (-) и р-слой (+). Излишние электроны под воздействием солнечного света выбиваются из слоев и занимают пустые места в другом слое. Это заставляет свободные электроны постоянно двигаться, переходя из одной пластины в другую вырабатывая электричество, которое накапливается в аккумуляторе.

Как работает солнечная батарея, во многом зависит от ее устройства. Первоначально фотоэлементы изготавливались из кремния. Они и сейчас очень популярны, но поскольку процесс очистки кремния достаточно трудоемок и затратен, разрабатываются модели с альтернативными фотоэлементами из соединений кадмия, меди, галлия и индия, но они менее производительны.

КПД солнечных батарей с развитием технологий вырос. На сегодняшний день это показатель возрос от одного процента, который регистрировался в начале столетия, до более двадцати процентов. Это позволяет в наши дни использовать панели не только для обеспечения бытовых нужд, но и производственных.

Технические характеристики

Устройство солнечной батареи довольно простое, и состоит из нескольких компонентов:

  • Непосредственно фотоэлементы / солнечная панель;
  • Инвертор, преобразовывающий постоянный ток в переменный;
  • Контроллер уровня заряда аккумулятора.

Аккумуляторы для солнечных батарей купить следует с учетом необходимых функций. Они накапливают и отдают электроэнергию. Запасание и расход происходит в течение всего дня, а ночью накопленный заряд только расходуется. Таким образом, происходит постоянное и непрерывное снабжение энергией.

Чрезмерная зарядка и разрядка батареи укорачивает ее эксплуатационный срок. Контроллер заряда солнечной батареи автоматически приостанавливают накопление энергии в аккумуляторе, когда он достиг максимальных параметров, и отключают нагрузку устройства при сильной разрядке.

(Tesla Powerwall — аккумулятор для солнечных панелей на 7 КВт — и домашняя зарядка для электромобилей)

Сетевой инвертор для солнечных батарей является самым важным элементом конструкции. Он преобразовывает полученную от солнечных лучей энергию в переменный ток различной мощности. Являясь синхронным преобразователем, он совмещает выходное напряжение электрического тока по частоте и фазе со стационарной сетью.

Фотоэлементы могут соединяться как последовательно, так и параллельно. Последний вариант увеличивает параметры мощности, напряжения и тока и позволяет устройству работать, даже если один элемент потеряет функциональность. Комбинированные модели изготовлены с использованием обеих схем. Эксплуатационный срок пластин около 25 лет.

Установка солнечных батарей

Если конструкции будут использоваться для электрообеспечения жилых пространств, то место установки следует выбирать тщательно. Если панели будут загорожены высотными зданиями или деревьями, то трудно будет получить необходимую энергию. Их необходимо разместить там, где поток солнечных лучей максимален, то есть на южную сторону. Конструкцию лучше установить под наклоном, угол которого равен географической широте месторасположения системы.

Солнечные панели должны размещаться таким образом, чтобы хозяин имел возможность периодически очищать поверхность от пыли и грязи или снега, поскольку это приводит к более низкой способности выработки энергии.

Солнечная батарея своими руками

Те, кто хочет сэкономить, задумываются, как сделать солнечную батарею в домашних условиях самостоятельно, чтобы она обладала необходимыми эксплуатационными параметрами и полностью обеспечивала энергетические потребност. Это особенно актуально для мест отдаленных от главных артерий цивилизации.

Солнечные батареи своими руками в домашних условиях изготавливаются из соответствующих элементов, которые можно купить в открытом доступе в специализированных компаниях или через интернет магазины. Если кремниевые пластины должны приобретаться у производителей, то остальные элементы, такие как лента, рамка, пленка, стекло, припой и прочее можно вполне обнаружить и дома в хозяйстве.

Солнечная батарея своими руками из подручных средств изготавливается некоторыми умельцами из медных листов, зажимов, мощных электроплит, соли и из других материалов. Такие кустарные устройства не смогут полностью обеспечить необходимой электроэнергией и могут использоваться лишь в небольших масштабах.

Лучше всего солнечные батареи купить у производителя, поскольку они обладают гарантией и необходимыми функциональными и эксплуатационными параметрами, и, значит, не подведут. Производство солнечных батарей базируется на применении новейших технологий, которые постоянно развиваются, предлагая более усовершенствованные модели. В зависимости от размеров устройств, они могут использовать для различных целей в местах, где нет снабжения электроэнергией. Они встречаются на калькуляторах, часах, различных мобильных устройствах.

Так, например, рюкзак с солнечной батареей будет незаменимым помощником тех, кто любит путешествовать с комфортом. Он накопит достаточно энергии, чтобы зарядить фонарик для освещения туристической палатки или чтобы во время похода заряжать необходимые гаджеты. Судя по отзывам, солнечные батареи используются часто и с удовольствием для удовлетворения разнообразных нужд не только на природе, но и в быту.

Современные устройства со встроенными солнечными модулями

  • Power bank с солнечной батареей – внешний накопитель с фотоэлементами для преобразования солнечных лучей в заряд аккумулятора. Он обладает несколькими портами и предназначен для зарядки смартфонов или планшетов. Это незаменимое устройство для тех кто, много времени тратят в дороге и пользуются гаджетами. Устройство, зависимо от модели может дополняться различными функциями, как, к примеру, фонариком.
  • Робот конструктор – наборы с различными элементами, из которых можно собрать несколько конструкций, которые двигаются автономно. Это лучшая игрушка для любознательных детей. Робот конструктор на солнечной батарее купить интересно будет не только малышам, но и вполне взрослым дяденькам, поскольку захватывающим является не только движение робота, но и сам процесс сборки.
  • Уличные садовые светильники на солнечных батареях – идеальное решение для сада, огорода или приусадебного участка. Благодаря накопленному заряду они будут светиться всю ночь. Для этого не нужно прокладывать специальную проводку. Их можно брать с собой на рыбалку или семейный поход. Чрезвычайная мобильность, компактность и удобство делают фонари самыми востребованными изделиями на солнечных батареях.

Возможности эксплуатации настолько разнообразны, а технологии так быстро развивается, что скоро солнечные модули охватят все сферы жизни современного человека.

Солнечные батареи принцип действия














Приборы, служащие для преобразования электроэнергии из солнечных лучей, в народе называют солнечными батареями. По сути, такие электрогенераторы работают пока светит солнце, а значит такой источник энергии является практически неиссякаемым.

История открытия солнечных батарей

Александр Эдмон Беккерель

Александр Эдмон Беккерель

В XIX веке (1839 год) в возрасте 12 лет, французский естествовед Александр Эдмон Беккерель увидел фотогальванический эффект, трудясь в лаборатории своего отца Антуана Беккереля. Суть эффекта состоял в том, что при освещении платиновых пластин, находящихся в растворе электролита, гальванометр зарегистрировал появление ЭДС (электродвижущая сила). Взяв за основу этот эффект, Беккерель спроектировал актинограф — прибор для регистрации интенсивности света.

Уиллоуби Смит

Уиллоуби Смит

Дальнейшим шагом на пути к солнечным батареям стало открытие фотопроводимости селена. Его осуществил Уиллоби Смит, английский инженер-электрик, занимавшийся разработкой изоляции подводных кабелей. В 1873 году он обнаружил, что электрическое сопротивление серого селена сильно «прыгает» от замера к замеру. Оказывается электропроводность стержней из селена стремительно возрастает при попадании на света. А в 1883 году американец Чарльз Фритс произвел первый фотоэлемент из тонкого слоя селена, находящийся между пластинами золота и меди.

Генрих Герц

Генрих Герц

Немецкий физик Генрих Герц в 1887 году выявил влияние солнечного излучения на электрический разряд. Смотря одновременно 2 разряда, Герц отметил, что яркая вспышка света от электрической искры 1-го разряда повышает длительность другого разряда.

Александр Григорьевич Столетов

Александр Григорьевич Столетов

В 1888 году наш земляк Александр Григорьевич Столетов изучил, как разряжается под воздействием освещения отрицательно заряженный цинковый электрод и как данный процесс зависит от интенсивности света.

Благодаря работам английского физика Джозефа Томсона в 1899 году и немецкого физика Филиппа Ленарда в 1900 году было подтверждено, что свет, попадая на металлическую поверхность, выбивает из неё электроны, вызывая возникновения фототока. Но целиком понять естество данного явления получилось в 1905 году, когда Альберт Эйнштейн предоставил его разъяснение с позиции квантовой теории.

Джозеф Томсон и Филипп Ленард

Джозеф Томсон (слева) и Филипп Ленард (справа)

Обширное применение солнечных модулей началось с 1946 года, после того как работы по увеличению производительности приборов были запатентованы. А в 1957 году солнечные батареи уже были запущены в космическое пространство в составе искусственного спутника земли. Данный полет продемонстрировал, что работа солнечных батарей способна не только обеспечивать энергией спутники, а считается единственным возможным источником питания для бесперебойной работы таких автономных устройств в космосе.

Принцип работы и устройство солнечной батареи

Солнечные батареи принцип действия

Устройство и принцип действия солнечной батареи

На сегодняшний день солнечные преобразователи производятся в большинстве случаев из кремния. Отличают 2 вида передовых технологий, на базе которых функционируют батареи: поликристаллическая и монокристаллическая.

Поликристаллическая по стоимости ниже, благодаря чему не особо эффективная технология.

Монокристаллическая по стоимости выше, цена которой зависит от трудозатратной технологии изготовления, а точнее выращивания монокристаллов. Она предоставляет больше количества электроэнергии и срок службы ее существенно больше. Благодаря этому, монокристаллический солнечный модуль является наиболее лучшим для использования его в повседневной жизни.

Работа солнечного элемента сопряжена с его устройством. Состоит он из кремниевых наружных пластин, с различными свойствами проводимости, и внутреннего слоя чистого монокристаллического кремния. Внутренний слой имеет установленную дырочную проводимость. Один из наружных проводников тоньше противоположного слоя и покрыт особым слоем, образующим цельный металлический контакт.

При попадании на один из наружных слоев солнечного света создается фотогальванический эффект, что приводит к формированию в этом слое свободных электронов. Данные частицы получают вспомогательную энергию и способны преодолеть внутренний слой элемента, который в данном случае именуется барьером. Чем больше объем солнечного света, тем сильнее происходит процесс прохождения или перепрыгивания электронов от одной наружной пластины к другой, минуя внутреннюю перегородку. При замыкании наружных пластин возникает напряжение. Та пластина, которая усиленно отдает частицы, создает в себе так называемые дырки, обретает знак минус, а которая принимает, обретает знак плюс.

