Содержание
- Преимущества и недостатки
- Конструкция и принцип работы
- Классификация
- Область применения солнечных панелей
- Стоимость комплекта солнечных батарей
- Отзывы владельцев
Преобразовывать энергию света в электричество ученые научились более 100 лет назад, но только сейчас появились материалы и технологии, позволяющие использовать фотоэлектрический эффект для электрификации наземного оборудования и зданий. Солнечные батареи давно применяются в аэрокосмической отрасли поскольку активность солнца в космосе высока и можно использовать ее с максимальным эффектом. На земле до недавнего времени высоким КПД могли похвастать только электростанции, размещенные в некоторых регионах. Но не следует думать, что в России солнечные батареи актуальны только в Краснодаре и на черноморском побережье. Сегодня технологии позволяют обеспечивать необходимое количество электроэнергии практически на любых широтах. Для современных солнечных батарей солнца вполне достаточно и на Урале, и в Новосибирске.
Преимущества и недостатки
Основными преимуществами получения электроэнергии из света являются его экологичность, наличие бесконечного источника энергии и бесшумность. Солнечные батареи не зависят от наличия топлива и не производят никаких отходов.
Главным минусом установки солнечных электростанций для использования в быту является высокая стоимость оборудования. Несмотря на отсутствие необходимости подключения к централизованным электрическим сетям и, соответственно, экономии на оплате счетов, оборудование для обеспечения частного дома бесплатным электричеством окупится нескоро.
Самая важная характеристика солнечных батарей для дома – это их КПД, то есть процент преобразования световой энергии в электрическую. А поскольку данный источник энергии зависит от времени, суток, сезона и погоды, то добиться максимума этого соотношения практически невозможно. КПД современных промышленных электростанций не превышает 50%, а для бытовых панелей этот показатель не превышает 25%.
К тому же при плохой погоде могут возникнуть проблемы, как с альтернативным источником питания, так и с централизованной системой электроснабжения. Поэтому в дополнение к ним рекомендуется приобрести временный источник питания в виде дизельного или бензинового генератора.Конструкция и принцип работы
Конструкция и принцип работы
Главным элементом системы электроснабжения на солнечных батареях являются сами панели, собранные из фотоэлементов на основе кремния. В них энергия света преобразуется в переменный электрический ток. На современном рынке представлен большой выбор панелей, на выходе которых получается напряжение кратное 12 В.
Следующим звеном цепи является блок аккумуляторных батарей, накапливающий электрический заряд, поступающий от панелей через контроллер. Контрольный блок следит за уровнем заряда аккумулятора и предохраняет его от перегрузки.
Далее устанавливается инвертор – устройство преобразующее переменный ток в постоянное напряжение 220 В, от которого питаются все потребители электроэнергии в доме.
Каждый узел системы важен для обеспечения стабильной и бесперебойной работы бытовых и осветительных приборов в доме. От их выбора и грамотного сочетания между собой зависит эффективность использования солнечного света. Если фотопанели будут вырабатывать больше энергии, чем способен вместить аккумулятор, то часть электричества будет расходоваться впустую. В противном случае время подзарядки аккумулятора возрастет, и сеть будет дольше питаться от внешнего источника.
Классификация
В зависимости от типа и размера используемых кристаллов кремния все фотопанели делятся на 3 вида:
- Монокристаллические;
- Поликристаллические;
- Пленочные.
Монокристаллические панели представляют собой единые кристалл кремния, они обладают наибольшим КПД (до25%), но стоят достаточно дорого. Поликристаллические – состоят из нескольких соединенных кристаллов. Их КПД достигает 23 %, но стоят они намного дешевле.
Пленочные фотоэлементы производят при помощи напыления полупроводника на диэлектрическую подложку. Такие панели имеют наименьший КПД, но при этом проще в монтаже, поскольку имеют малую толщину и могут сгибаться в любом направлении, без риска повредить кристалл.
По способу подключения батарей к электрической сети выделяют открытые автономные и комбинированные системы. В открытых системах отсутствует блок аккумуляторов, и солнечные панели подключены к общей сети через инвертор. В этом случае батареи являются дополнением к общей сети электроснабжения и работают только в случае нехватки электроэнергии для полноценного питания всех приборов.
Автономные или закрытые системы не зависят от внешних электросетей и снабжают электричеством все приборы самостоятельно. Комбинированные системы представляют собой схему, обеспечивающую как автономное питание от солнечной энергии, так и возможность восполнять нехватку питания при помощи солнечных панелей. Из-за сложности и дороговизны конструкции комбинированные системы практически не применяются.
Область применения солнечных батарей
Солнечные батареи применяются практически во всех сферах жизнедеятельности человека. Кроме обеспечения электричеством зданий и космических кораблей, солнечная энергия приводит в действие автомобили и корабли и самолеты. Наземный и водный транспорт зависит от наличия солнца, а в самолетах альтернативные источники энергии применяются в качестве дополнения к основным.Сегодня каждый может купить светильники, фонари и гирлянды на солнечных батареях. Постепенно входят в нашу жизнь часы, зарядные устройства и внешние аккумуляторы для мобильных устройств и даже детские игрушки, работающие от солнечных батарей.
Конструктор -робот 14 в 1 на солнечных батареях
Светильники на солнечных батарея
Солнечная батарея для зарядки телефона
Так же солнечные батареи используются для организации систем отопления и нагрева воды в домах.
Подобное применение солнечной энергии позволяет экономить более 35% расходов на оплату тепла.
Стоимость комплекта солнечных батарей
Цена комплекта солнечных батарей для частного дома складывается из множества факторов, основными из которых являются:
- Расчетная мощность системы;
- Способ соединения с центральным электроснабжением (от выбора типа системы зависит, потребуется ли купить аккумулятор для солнечных батарей);
- Выбор производителя;
- Наличие в схеме солнечных коллекторов для организации отопления и нагрева воды.
На сегодняшний день не стоит вопрос, где купить солнечные батареи. Важнее выбрать из предложенных вариантов производителя с наилучшим соотношением цена-качество. Ниже представлен сравнительный анализ средних цен на солнечные батареи производителей из разных стран.
Например, для того чтобы купить солнечные батареи в Санкт-Петербурге (СПБ) в среднем придется заплатить от 2 до 17 тысяч рублей за одну панель в зависимости от производителя.
Отзывы
Отзывы владельцев солнечных батарей достаточно противоречивы. Но большинство сходится во мнении, что польза от использования солнечных панелей достаточно велика, они позволяют экономить на оплате коммунальных услуг, плохая погода и снег снижают производительность, но не критично. Следует отметить. Что большинство негативных отзывов связано с неправильным подбором элементов системы и неверными расчетами ее параметров.
К тому же низкая сопротивляемость панелей механическим повреждениям оказалась мифом, и даже панели, произведенные в Китае, являются надежными и качественными. Учитывая срок службы панелей, составляющий до 25 лет, затраты на их установку в конечном счете окупаются.