Типы солнечных батарей

На сегодняшний день на рынке присутствуют 5 видов солнечных батарей в которых используются разные материалы и фотоэлементы.

Максимальную известность приобрели солнечные батареи из поликристаллических фотоэлементов. Результативность подобных панелей обычно составляет 12-14 %.

Поликристаллическая солнечная батарея

Поликристаллическая солнечная батарея

Панели из монокристаллических фотоэлементов характеризуются наиболее большим коэффициентом полезного действия (14-16 %). Подобные панели немножко дороже, нежели панели из поликристаллического кремния. Так же фотоэлементы выполнены в виде многоугольника и из-за этого не целиком наполняют пространство солнечной батареи, что приводит к наиболее низкой производительности всей батареи по отношению к одной ячейки фотоэлемента.

Монокристаллическая солнечная батарея

Монокристаллическая солнечная батарея

Солнечные батареи из аморфного кремния располагают минимальной результативности (6-8 %), однако в то же время обладают низкой себестоимостью производимой энергии.

Солнечная батарея из аморфного кремния

Солнечная батарея из аморфного кремния

Солнечные батареи на основе Теллурид Кадмия (CdTe) внешне изображают тонкопленочную технологию изготовления солнечных панелей. Полупроводниковые слои покрывают панель толщиной всего в несколько сотен микрон. Разработка считается наименее опасным для окружающей среды. Результативность солнечных батарей CdTe составляет примерно 11-12 %.

Солнечная батарея на основе Теллурид Кадмия (CdTe)

Солнечная батарея на основе Теллурид Кадмия (CdTe)

Солнечные батареи в составе которых присутствуют смеси Индия, Галлия, Меди, Селена (CIGS) так же считаются тонкопленочной технологией изготовления фотоэлементов. Эффективность колеблется примерно от 10 до 15 %. Такая технология не особо распространена на рынке, но весьма быстро развевается.

Солнечные батареи CIGS

Солнечные батареи на основе смеси Индия, Галлия, Меди, Селена (CIGS)

Области применения солнечных панелей

  • Портативная электроника. Для снабжения электричеством и(или) подзарядки аккумуляторных батареи разной бытовой электроники.
  • Электромобили. Подзарядка автотранспорта.
  • Авиация. Разработка самолета, использующего только энергию солнца.
  • Энергообеспечение зданий. Электроснабжение дома, за счет размещения крупных солнечных батарей на крышах.
  • Энергообеспечение населённых пунктов. Создание солнечных электростанций.
  • Дорожное покрытие. Дороги, покрытые солнечными панелями, для освещения их же в ночное время.
  • Использование в космосе. Электроснабжение космических аппаратов.
  • Использование в медицине. Внедрение под кожу миниатюрную солнечную батарею для обеспечения работы приборов, имплантированных в тело.

Преимущества и недостатки солнечных источников энергии

Преимущества:

  • Экологически чистая энергия;
  • Неисчерпаемость и постоянство солнечной энергии;
  • Минимум обслуживания;
  • Длительный срок службы;
  • Доступность;
  • Экономичность;
  • Большая область применения.

Недостатки:

  • Высокая цена панелей;
  • Нерегулярность из-за погодных условий;
  • Высокая цена аккумуляторных батарей для аккумулирования энергии;
  • Для большей мощности необходимо устанавливать большие площади солнечных панелей.

Солнечные батареи принцип действия

Таким образом, анализируя все вышеупомянутое, можно отметить, что в данный момент получить выгоду от солнечной энергии могут лишь достаточно богатые собственники загородных домов. Они могут без проблем дождаться того этапа, когда батареи окупят себя.







Принцип работы и устройство солнечной батареи

Одним из источников энергии является солнечная батарея, генерирующая альтернативную энергию Солнца. Она появилась сравнительно недавно, но уже успела обрести популярность в странах Евросоюза, за счет высокой эффективности и приемлемой стоимости.

Солнечная батарея является почти неисчерпаемым источником энергии, способным накапливать и преобразовывать световые лучи в энергию и электричество. В странах СНГ новый источник энергии постепенно только набирает популярность. (Кстати, статью о том, как выбрать солнечную батарею, Вы можете прочитать здесь.)

Компоненты

Само устройство и принцип работы энергоисточника можно называть простым. Оно состоит всего из двух частей:

  • основного корпуса;
  • преобразовательных блоков.

В большинстве случаев корпус делают из пластика. Он похож на обыкновенную плитку, к которой прикреплены преобразовательные блоки.

Преобразовательным блоком является кремниевая пластинка. Она может изготавливаться двумя способами:

  • поликристаллическим;
  • монокристаллическим.

Поликристаллический способ является менее затратным, а монокристаллический считается наиболее эффективным.

Все остальные дополнительные части (например, контроллеры и инверторы), гаджеты и микросхемы присоединяют только для увеличения работоспособности и функционирования источника энергии. Без них солнечная батарея также сможет работать.

Имейте в виду: для того чтобы данный источник начал функционировать нужно правильно и аккуратно подключить все преобразовательные блоки.

С расчётом мощности солнечных батарей может помочь данная статья: https://teplo.guru/eko/solnechnyie-batarei-kpd.html

Существует два вида их подключения:

  • последовательное;
  • параллельное.

Разница лишь в том, что в параллельном соединении происходит увеличение силы тока, а при последовательном увеличивается напряжение.

Если есть необходимость в максимальной работе сразу двух параметров, то используется параллельно-последовательное.

Но стоит учитывать, что высокие нагрузки могут способствовать тому, что некоторые контакты могут перегореть. Для предотвращения этого используют диоды.

Один диод способен защитить одну четвертую часть фотоэлемента. Если их нет в устройстве, то есть большая вероятность, что весь источник энергии прекратит своё функционирование после первого же дождя или урагана.

Важный момент: ни накопление, ни сила тока совершенно не соответствуют возможным параметрам современной бытовой техники, поэтому приходится перераспределять и накапливать электроэнергию.

Для этого рекомендуется дополнительно подключать минимум два аккумулятора. Один будет являться накопительным, а второй запасным или резервным.

Приведем пример работы дополнительных аккумуляторов. Когда на улице хорошая и солнечная погода, то заряд идет быстро и через малое количество времени появляется уже лишняя энергия.

Поэтому весь этот процесс контролирует специальный реостат, который способен в определенный момент перевести всю ненужную электроэнергию в дополнительные резервы.

Познакомиться с отзывами владельцев солнечных батарей можно в данной статье: https://teplo.guru/eko/solnechnyie-batarei-dlya-doma-otzyivy.html

Принцип работы

В чем же заключается принцип работы альтернативного источника энергии?

Во-первых, фотоэлементы являются кремниевыми пластинами. В свою очередь, кремний по своему химическому составу имеет максимальную схожесть с чистым силицием. Именно этот нюанс дал возможность понизить стоимость солнечной батареи и запустить ее уже на конвейер.

Кремний в обязательном порядке кристаллизуют, так как сам по себе он является полупроводником. Монокристаллы изготавливаются намного проще, но при этом не имеют много граней, за счет чего электроны имеют возможность двигаться прямолинейно.

Важно знать, что добавлением фосфора или мышьяка повышается электропроводность. Также, одним из важных свойств силиция является невидимость для инфракрасного излучения.

Благодаря этому элементу, преобразовательные блоки поглощают только полезные части солнечного спектра.

Последовательность действий солнечной батареи:

  1. Схема солнечной батареиСхема солнечной батареиПринцип работы солнечной батареи. (Для увеличения нажмите)

    Энергия солнца попадает на пластины.

  2. Пластины нагреваются и освобождают электроны.
  3. Электроны активно двигаются по проводникам.
  4. Проводники дают заряд аккумуляторам.

Вот мы и выяснили, из чего состоят солнечные батареи и каков их принцип действия.

Подробнее узнать об основных видах солнечных панелей можно здесь: https://teplo.guru/eko/vidyi-solnechnyih-paneley.html

В заключение хотелось бы добавить, что такую альтернативу можно сделать дома самостоятельно, при наличии всех необходимых частей.

Смотрите видео, в котором в легкой и познавательной форме объясняется принцип работы солнечных батарей:

Оцените статью: Поделитесь с друзьями!

Как устроены и работают солнечные батареи

Солнечная энергетика становится все более популярной во всем мире. Вместе с коллегами из специализированного портала Elektrik мы разбирались, как устроена солнечная батарея, из чего она состоит и куда отправляется получаемая энергия.

В наше время практически каждый может собрать и получить в свое распоряжение свой независимый источник электроэнергии на солнечных батареях (в научной литературе они называются фотоэлектрическими панелями).

Дорогостоящее оборудование со временем компенсируется возможностью получать бесплатную электроэнергию. Важно, что солнечные батареи – это экологически чистый источник энергии. За последние годы цены на фотоэлектрические панели упали в десятки раз и они продолжают снижаться, что говорит о больших перспективах при их использовании.

В классическом виде такой источник электроэнергии будет состоять из следующих частей: непосредственно, солнечной батареи (генератора постоянного тока), аккумулятора с устройством контроля заряда и инвертора, который преобразует постоянный ток в переменный.

Солнечные батареи состоят из набора солнечных элементов (фотоэлектрических преобразователей), которые непосредственно преобразуют солнечную энергию в электрическую.

Большинство солнечных элементов производят из кремния, который имеет довольно высокую стоимость. Этот факт определят высокую стоимость электрической энергии, которая получается при использовании солнечных батарей.

Распространены два вида фотоэлектрических преобразователей: сделанные из монокристаллического и поликристаллического кремния. Они отличаются технологией производства. Первые имеют кпд до 17,5%, а вторые – 15%.

Наиболее важным техническим параметром солнечной батареи, которая оказывает основное влияние на экономичность всей установки, является ее полезная мощность. Она определяется напряжением и выходным током. Эти параметры зависят от интенсивности солнечного света, попадающего на батарею.

Электродвижущая сила отдельных солнечных элементов не зависит от их площади и снижается при нагревании батареи солнцем, примерно на 0,4% на 1 гр. С. Выходной ток зависит от интенсивности солнечного излучения и размера солнечных элементов. Чем ярче солнечный свет, тем больший ток генерируется солнечными элементами. Зарядный ток и отдаваемая мощность в пасмурную погоду резко снижается. Это происходит за счет уменьшения отдаваемой батареей тока.

Если освещенная солнцем батарея замкнута на какую либо нагрузку с сопротивлением Rн, то в цепи появляется электрический ток I, величина которого определяется качеством фотоэлектрического преобразователя, интенсивностью освещения и сопротивлением нагрузки. Мощность Pн, которая выделяется в нагрузке определяется произведением Pн = IнUн, где Uн напряжение на зажимах батареи.

Наибольшая мощность выделяется в нагрузке при некотором оптимальном ее сопротивлении Rопт, которое соответствует наибольшему коэффициенту полезного действия (кпд) преобразования световой энергии в электрическую. Для каждого преобразователя имеется свое значение Rопт, которая зависит от качества, размера рабочей поверхности и степени освещенности.

Солнечная батарея состоит из отдельных солнечных элементов, которые соединяются последовательно и параллельно для того, чтобы увеличить выходные параметры (ток, напряжение и мощность). При последовательном соединении элементов увеличивается выходное напряжение, при параллельном – выходной ток.

Для того, чтобы увеличить и ток и напряжение комбинируют два этих способа соединения. Кроме того, при таком способе соединения выход из строя одного из солнечных элементов не приводит в выходу из строя всей цепочки, т.е. повышает надежность работы всей батареи.

Таким образом, солнечная батарея состоит из параллельно-последовательно соединенных солнечных элементов. Величина максимально возможного тока отдаваемого батареей прямо пропорциональна числу параллельно включенных, а электродвижущая сила — последовательно включенных солнечных элементов. Так, комбинируя типы соединения, собирают батарею с требуемыми параметрами.

Солнечные элементы батареи шунтируются диодами. Обычно их 4 – по одному, на каждую ¼ часть батареи. Диоды предохраняют от выхода из строя части батареи, которые по какой-то причине оказались затемненными, т. е. если в какой-то момент времени свет на них не попадает.

Батарея при этом временно генерирует на 25% меньшую выходную мощность, чем при нормальном освещении солнцем всей поверхности батареи.

При отсутствии диодов эти солнечные элементы будут перегреваться и выходить из строя, так как они на время затемнения превращаются в потребителей тока (аккумуляторы разряжаются через солнечные элементы), а при использовании диодов они шунтируются и ток через них не идет.

Получаемая электрическая энергия накапливается в аккумуляторах, а затем отдается в нагрузку. Аккумуляторы – химические источники тока. Заряд аккумулятора происходит тогда, когда к нему приложен потенциал, который больше напряжения аккумулятора.

Число последовательно и параллельно соединенных солнечных элементов должно быть таким, чтобы рабочее напряжение подводимое к аккумуляторам с учетом падения напряжения в зарядной цепи немного превышало напряжение аккумуляторов, а нагрузочный ток батареи обеспечивал требуемую величину зарядного тока.

Например, для зарядки свинцовой аккумуляторной батареи 12 В необходимо иметь солнечную батарею состоящую из 36 элементов.

При слабом солнечном свете заряд аккумуляторной батареи уменьшается и батарея отдает электрическую энергию электроприемнику, т.е. аккумуляторные батареи постоянно работают в режиме разряда и подзаряда.

Это процесс контролируется специальным контроллером. При циклическом заряде требуется постоянное напряжение или постоянный ток заряда.

При хорошей освещенности аккумуляторная батарея быстро заряжается до 90% своей номинальной емкости, а затем с меньшей скоростью заряда до полной емкости. Переключение на меньшую скорость заряда производится контроллером зарядного устройства.

Наиболее эффективно использование специальных аккумуляторов – гелевых (в батарее в качестве электролита применяется серная кислота) и свинцовыех батарей, которые сделанны по AGM-технологии. Этим батареям не нужны специальные условия для установки и не требуется обслуживание. Паспортный срок службы таких батарей – 10 — 12 лет при глубине разряда не более 20%. Аккумуляторные батареи никогда не должны разряжаться ниже этого значения, иначе их срок службы резко сокращается!

Аккумулятор подсоединяется к солнечной батарее через контроллер, который контролирует ее заряд. При заряде батареи на полную мощность к солнечной батареи подключается резистор, который поглощает избыточную мощность.

Для того чтобы преобразовать постоянное напряжение от аккумуляторной батареи в переменное напряжение, которой можно использовать для питания большинства электроприемников совместно с солнечной батарей можно использовать специальные устройства – инверторы.

Без использования инвертора от солнечной батареи можно питать электроприемники, работающие на постоянном напряжении, в т.ч. различную портативную технику, энергосберегающие источники света, например, те же светодиодные лампы.

Автор текста: Андрей Повный. Текст впервые опубликован на сайте Electrik.info. Перепечатано с согласия редакции.

Солнечные батареи для дома: виды, устройство, технические характеристики

При постоянно растущих ценах на электроэнергию поневоле начнешь задумываться об использовании природных источников для электроснабжения. Одна из таких возможностей — солнечные батареи для дома или дачи. При желании они могут обеспечить полностью все потребности даже большого дома.

Устройство системы электропитания от солнечных батарей

Содержание статьи

Преобразовывать энергию солнца в электричество – эта идея длительное время не давала спать ученым. С открытием свойств полупроводников это стало возможным. В солнечных батареях используются кремниевые кристаллы. При попадании на них солнечного света в них образуется направленное движение электронов, которое называется электрическим током. При соединении достаточного количества таких кристаллов получаем вполне приличные по величине токи: одна панель площадью чуть больше метра (1,3-1,4 м2 при достаточном уровне освещенности может выдать до 270 Вт (напряжение 24 В).

Электрические солнечные батареи для дома открывают много возможностей

Электрические солнечные батареи для дома открывают много возможностей

Так как освещенность меняется в зависимости от погоды, времени суток, напрямую подключать устройства к солнечным батареям не получается. Нужна целая система. Кроме солнечных панелей требуется:

  • Аккумулятор. На протяжении светового дня под воздействием солнечных лучей солнечные батареи вырабатывают электрический ток для дома, дачи. Он не всегда используется в полном объеме, его излишки накапливаются в аккумуляторе. Накопленная энергия расходуется ненастную погоду.
  • Контролер. Не обязательная часть, но желательная (при достаточном количестве средств). Отслеживает уровень заряда аккумулятора, не допуская его чрезмерного разряда или превышения уровня максимального заряда. Оба этих состояния губительны для аккумулятора, так что наличие контролера продлевает срок эксплуатации аккумулятора. Также контролер обеспечивает оптимальный режим работы солнечных панелей.
  • Преобразователь постоянного тока в переменный (инвертор). Не все устройства рассчитаны на постоянный ток. Многие работают от переменного напряжения в 220 вольт. Преобразователь дает возможность получить напряжение 220-230 В.

Солнечные батареи для дома - только часть системы

Солнечные батареи для дома — только часть системы

Установив солнечные батареи для дома или дачи, можно стать совершенно независимым от официального поставщика. Но для этого надо иметь большое количество батарей, некоторое количество аккумуляторов. Комплект, который вырабатывает 1,5 кВт  а сутки стоит около 1000$. Этого достаточно для обеспечения потребностей дачи или части электрооборудования в доме. Комплект солнечных батарей для производства 4 кВт в сутки стоит порядка 2200$, на 9 кВт в сутки — 6200$. Так как солнечные батареи для дома — модульная система, можно купить установку, которая будет обеспечивать часть потребностей, постепенно увеличивая ее производительность.

Виды солнечных батарей

С ростом цен на энергоносители идея использования энергии солнца для получения электроэнергии становится все более популярной. Тем более, что с развитием технологий солнечные преобразователи становятся эффективнее и, одновременно, дешевле. Так что, при желании, можно свои нужды обеспечить установив солнечные батареи. Но они бывают разных типов. Давайте разбираться.

Сама солнечная батарея — некоторое количество фотоэлементов, которые расположены в общем корпусе, защищенные прозрачной лицевой панелью.  Для бытового использования фотоэлементы производят на основе кремния, так как он относительно недорог, и элементы на его основе имеют неплохой КПД (порядка 20-24%). На основе кремниевых кристаллов изготавливают монокристаллические, поликристаллические и тонкопленочные (гибкие) фотоэлементы. Некоторое количество этих фотоэлементов электрически соединены между собой (последовательно и/или параллельно) и выведены на клеммы, расположенные на  корпусе.

Солнечная панель для дома состоит из некоторого количества фтоэлементов

Солнечная панель для дома состоит из некоторого количества фтоэлементов

Фотоэлементы установлены в закрытом корпусе. Корпус солнечной батареи делают из анодированного алюминия. Он легкий, не подвержен коррозии. Лицевую панель делают из прочного стекла, которое должно выдерживать снего-ветровые нагрузки. К тому же оно должно обладать определенными оптическими свойствами — иметь максимальную прозрачность, чтобы пропускать как можно больше лучей. Вообще, из-за отражения теряется значительное количество энергии, так что требования к качеству стекла высокие и еще оно покрывается антибликовым составом.

Виды фотоэлементов для солнечных батарей

Солнечные батареи для дома делают на основе кремневых элементов трех типов;

  • Монокристаллические. Каждый фотоэлемент — один кристалл кремния. Монокристаллические фотоэлементы имеют неплохой КПД (порядка 24,7%), но и стоимость их несколько выше. Отличить можно, во-первых, по однородному насыщенному синему цвету, во-вторых, по скругленным краям фотоэлемента.
    Виды кремниевых фотоэлементов для солнечных батарей

    Виды кремниевых фотоэлементов для солнечных батарей

  • Поликристаллические. Несколько небольших кремниевых кристаллов объединены в один фотоэлемент. Они имеют неоднородную структуру, из-за чего хуже поглощают солнечный свет. Это отражается на КПД (20,3%). Фактически это означает, что солнечная панель той же мощности будет занимать примерно на 20% больше площади.
  • Тонкопленочные. Представляют собой слой полупроводника, напыленный на гибкую подложку. За счет своей гибкости могут монтироваться на криволинейные поверхности. Но имеют невысокую производительность (порядка 10,4%), так что занимают большие площади (как минимум, в 2 раза больше, чем поликристаллические).

Если у вас скатная крыша и фасад развернут на юг или восток, слишком сильно думать о занимаемой площади не имеет смысла. Вполне могут устроить поликристаллические модули. При равном количестве производимой энергии они стоят немного дешевле.

Как правильно выбрать систему солнечных батарей для дома

Есть распространенные заблуждения, которые заставляют вас тратить лишние деньги на приобретение чересчур дорогого оборудования. Ниже приведем рекомендации того, как правильно выстроить систему электропитания от солнечных батарей и не потратить лишних денег.

Солнечные электростанции для дома могут быть не такими дорогими, если подходить к вопросу взвешенно

Солнечные электростанции для дома могут быть не такими дорогими, если подходить к вопросу взвешенно

Что надо купить

Далеко не все компоненты солнечной электростанции жизненно необходимы для работы. Без некоторых частей вполне можно обойтись. Они служат для повышения надежности, но без них система работоспособна. Первое, что стоит запомнить — приобретайте солнечные батареи в конце зимы, начале весны. Во-первых, погода в это время отличная, много солнечных дней, снег отражает солнце, увеличивая общую освещенность. Во-вторых, в это время традиционно объявляют скидки. Далее советы такие:

  • Приобретайте солнечные батареи для дома с выходным напряжением 12 В. Именно от такого напряжения работает большая часть бытовой и строительной техники, светодиодные светильники и т.д. Техники, работающей от 24 или 48 вольт намного меньше. Можете посмотреть паспорта или воспользуйтесь поиском.
  • Не используйте для освещения лампы накаливания. Они потребляют слишком много электроэнергии, да и работают от 220 в. Замените их на светодиодные. Для них постоянный ток в 12 В — это то, что надо.
    "Полная" система электропитания от солнечных батарей выглядит так

    «Полная» система электропитания от солнечных батарей выглядит так

  • Не старайтесь сразу купить систему большой мощности чтобы покрыть все возможные потребности. Для начала купите пару модулей без преобразователя/инвертора, подключите к ним ту технику, которая работает от постоянного напряжения. Если вас устроит система, позднее можно нарастить мощность, докупить инвертор и подключить технику, которая работает от 220-230 В. И учтите, что инвертор, даже при выключенной нагрузке, потребляет электроэнергию (потери на преобразовании примерно 30%). То есть ночью, когда все выключено, он просто расходует заряд АКБ. Причем выдает он далеко не идеальную синусоиду. В общем, все что может работать от постоянного напряжения, запитываем от аккумуляторов напрямую.

Если воспользоваться только этими советами, и подключить только технику, которая работает от постоянного напряжения, система солнечных батарей для дома обойдется в гораздо более скромную сумму чем самый дешевый комплект. Но это еще не все. Можно еще часть оборудования оставить «на потом» или вообще обойтись без него.

Без чего можно обойтись

Стоимость комплекта солнечных батарей на 1 кВт в сутки — более тысячи долларов. Немалые вложения. Поневоле задумаешься, а стоит ли оно того и каков же будет срок окупаемости. При нынешних тарифах ждать пока отобьются свои деньги придется не один год. Но можно затраты уменьшить. Не за счет качества, но за счет незначительного снижения комфортности эксплуатации системы и за счет разумного подхода к подбору ее компонентов.

  • Не покупайте гелиевые или аккумуляторы глубокого разряда. Они не стоят своих денег. С солнечными батареями для дома отлично работают даже отслужившие свой срок автомобильные АКБ . Они нормально работают еще минимум, 5 лет.
    Если площадь не ограничена, можно купить солнечную батарею на поликристаллических фотоэлементах

    Если площадь не ограничена, можно купить солнечную батарею на поликристаллических фотоэлементах

  • В принципе, можно обойтись еще меньшими средствами. Можно не ставить контроллер. Он стоит не менее 150$ (а при большой мощности 500$), а вся его задача — мониторить состояние заряда батарей. Если бюджет ограничен, купите автомобильные часы, работающие от 12 В, которые также измеряют напряжение, температуру. Они стоят 2-5$ и практически выполняют ту же функцию. А чтобы избежать перезаряда, купите лишний аккумулятор. Или два. Суммарная мощность «лишней» емкости должна быть не ниже 20%. Это и позволит избежать перезаряда, и увеличит емкость системы.

Итак, если бюджет ограничен, можно обойтись несколькими солнечными панелями и аккумуляторными батареями, емкость которых на 20-25% выше максимального заряда солнечных панелей. Для мониторинга состояния купите автомобильные часы, которые еще измеряют напряжение. Это избавит вас от необходимости несколько раз в день измерять заряд на АКБ. Вместо этого вам надо будет время от времени смотреть на показания часов. Для старта это все. В дальнейшем можно докупать солнечные батареи для дома, увеличивать количество АКБ. При желании, можно купить инвертор.

Определяемся с размерами и количеством фотоэлементов

В хороших солнечных батареях на 12 вольт должно быть 36 элементов, на 24 вольта — 72 фотоэлемента. Это количество оптимально. При меньшем числе фотоэлементов вы никогда не получите заявленный ток. И это — лучший из вариантов.

Не стоит покупать сдвоенные солнечные панели — по 72 и 144 элемента соответственно. Во-первых, они очень большие, что неудобно при перевозке. Во-вторых, при аномально низких температурах, которые у нас периодически случаются, они первыми выходят из строя. Дело в том, что ламинирующая пленка при морозах сильно уменьшается в размерах. На больших панелях из-за большого натяжения она отслаивается или даже рвется. Теряется прозрачность, катастрофически падает производительность. Панель идет в ремонт.

Солнечная панель на 4 В имеет 7 элемента

Солнечная панель на 4 В имеет 7 элемента

Второй фактор. На больших по размерам панелях должна быть больше толщина корпуса и стекла. Ведь увеличивается парусность и снеговые нагрузки. Но далеко не всегда это делают, так как значительно возрастает цена. Если вы видите сдвоенную панель, а цена на нее ниже, чем на две «обычных», лучше ищите что-то другое.

Еще раз: лучший выбор — солнечная панель для дома на 12 вольт, состоящая из 36 фотоэлементов. Это оптимальный вариант, проверенный практикой.

Технические характеристики: на что обратить внимание

В сертифицированных солнечных батареях всегда указывается рабочий ток и напряжение, а также напряжение холостого хода и ток КЗ. При этом стоит учесть, что все параметры обычно указываются для температуры +25°C. В солнечный день на крыше батарея разогревается до температур, значительно превышающих эту цифру. Это объясняет наличие большего рабочего напряжения.

Пример технических характеристик солнечных батарей для дома

Пример технических характеристик солнечных батарей для дома

Также обратите внимание на напряжение холостого хода. В нормальных батареях оно порядка 22 В. И все бы ничего, но если проводить работы на оборудовании не отключив солнечные батареи, напряжение холостого ходы выведет из строя инвертор или другую подключенную технику, не рассчитанную на подобный вольтаж. Потому при любых работах — переключении проводов, подключении/отключении аккумуляторов и  т.д. и т.п — первое что вы должны сделать — отключить солнечные батареи (снять клеммы). Перебрав схему, их подключаете последними. Такой порядок действий сохранит вам много нервов (и денег).

Корпус и стекло

Солнечные батареи для дома имеют алюминиевый корпус. Этот металл не корродирует, при достаточной прочности имеет небольшую массу. Нормальный корпус должен быть собран из профиля, в котором присутствуют, как минимум, два ребра жесткости. К тому же стекло должно быть вставлено в специальный паз, а не закреплено сверху. Все это — признаки нормального качества.

Бликов на корпусе быть не должно

Бликов на корпусе быть не должно

Еще при выборе солнечной батареи обратите внимание на стекло. В нормальных батареях оно не гладкое, а текстурированное. На ощупь — шершавое, если провести ногтями, слышен шорох. К тому же должно иметь качественное покрытие, которое сводит к минимуму блики. Это означает что в нем не должно ничего отражаться. Если хоть под каким-то углом видны отражения окружающих предметов, лучше найдите другую панель.

Выбор сечения кабеля и тонкости электрического подключения

Подключать солнечные батареи для дома необходимо медным одножильным кабелем. Сечение жилы кабеля зависит от расстояния между модулем и АКБ:

  • расстояние менее 10 метров:
    • 1,5 мм2 на одну солнечную батарею мощностью 100 Вт;
    • на две батареи — 2,5 мм2;
    • три батареи — 4,0 мм2;
  • расстояние больше 10 метров:
    • для подключения одной панели берем 2,5 мм2;
    • двух — 4,0 мм2;
    • трех — 6,0 мм2.

Можно брать сечение больше, но не меньше (будут большие потери, а оно нам не надо). При покупке проводов, обратите внимание на фактическое сечение, так как сегодня заявленные размеры очень часто не соответствуют действительным. Для проверки придется измерять диаметр и считать сечение (как это делать, прочесть можно тут).

Солнечные батареи для дома: электрическое подключение

Солнечные батареи для дома: электрическое подключение

При сборе системы можно плюсы солнечных батарей провести используя многожильный кабель подходящего сечения, а для минуса использовать один толстый. Перед подключением к аккумуляторам все «плюсы» пропускаем через диоды или диодные сборки с общим катодом. Это предотвращает возможность замыкания аккумулятора (может вызвать возгорание) при замыкании или обрыве проводов между батареями и аккумулятором.

Диоды используют типа SBL2040CT, PBYR040CT. Если такие на нашли, можно снять со старых блоков питания персональных компьютеров. Там обычно стоят SBL3040 или подобные. Пропускать через диоды желательно. Не забудьте что они сильно греются, так что монтировать их надо на радиаторе (можно на едином).

Еще в системе необходим блок предохранителей. По одному на каждого потребителя. Всю нагрузку подключаем через этот блок. Во-первых, система так безопаснее. Во-вторых, при возникновении проблем, проще определить ее источник (по сгоревшему предохранителю).

Солнечная батарея | Solar.com

Наряду с панелями и инверторами, батареи быстро становятся важным компонентом современных солнечных систем. Солнечные батареи имеют много преимуществ и могут иметь решающее значение для домовладельцев, которые хотят защитить себя от перебоев в подаче электроэнергии. Однако солнечные батареи могут подойти не всем, поэтому стоит изучить плюсы и минусы соединения солнечной системы с батареей.

Основы

На самом базовом уровне солнечные батареи позволяют хранить энергию, произведенную солнечной системой, для использования в более позднее время.

Все солнечные системы производят энергию в разное время, чем домовладельцы ее используют. Солнечные системы обычно в середине дня производят больше, чем нужно домовладельцу. Эта дополнительная продукция возвращается в энергосистему через программу, называемую измерением чистой энергии. Продавая свою избыточную мощность в сеть, домовладельцы накапливают кредит, который может быть использован для компенсации энергии, которую они потребляют ночью, когда солнечные панели не производят энергию.

Когда солнечная система подключена к батарее, домовладельцы имеют возможность использовать свое дополнительное электричество для зарядки своей батареи вместо того, чтобы отправлять ее обратно в сеть.

Преимущества

Итак, зачем платить за солнечную батарею, когда сеть все равно должна кредитовать вас за вашу избыточную мощность? Как оказалось, соединение солнечной системы с батареей дает несколько ключевых преимуществ.

Защита от перебоев в подаче электроэнергии

Для большинства домовладельцев самое большое преимущество солнечных батарей — это возможность иметь резервное питание во время отключения сети.

Если у вас есть солнечная система без батареи, и вы испытываете отключение электроэнергии, солнечная система автоматически отключится.Электротехнический кодекс требует, чтобы солнечные системы отключались во время перебоев в подаче электроэнергии, чтобы они случайно не подали ток в сеть, если в коммунальной компании есть рабочие, пытающиеся ремонтировать линии.

Напротив, в системе с солнечными батареями и батареями также установлено дополнительное устройство, называемое резервным шлюзом, которое позволяет дому «изолировать» или изолировать себя от сети.

В тот момент, когда происходит сбой, шлюз мгновенно обнаруживает событие, отключает дом от сети и включает аккумулятор.Затем система превращается в замкнутый контур, где батарея питает резервные цепи дома, а солнечные панели подзаряжают батарею.

В этом отношении солнечные батареи могут работать так же, как домашние генераторы, за исключением того, что они намного лучше во всех измеримых аспектах. Ознакомьтесь с нашей другой статьей о десяти основных причинах, по которым солнечные батареи лучше генераторов.

Экономия времени использования

Многие коммунальные предприятия по всей стране переходят на тарифные планы по времени использования для своих бытовых потребителей.Эти тарифные планы более точно отражают изменение оптовых цен на электроэнергию в течение дня. Как правило, в этих тарифных планах пиковые расходы приходится на поздний полдень и ранний вечер, когда спрос резко возрастает, когда все уходят домой после рабочего дня, и увеличивается потребление энергии. Непиковые периоды — это середина дня, когда солнечные системы повсюду производят избыточную мощность, и ночь, когда спрос на нее самый низкий.

Time of Use Chart

Time of Use Chart

Эта разница в ставках влияет не только на стоимость электроэнергии, которую домовладельцы получают из сети, но и на величину избыточной мощности, которую домовладельцы подают обратно в сеть.Это означает, что домовладельцы, использующие тарифные планы, получают меньше кредитов за дополнительную энергию, произведенную в течение дня, чем они платят за электроэнергию, которую они потребляют в вечернее время. В результате домовладельцы могут быть должны деньги коммунальной компании в конце месяца, даже если их солнечная система удовлетворяет 100% потребности в электроэнергии на чистой основе.

Вот где появляется дополнительная экономия от солнечных батарей. Вместо того, чтобы возвращать излишнюю солнечную энергию, когда она менее ценная, батареи позволяют домовладельцам сохранять свою избыточную мощность на месте и подавать ее в дом ночью, что снижает количество мощность, которую они должны получать из сети в самое затратное время суток.

Сумма дополнительной экономии, которую обеспечит солнечная батарея, зависит от нескольких факторов, в том числе от того, сколько электроэнергии использует домовладелец, в какое время дня он использует эту мощность, а также от структуры их конкретного тарифного плана. Перейдите на главную страницу solar.com и запланируйте звонок одному из наших консультантов по энергии, чтобы узнать, как вы сэкономили на солнечной энергии и батареях.

Самопотребление и независимость от энергии

Сочетание солнечной системы с батареей также позволяет домовладельцам использовать гораздо больше собственной чистой энергии.Без батареи домовладельцы будут отправлять значительную часть своей солнечной энергии в сеть в течение дня, а затем потреблять грязную энергию из сети ночью. Благодаря батарее домовладельцы могут производить, хранить и использовать свою чистую энергию круглосуточно. Это не только обеспечивает удовлетворение от получения большего количества автономных источников энергии от чистой энергии, но и обеспечивает значительно большую энергетическую независимость за счет снижения зависимости от сети. Tesla обнаружила, что добавление всего одной из их батарей в солнечную систему увеличило количество солнечной энергии, потребляемой домом, более чем на 50%!

The Incentives

Солнечные батареи могут подпадать под льготы как на уровне штата, так и на федеральном уровне, в зависимости от специфики установки.

Основным стимулом для аккумуляторов в настоящее время является федеральный инвестиционный налоговый кредит, который в настоящее время установлен в размере 26%. Это означает, что вы можете потребовать 26% от общей стоимости проекта солнечной энергии и батареи в качестве налогового кредита для вашего федерального подоходного налога за 2020 год. Важно отметить, что этот налоговый кредит доступен только тогда, когда солнечные и аккумуляторные компоненты системы установлены вместе. Как всегда, мы рекомендуем поговорить со своим налоговым специалистом о праве на получение федеральной налоговой скидки.

Еще одним большим стимулом для солнечных батарей является Калифорнийская программа стимулирования самопроизводства или SGIP.Эта государственная программа предлагает дополнительную скидку для домовладельцев, устанавливающих батареи, которые имеют особые потребности в резервном питании. К ним относятся расположение в зонах пожара Уровня 2 и Уровня 3, потребность в резервном медицинском оборудовании, соблюдение пороговых значений для людей с низким доходом и т. Д. Наши консультанты по энергетике будут рады помочь любым домовладельцам в Калифорнии, ищущим дополнительную информацию о программе SGIP штата.

Опции

Итак, каковы возможности солнечных батарей?

Самыми распространенными аккумуляторами на рынке сегодня являются Tesla Powerwall, LG Chem и Sonnen.Ознакомьтесь с нашими отдельными статьями для более глубокого изучения каждого из этих продуктов.

Домовладельцы также могут приобрести несколько батарей, если захотят. Правильное количество батарей зависит от ряда факторов, в том числе от размера солнечной системы, силы тока цепей, которые необходимо резервировать, и желаемой продолжительности резервного питания. Поговорите с одним из наших консультантов по энергетике, если вы хотите найти правильную комбинацию для вас.

Будущее

Солнечные батареи стали важным аспектом современных солнечных систем, и их важность в ближайшие годы будет только расти.Емкость аккумуляторов будет продолжать расти, поскольку цены продолжат падать. Электроэнергетические компании все чаще обращаются к батареям для стабилизации своих сетей, при этом некоторые коммунальные предприятия даже платят домовладельцам за доступ к их домашним батареям, чтобы распределять электроэнергию в сеть, когда она больше всего нужна. Без сомнения, солнечные батареи никуда не денутся.

.

Лучшие солнечные батареи [2020]

.notify {
background-color: # e3f7fc;
цвет: # 555;
бордюр: сплошной. 1em;
цвет границы: # 8ed9f6;
радиус границы: 10 пикселей;
семейство шрифтов: Tahoma, Geneva, Arial, sans-serif;
font-size: 1.1em;
padding: 10px 10px 10px 10px;
маржа: 10 пикселей;
курсор: по умолчанию;
}

.notify-желтый {фон: # fff8c4; цвет границы: # f7deae; }
.notify-red {фон: #ffecec; цвет границы: # fad9d7; }
.уведомить зеленый {фон: # e9ffd9; цвет границы: # D1FAB6; }

.icon-info {цвет фона: # 3229CF; }
.icon-error {фон: # e64943; семейство шрифтов: Consolas; }
.icon-tick {фон: # 13c823; }
.icon-excl {фон: # ffd54b; черный цвет; }

.icon-info: до {содержимого: ‘i’; }
.icon-error: до {content: ‘x’; }
.icon-tick: до {content: ‘\ 002713’; }
.icon-excl: перед {содержанием: ‘!’; }

.notify {
background-color: # e3f7fc;
цвет: # 555;
граница :.1em solid;
цвет границы: # 8ed9f6;
радиус границы: 10 пикселей;
семейство шрифтов: Tahoma, Geneva, Arial, sans-serif;
font-size: 1.1em;
padding: 10px 10px 10px 10px;
маржа: 10 пикселей;
курсор: по умолчанию;
}

.notify-желтый {фон: # fff8c4; цвет границы: # f7deae; }
.notify-red {фон: #ffecec; цвет границы: # fad9d7; }
.notify-зеленый {фон: # e9ffd9; цвет границы: # D1FAB6; }

Эта статья была обновлена ​​в августе 2020 г.

Compare solar batteries

Солнечная батарея позволяет использовать больше энергии, вырабатываемой солнечными панелями.Добавление аккумуляторов солнечных батарей в вашу солнечную систему еще больше снизит вашу зависимость от поставщика энергии, что приведет к еще большей экономии энергии.

Что такое солнечная батарея?

Солнечная батарея позволяет продолжать снабжать дом возобновляемой солнечной энергией вечером и ночью, когда солнечные панели не могут вырабатывать энергию. Солнечные фотоэлектрические панели преобразуют солнечную энергию в полезную электроэнергию, и чаще всего они производят больше электроэнергии, чем можно использовать.Без солнечной батареи этот избыток доставляется в Национальную энергосистему. Это означает, что вы упустите возможность использовать энергию самостоятельно и вам придется полагаться на поставщика энергии, как только солнце сядет.

Технология хранения солнечных батарей позволяет использовать больше свободной энергии, производимой солнечными панелями, чтобы сэкономить деньги и повысить независимость от национальной сети.

Лучшие солнечные батареи

Список лучших солнечных батарей постоянно растет.Благодаря Tesla Powerwall солнечные батареи Powervault и Sonnen часто оказываются на вершине как лучшие солнечные батареи.

В зависимости от ваших потребностей в энергии лучшая солнечная батарея для вашего дома может отличаться от другой, поэтому важно сравнивать разные модели. И когда вы сравниваете системы хранения солнечных батарей, есть несколько вещей, на которые следует обратить внимание:

Емкость: Это максимальное количество энергии, которое может храниться в солнечной батарее в любое время.В Великобритании средняя семья потребляет около 8-10 кВтч электроэнергии каждый день. Максимальная емкость лучших солнечных батарей в нашем списке составляет 20 кВтч с Powervault 3. Некоторые солнечные батареи можно штабелировать, что означает, что со временем вы можете добавить больше единиц в свою систему хранения солнечных батарей, чтобы увеличить емкость.

Технология: Все солнечные батареи, представленные в этой статье, основаны на литий-ионных батареях. Это более прогрессивная технология и та же технология аккумуляторов, которую вы найдете в своих ноутбуках, мобильных телефонах и электромобилях.По-прежнему существует сильный и хорошо зарекомендовавший себя рынок свинцово-кислотных аккумуляторов (тех, которые вы найдете в своих автомобилях), и они по-прежнему популярны среди многих пользователей солнечной энергии, которые живут вне сети. Свинцово-кислотные аккумуляторы — это испытанная технология, которая насчитывает более 100 лет, и они дешевле с точки зрения первоначальной стоимости. Однако литий-ионные батареи имеют более низкую стоимость срока службы и работают с гораздо более высоким уровнем эффективности.

Гарантированное количество циклов: Цикл солнечной батареи — это количество раз, когда она может быть полностью заряжена из разряда.Многие производители солнечных батарей предлагают гарантии, которые гарантируют определенный уровень производительности после определенного количества циклов. Чем больше циклов гарантировано, тем дольше солнечная батарея будет оставаться выше определенной емкости.

Powercut backup: Во время отключения электроэнергии не все солнечные батареи будут продолжать снабжать ваш дом возобновляемой солнечной энергией. Обратите внимание на модели, которые будут предлагать резервное копирование при отключении питания, поскольку они будут продолжать работать.

В таблице ниже сравниваются основные характеристики лучших солнечных батарей, доступных в Великобритании.

От

Поставщик Вместимость Технологии Гарантия на циклы Гарантия Вес Рабочая температура Размеры (ВxШxГ) Крепление Резервное копирование Powercut ** Стоимость *
Tesla Powerwall 2.0 Tesla Powerwall 2.0 13,5 кВтч Литий-ионный н / д 10 лет 114 кг от -20 ° C до 50 ° C 1,150 x 753 x 114 мм Напольный или настенный (внутри или снаружи) Есть £ 7 900 +
LG Chem Resu 6.5 solar battery storage LG Chem Resu 3.3 — 13,1 кВтч Литий-ионный 6 000 10 лет 31 — 98,5 кг от -10 ° C до 45 ° C от 452 x 403 x 120 мм до 744 x 907 x 206 мм Напольный или настенный (внутри или снаружи) 2 628 £ +
sonnenBatterie Eco Аккумулятор Sonnen Eco 2 — 16 кВтч Литий-ионный 10 000 10 лет 71 — 273 кг от 5 ° C до 40 ° C от 702 x 641 x 221 мм до 1839 x 641 x 221 мм Пол / стена Есть 4500 фунтов стерлингов +
Powervault 3 Battery Powervault 3 4-20 кВтч Литий-полимерный > 6 000 10 лет 129 — 329 кг от 0 ° C до 35 ° C от 97 x 100 x 25 до 212 x 100 x 25 Для крепления на полу или стене 4 740 фунтов стерлингов — 14 820 фунтов стерлингов
Enphase Solar Battery review Enphase 1.2 кВтч Литий-ионный 7,300 10 лет 25 кг от -20 ° C до 45 ° C 325 x 390 x 220 мм Настенный внутри помещения £ 1,700 +
Samsung SDI Solar Power Storage Samsung SDI 3,24 кВтч Литий-ионный 6 000 5 лет 95 кг от -10 ° C до 40 ° C 1000 x 267 x 680 мм Этаж Есть 3500 £ +
moixa storage battery Интеллектуальная батарея Moixa 2-3 кВтч Литий-ионный фосфат — LiFePO4 10 000 10 лет * Срок службы с GridShare 39.7 — 48,7 кг от -5 ° C до 40 ° C 505 x 345 x 245 мм Стенка 2950–3450 фунтов
Nissan xstorage xStorage от Nissan 3,6 — 10,08 кВтч Литий-ионный н / д От 5 лет для системы 4,2 кВтч, 10 лет для системы 6 кВтч 135 кг от 0 ° C до 30 ° C 1,230 x 890 x 220 мм Стенка 3 000 фунтов стерлингов
byd bbox BYD B-BOX 2.5-10 кВтч Литий-железо-фосфатный 6 000 5 лет 88 — 202 кг от -20 ° C до 55 ° C 1000 × 600 × 600 мм Этаж £ 1,700 +
solax battery Solax Аккумулятор 3,3 — 6,5 кВт · ч Литий-ионный 3 000 10 лет 26 — 44 кг н / д 330 x 450 x 110 мм Стенка Есть £ 1 920 +
varta pulse battery Varta Pulse 3.3 — 6.5 кВт · ч Литий-ионный 4 000 10 лет 45 — 65 кг от 5 ° C до 30 ° C 600 x 690 x 190 мм Стенка 3579 £ +
Puredrive purestorage solar battery Аккумулятор переменного тока Puredrive PureStorage 4,8 — 9,6 кВтч LiFePO4 Ионно-литиевый фосфат 6 000 10 лет 75 — 119 кг от -20 ° C до 60 ° C 550 x 1360 x 165 мм Пол / стена Есть 3492 £ +
Puredrive Hybrid Puredrive PureStorage DC Hybrid 4.8 — 9,6 кВтч LiFePO4 Ионно-литиевый фосфат 6 000 10 лет 59 — 119 кг от -10 ° C до 60 ° C 383 x 764 x 246 мм до 804 x 764 x 246 мм Этаж Есть £ 1,732 +
* Цены являются приблизительными и не включают затраты на установку, которые могут варьироваться от 500 до 2000 фунтов стерлингов. ** Резервное копирование Powercut может быть дополнительной опцией и не входить в стандартную комплектацию
ПОЛУЧИТЬ ЦИТАТЫ НА СОЛНЕЧНУЮ БАТАРЕЮ

Преимущества солнечной батареи

    • Экономия на счетах за электроэнергию: Сохраняя энергию в периоды пониженного спроса, вы можете уменьшить сумму, которую вам нужно покупать у поставщика энергии, когда потребление энергии выше, что сэкономит вам деньги на счетах за электроэнергию.
    • Резервный источник питания: Некоторые солнечные батареи позволят вам использовать солнечную электроэнергию в случае отключения электроэнергии, чтобы вы не остались без электричества или освещения. Когда происходит отключение электричества, запас этой энергии может быть неоценимым для вашей семьи.
Не все солнечные батареи позволяют использовать солнечную электроэнергию во время отключения электроэнергии, поэтому, если это является для вас приоритетом, убедитесь, что вы выбрали аккумулятор с этой функцией.

Когда происходит падение напряжения в сети, солнечные батареи обнаруживают это и автоматически выключают инвертор и отсоединяют аккумулятор от сети в качестве меры предосторожности; инженеры будут работать на линиях электропередач в сети, и если к ним подключены батареи, существует риск поражения электрическим током.Это называется изолированным и по сути является защитным барьером между вашим входящим источником питания и платой предохранителей.

Если резервное электроснабжение важно, вам следует обратить внимание на систему с подключением по переменному току. На момент написания мы смогли найти только 3 аккумуляторные системы, доступные в Великобритании, которые будут поддерживать свет во время отключения электроэнергии. Tesla Powerwall 2.0 с резервным шлюзом. Эта обновленная версия Powerwall 2.0 поставляется с отдельным блоком, который выглядит как уменьшенная версия самой батареи и полностью защищает ваш дом в случае отключения электроэнергии.Второй и гораздо более дешевый вариант — это аккумуляторная система PureStorage от PureDrive. Наконец, Samsung SDI также может обеспечивать аварийное питание при отключении питания. Перед установкой обязательно проконсультируйтесь с производителем, так как в стандартной комплектации резервное питание может не входить.

Узнайте больше о резервных солнечных батареях и отключениях электроэнергии здесь.

Сколько стоят лучшие солнечные батареи?

Цены на солнечные батареи

могут варьироваться от 500 до более чем 10 000 фунтов стерлингов до установки, что, вероятно, будет стоить от 500 до 2000 фунтов стерлингов.

При модернизации вам, возможно, также придется добавить стоимость инвертора к существующим солнечным панелям, что может добавить еще 1000 фунтов стерлингов. Стоит отметить, что существует довольно много «гибридных» систем, в которых сочетаются инвертор и аккумуляторная батарея.

В таблице ниже подробно описаны все, что вам нужно знать, чтобы провести честное сравнение, но, поскольку цена является основным фактором при любой покупке, мы извлекли цены для быстрого ознакомления и классифицировали их как полную систему хранения энергии (включая инвертор) или отдельную батарею, для которой требуется отдельный инвертор, если вы хотите подключить ее к солнечной фотоэлектрической системе.

Автомобиль

Системы полного накопления энергии (солнечная батарея и инвертор)
Tesla Powerwall 2.0 с резервным шлюзом 2 £ 7 900 +
Система накопления энергии Puredrive 3492 £ +
Samsung SDI ESS 3500 £ +
Nissan xStorage £ 6 446 +
Enphase £ 1,700 +
Гибридная батарея Sonnen 4500 фунтов стерлингов +
Powervault 3 4 740 фунтов стерлингов — 14 820 фунтов стерлингов
Смарт-аккумулятор Moixa 2950 фунтов стерлингов +
Только солнечная батарея (для подключения к солнечным панелям потребуется инвертор)
LG Chem Resu 2 628 фунтов стерлингов
Sonnen Batterie Eco 4500 фунтов стерлингов +
BYD B-BOX £ 1,700 +
Solax Triple Power £ 1 920 +
Varta Pulse 3579 £ +

Если вы хотите вложить деньги в солнечную батарею и солнечные панели одновременно, то вы можете найти список лучших солнечных батарей здесь.


Получите бесплатные расценки на солнечные батареи: получите расценки и сравните цены.


Как работают солнечные батареи?

Солнечные панели устанавливаются на крыше или внешней стене, где они могут подвергаться наибольшему воздействию солнечного света. Каждая панель включает солнечные элементы, которые преобразуют солнечную энергию в электричество постоянного тока, которое затем преобразуется в электричество переменного тока с помощью инвертора. Затем его можно использовать для питания вашего дома.

Все, что вы не используете, отправляется обратно в National Grid для распространения по стране.Это означает, что вы можете использовать солнечную энергию только тогда, когда она доступна, то есть когда светит солнце. Однако это не тот случай, если вы установите солнечную батарею…

Включив солнечную батарею в процесс, вы можете сохранить излишки энергии, которые вы производите, для использования в другое время (например, ночью) и еще больше снизить вашу зависимость от национальной энергосистемы.

Fitting a solar battery to your home

Солнечные энергетические системы, которые могут накапливать собственное электричество, состоят из трех основных компонентов:

  • Солнечные панели, которые поглощают и преобразуют энергию солнца в электричество постоянного тока.
  • Батарея (или батареи) для хранения электроэнергии, которая не используется, когда солнечные панели не вырабатывают электричество.
  • Инвертор, преобразующий электричество постоянного тока в переменный, готовый для использования в ваших осветительных приборах, приборах и т. Д.

Поскольку солнечные технологии продолжают развиваться, многие современные системы также включают в себя интеллектуальные технологии, такие как приложения и Wi-Fi, поэтому вы можете легко контролировать уровень заряда аккумулятора и общую эффективность.

Виды солнечных батарей

переменного или постоянного тока?
Выбранная солнечная батарея должна быть подходящего размера и напряжения для ваших нужд.Это очень важно, поскольку неправильный размер может представлять реальную угрозу безопасности. Мы настоятельно рекомендуем проконсультироваться с несколькими профессиональными установщиками о ваших потребностях, прежде чем принимать окончательное решение.

Помимо выбора правильного напряжения, вам нужно будет подумать, является ли переменный или постоянный ток лучшим выбором для вашей системы. Основное различие заключается в том, как аккумулятор подключается — или не подключается — к вашим солнечным панелям.

AC: Аккумулятор переменного тока (переменного тока) не подключается напрямую к вашим солнечным панелям, а подключается через счетчик электроэнергии.Это означает, что существующие панели легче модернизировать, поэтому, если у вас уже есть солнечные панели, это может быть лучшим решением для вас. Вам понадобится дополнительный инвертор для преобразования электроэнергии постоянного тока в переменный ток для использования в вашем доме, а затем обратно в постоянный ток для хранения в батарее. Powervault 3 является примером системы со связью по переменному току, а Tesla Powerwall 2.0 — примером системы со связью по постоянному току.

DC: Батареи постоянного тока (постоянного тока) обычно устанавливаются одновременно с солнечными панелями, поскольку они подключаются непосредственно к панелям.Дополнительный инвертор не требуется, так как он подключается перед счетчиком электроэнергии.


Получите бесплатные расценки на солнечные батареи: получите расценки и сравните цены.


Хранение солнечных батарей: на что следует обратить внимание

Текущее обслуживание
Солнечная батарея — это не простая установка, которую нужно «установить и оставить». Он нуждается в регулярном мониторинге и обслуживании, чтобы он работал эффективно и безопасно. Это включает в себя поддержание его оптимального уровня заряда, регулярное повышение мощности и отвод газов, а также обеспечение его хранения при правильной температуре и защиты от погодных условий.

Запасные части
Срок службы солнечных батарей меньше, чем у солнечных батарей. В настоящее время высококачественная солнечная батарея прослужит около 10-15 лет, но это зависит от того, сколько вы ее используете и от правильного обслуживания. Батарея может стоить до 2000 фунтов стерлингов (без учета установки), так что это значительные расходы, которые следует учитывать.

Это еще не полное энергетическое решение (пока)
Конечная цель для многих — сделать реальностью полную энергетическую самодостаточность без какой-либо опоры на Национальную энергосистему.Хотя технологии, безусловно, движутся в правильном направлении и за последние годы добились больших успехов, система солнечных батарей все еще не является жизнеспособным вариантом для полного отключения от сети. У аккумуляторов есть свои неисправности, срок годности и ограничения, поэтому до тех пор, пока дела не пойдут на поправку, необходимо иметь возможность резервного питания от National Grid.

Вам нужны солнечные батареи, чтобы иметь солнечную батарею?

Нет. Если вы живете в районе, где регулярно случаются перебои в подаче электроэнергии, то для того, чтобы свет оставался включенным, вам может пригодиться домашний аккумулятор.В среднем вы, вероятно, получите около 24 часов резервного питания, но его можно увеличить, просто установив дополнительные батареи. Если у вас тариф эконом-класса 7, домашний аккумулятор также может сэкономить вам деньги, заряжая, когда электричество самое дешевое для вас, когда оно не такое дешевое. Наконец, вы даже можете зарабатывать деньги, храня энергию для национальной энергосистемы, которая может отводить ее от вас в случае необходимости.

Можно ли добавить солнечную батарею к существующим солнечным батареям?

Да и нет. Некоторые батареи будут работать только при установке новой системы или той, которая была специально разработана для нее (Tesla Powerwall 2), а некоторые системы можно модернизировать до любой системы.

Безопасны ли солнечные батареи?

Они так же безопасны, как и любые другие электрические предметы в вашем доме. Как правило, установка солнечной батареи не является делом своими руками, и по большей части население не может покупать солнечные батареи напрямую у производителя, а скорее через утвержденного установщика.

Что означает емкость солнечной батареи?

Это «полезное» количество энергии в кВтч (единицах), которое батарея будет хранить. Никогда не рекомендуется полностью разряжать аккумулятор, так как это приведет к повреждению, поэтому при сравнении емкостей не забудьте проверить, является ли приведенное значение «общим» или «годным для использования».

Как мне узнать, какая выходная мощность подойдет моей собственности?

Выходная мощность солнечной батареи — это просто, сколько энергии батарея может выдать за один раз. Чем больше электроприборов, светильников и т. Д. Вы планируете питать от аккумулятора, тем выше должно быть это значение.

Что случилось с льготным тарифом?

Схема льготных тарифов (FiT) закрыта. Еще в 2010 году правительство ввело схему льготных тарифов, согласно которой владельцы соответствующих требованиям фотоэлектрических систем платили за каждый киловатт-час произведенной ими энергии и за каждый киловатт-час неиспользованной энергии, которая была экспортирована в национальную сеть.Хотя эта схема была большим стимулом для домовладельцев установить солнечные батареи, она также помешала некоторым домовладельцам установить солнечную батарею, поскольку они опасались, что получат более низкие платежи, если они не будут отправлять излишки энергии в сеть.

Схема FiT закрыта для новых приложений в марте 2019 года, поэтому, если вы еще не установили солнечные фотоэлектрические системы, вам не будут платить за отправку излишков энергии в Национальную сеть, и вы сэкономите гораздо больше денег, удерживая их.


Получите бесплатные расценки на солнечные батареи: получите расценки и сравните цены.


.

Аккумулятор для хранения солнечной энергии по низким оптовым ценам

Absolyte GP
GNB Absolyte Battery

Аккумуляторная батарея GNB Absolyte GP VRLA

Absolyte battery rack stack

GNB Absolyte GP

Промышленная герметичная батарея Absolyte GP от GNB Industrial Power — это батарея VRLA , которая не требует добавления воды в течение срока службы батареи. Конструкция Absolyte GP VRLA по своей сути более безопасна, чем обычные заливные свинцово-кислотные батареи.

Absolyte battery rack stack

GNB Absolyte Batteries включает сейсмическую зону 4 Стеллажи и крышки. Идеально подходит для больших автономных систем или систем резервного питания от солнечных батарей. Защитные кожухи для стальных лотков обеспечивают максимальную гибкость установки. GNB Absolyte GP — это сейсмическая зона IV 1997 года UBC / 2001 CBC, пригодная для горизонтального суммирования до восьми высот. Это обеспечивает высокую емкость при небольшой занимаемой площади. Они заменяют старые батареи серии Absolyte II.

Absolyte single battery cells

Discover AES LiFePO4

Откройте для себя AES LiFePO 4 Аккумуляторы

Каждая батарея Discover AES обеспечивает в 10 раз большую емкость хранения энергии по сравнению со свинцово-кислотными батареями и значительно снижает ваши затраты на хранение энергии в течение срока службы системы.

Совместимость с Xanbus

LYNK

Discover обеспечивает удаленную отчетность о состоянии на уровне системы через существующий веб-портал и облачные службы мониторинга с использованием общих протоколов.

SimpliFi

Литий-ионные батареи SimpliPhi

PHI нетоксичные, неопасные литиево-феррофосфатные (LFP) батареи глубокого разряда.

Самая безопасная химия с ионами лития

Литий-феррофосфат (LFP) — это самый безопасный литий-ионный химический состав.Нет кобальта, риска теплового разгона или возгорания. Разработайте систему хранения энергии для вашего дома, бизнеса или жилого дома с помощью безопасного, простого, надежного и практичного литий-ионного аккумулятора.

Unigy II

Deka

Deka Unigy II Spacesaver AGM аккумуляторы

Промышленные качественные, емкие, герметичные необслуживаемые батареи, включая стойки и крышки для сейсмической зоны 4. Идеально подходит для бесперебойного резервного хранилища энергии для крупных автономных / связанных с сетью / ветровых / солнечных систем / микросетевых систем, микроволновых цифровых ретрансляторов, военных баз, больниц и многого другого.

Батареи

Deka Unigy II Spacesaver рекомендуются для более крупных солнечных, ветряных, гидро- или гибридных систем с батарейным питанием, которые требуют высокой производительности по запросу и длительного срока службы. AVR95 Cell обеспечивает до 28% больше энергии в том же пространстве по сравнению с более крупными моделями конкурентов при сохранении 20-летнего расчетного срока службы

Уменьшенная занимаемая площадь экономит ценное пространство, но при этом соответствует последним спецификациям UBC97 для зоны 4, сертифицировано до 8 модулей в высоту.

Narada batteries

Narada специализируется на исследованиях, разработке и производстве высокоскоростных , глубоких разрядных и интенсивных велосипедных сервисов батарей, которые доступны для продажи более чем в 100 странах Африки, Латинской Америки, Юго-Восточной Азии и промышленности по низким оптовым ценам. Цены.

Narada REX Series
2V Передний терминал, горизонтальный монтаж

Narada ICS Series
12V Передний терминал горизонтально установлен

Narada HRL Series
2V и 12V Верхний или передний терминал

Свяжитесь с нами по бесплатному телефону: (877) 297-0014 для получения экспертной помощи или оптовых цен на солнечные батареи и аккумуляторы.

.

Все, что вам нужно знать о солнечных зарядных устройствах

Solar Charger Controller

Дождь или солнце, мы получаем огромное количество звонков о солнечной энергии каждый день. Мы постараемся ответить на наиболее часто задаваемые вопросы, чтобы сэкономить вам время на телефонном звонке.

Прежде чем мы начнем, вы должны знать, что солнечная энергия не является панацеей для замены израсходованной энергии. Например, некоторые люди пытаются перезарядить батареи для троллингового мотора, лодки, дома на колесах, электросамоката, хижины в глуши и т. Д., и они хотят, чтобы это было сделано в очень короткие сроки, обычно всего за несколько дней. Предположим, вы берете разряженную батарею на 100 ампер-часов и заряжаете ее 30-ваттной солнечной панелью в идеальных летних условиях освещения. Через неделю аккумулятор будет почти полностью заряжен. Используя этот пример, вы можете увидеть, что для зарядки аккумулятора на 100 ампер-часов за несколько дней потребуется не менее 100 Вт солнечной энергии.

Также имейте в виду, что для получения максимальной мощности солнечной панели требуется прямой солнечный свет на поверхности панели.Такие условия, как пасмурное небо, тени, неправильный угол установки, экваториальное направление или короткие зимние дни, снизят фактическую мощность солнечной панели ниже номинальных значений.

НОМИНАЛЬНОЕ НАПРЯЖЕНИЕ

Большинство солнечных зарядных устройств рассчитаны на 12 В постоянного тока, но у нас ограниченная доступность для 24-вольтовых панелей. Обычно, когда требуется 24 В или больше, солнечные панели могут быть подключены последовательно, или мы можем по специальному заказу солнечные панели, которые предназначены для подачи большего напряжения постоянного тока, такого как 24 В, 36 В, 48 В и т. Д.

КОНТРОЛЛЕРЫ

Solar Charger Controller Каждый раз, когда вы используете панель с номинальной выходной мощностью более 5 Вт, мы рекомендуем использовать контроллер заряда от солнечной батареи. На самом деле, контроллер заряда является хорошей идеей для большинства приложений, поскольку он может обеспечить несколько преимуществ, таких как предотвращение перезарядки, улучшение качества заряда и предотвращение разряда батареи в условиях низкой или полной освещенности. Некоторые солнечные панели сделаны с предварительно установленными блокирующими диодами, которые предотвращают разрядку батареи в условиях низкой освещенности или отсутствия света.В большинстве случаев, когда установлена ​​солнечная панель мощностью 6 Вт или больше, настоятельно рекомендуется использовать контроллер зарядного устройства. В двух словах, контроллер заряда от солнечной батареи действует как переключатель включения и выключения, позволяя пропускать энергию, когда она нужна батарее, и отключая ее, когда батарея полностью заряжена. При выборе контроллера следует помнить о том, что они обычно рассчитываются в амперах, а фотоэлектрические панели — в ваттах. Это означает, что контроллер заряда от солнечной батареи, такой как Morning Star SS6L, 6-амперный контроллер, будет работать почти со всеми панелями, которые мы продаем, мощностью до 70 Вт.

НОМИНАЛЬНАЯ МОЩНОСТЬ, ВАТТ И АМПЕР

Solar panel for maintaining single and dual batteries Производители солнечных панелей оценивают мощность солнечной энергии в ваттах. Как показывает практика, мощность в 15 Вт обеспечивает около 3600 кулонов (1 Ач) в час прямого солнечного света. Например, панель Pulse Tech SP-5 может выдавать 0,33 Ач в час прямого солнечного света. Это очень популярная панель для обслуживания одиночных и сдвоенных батарей в режиме ожидания и хранения.

КАК ИЗОБРАЗИТЬ РАЗМЕР СОЛНЕЧНОЙ ПАНЕЛИ

Первое, что нужно помнить о солнечной энергии, это то, что все дело в числах.Требуемая мощность и мощность, которую может выдать панель. Прежде чем вы сможете даже приступить к покупке панели, вам нужно знать, сколько ампер-часов или ватт вам нужно будет выработать за установленный период времени. Эта цифра может измеряться часами или днями. Поскольку в сутках 24 часа, мы предлагаем вам использовать их в качестве базовых показателей. Во-первых, определите общее потребление электроэнергии за этот период времени. Затем подсчитайте количество прямого солнечного света, которое солнечная панель получит за этот период времени, и получите общее количество необходимых ватт-часов.Вы всегда должны проявлять осторожность и переоценивать свои потребности в энергии. Обычно мы видим в среднем 4 часа пригодного для использования солнечного света зимой и 6 часов пригодного для использования солнечного света летом. Конечно, из этих средних значений есть исключения, но осторожность создает более надежную солнечную систему. Эти средние значения также помогают компенсировать такие переменные, как тень, облака, угол наклона панели и т. Д. После того, как вы хорошо разберетесь с потребностями в электроэнергии, я предлагаю вам обратиться к нашему солнечному калькулятору.

УСЛОВИЯ ВЫХОДА

Параметры солнечных панелей рассчитываются при ярком прямом солнечном свете. Такие условия, как непрямой солнечный свет, пасмурная погода или полутень, снизят производительность. Мы всегда рекомендуем увеличивать размер вашей солнечной батареи, так как эти условия возникают часто. Также помните, что продолжительность светового дня летом по сравнению с зимой может иметь значение.

Одна из самых больших ошибок, которые часто наблюдаются, — это когда солнечная батарея проектируется летом с использованием летнего светового дня, но затем она также используется зимой.Первая жалоба часто связана с тем, что батареи больше не выдерживают нагрузки. Это постепенный процесс, который начинается, когда вы теряете световой день и начинаете выводить аккумуляторную батарею за пределы глубины разряда 50%. Когда это происходит, аккумуляторы начинают сульфатироваться намного быстрее и перестают держаться под нагрузкой. Как вы понимаете, это дорогостоящая ошибка! Решение обычно включает в себя больше панелей и новые батареи с большим запасом ампер / час. Поэтому мы советуем нашим клиентам быть консервативными при учете дневного времени.Кроме того, если вы планируете использовать солнечную батарею круглый год, вам необходимо учитывать дневное потребление солнечной энергии зимой.

УПРАВЛЕНИЕ УСТРОЙСТВОМ НЕПОСРЕДСТВЕННО ОТ ЗАРЯДНОГО УСТРОЙСТВА НА СОЛНЕЧНОЙ ПАНЕЛИ

Foldable / Portable Solar Panel У нас есть несколько складных / портативных солнечных панелей для пеших прогулок, которые поставляются с адаптером для прикуривателя. Этот адаптер позволяет запитать аксессуары 12 В, которые обычно используют штекер 12 В постоянного тока. Для прямого подключения к панели устройство не может быть чувствительным к колебаниям напряжения — в противном случае они могут отключиться.Чтобы решить эту проблему, лучше всего использовать небольшую батарею в качестве емкости для хранения энергии, которая будет обеспечивать постоянный источник стабильной и надежной энергии. Для этого мы рекомендуем использовать контроллер заряда от солнечной батареи, Y-образный соединитель с аккумулятором на одной ножке и гнездо для сигарет на другой ножке.

СОЛНЕЧНЫЕ ПАНЕЛИ УСТОЙЧИВОСТЬ

Почти все солнечные панели предназначены для установки на открытом воздухе, так как именно здесь они будут получать максимальное прямое воздействие солнечного света.Помните, что любое меньшее значение приведет к тому, что панель будет производить меньше своей полной номинальной мощности.

ДОЛЖЕН ЛИ Я ОБСЛУЖИВАТЬ СОЛНЕЧНЫЕ ПАНЕЛИ

Все, что необходимо — это периодический осмотр с целью удаления грязи, мусора и проверки электрических соединений. Очистка панели от снега и мусора позволит добиться лучших результатов.

СКОЛЬКО ДЛИННЫЕ СОЛНЕЧНЫЕ ПАНЕЛИ ПРОДОЛЖАЮТСЯ

Производительность солнечной панели может отличаться, но в большинстве случаев ожидаемый срок службы гарантированной выходной мощности составляет от 3 до 25 лет.Этот гарантированный рейтинг продолжительности жизни обычно составляет 80% от опубликованного рейтинга солнечной панели. Конечно, это будет варьироваться от производителя к производителю, и, как всегда, вы обычно получаете то, за что платите. Не упустите эти дешевые панели, сделанные в пакистанском китайском нам-истане.

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ИНВЕРТОРА

Power Inverter Многие люди используют инвертор постоянного тока в переменный для преобразования 12 В постоянного тока в 110 В переменного тока. Поскольку они меняют мощность с одной формы на другую, инверторы — это монстры, поглощающие энергию, и их следует по возможности избегать.Если у вас есть выбор между 12-вольтовым устройством с питанием от постоянного тока или 110-вольтным устройством переменного тока, выберите 12-вольтное устройство постоянного тока. На рынке есть устройства постоянного тока, которые либо понижают, либо повышают мощность постоянного тока, и они также потребляют значительно больше энергии.

FORMULA DC в переменный ток через инвертор

Формулы и примеры для систем постоянного тока 12 и 24 В

Это «практическое правило» предназначено в качестве общего руководства для оценки силы постоянного тока, необходимой для работы преобразователя постоянного тока в переменный. Поскольку расчеты дают приблизительные значения, при проектировании и указании компонентов системы, таких как провод, размер и длина, следует учитывать соответствующий коэффициент безопасности.Это в основном означает «увеличить размер вашей системы».

Системы постоянного тока 12 В

Формула: Для 12-вольтных инверторов требуется примерно десять входных сигналов постоянного тока по 10 А на каждые 100 Вт выходной мощности, используемые для работы с нагрузкой переменного тока.

Пример: Сколько ампер постоянного тока потребуется 12-вольтовому инвертору для работы с тремя кварцевыми лампами мощностью 500 Вт или электрическим нагревателем на 1500 Вт?

Ответ:

  • 1) Общая мощность = 1500
  • 2) 1500 Вт / 100 (по формуле) = 15
  • 3) 15 X 10 ампер (из формулы) = 150 ампер.

Это постоянный ток, который инвертор будет использовать для работы нагрузки 1500 Вт. Примечание: Если эти 150 ампер потребляются от батареи в течение одного часа, будет использовано 150 ампер-часов энергии батареи.

Для поддержки 150 ампер-часов заряда батареи необходимо использовать ее 300 ампер для максимального срока службы и производительности.

Системы постоянного тока 24 В

Формула: Для инверторов на 24 В требуется примерно 5 А постоянного тока на входе на каждые 100 Вт выходной мощности, используемой для работы с нагрузкой переменного тока.

Пример: Сколько ампер постоянного тока потребуется инвертору на 24 В для работы трех кварцевых фонарей мощностью 500 Вт или электрического нагревателя на 1500 Вт?

Ответ:

  • 1) Общая мощность = 1500
  • 2) 1500 Вт / 100 (по формуле) = 15
  • 3) 15 X 5 ампер (из формулы) = 75 ампер.

Это постоянный ток, который инвертор будет использовать для работы нагрузки 1500 Вт. Примечание: Если эти 75 ампер потребляются от батареи в течение одного часа, будет использовано 75 ампер-часов энергии батареи.

Для поддержки заряда батареи 75 ампер-часов необходимо использовать батарею емкостью 150 ампер для максимального срока службы и производительности.

Готовы использовать силу солнца? Купите солнечное зарядное устройство и аксессуары.

Spreadsheet icon Солнечный калькулятор

Нужны ли вам солнечные зарядные устройства для лодок, солнечные капельные зарядные устройства для автомобильных аккумуляторов или солнечные зарядные устройства переменного тока, у нас есть подходящие зарядные устройства для любого применения.

Выберите свое солнечное зарядное устройство

Была ли эта информация полезной? Подпишитесь, чтобы получать обновления и предложения.

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *