Как выбрать солнечную батарею для дома: ТОП-13 лучших солнечных панелей

Часто задаваемые вопросы о портативных солнечных панелях

Как быстро будет заряжаться устройство от солнечной панели?

Это зависит главным образом от эффективности ячеек и количества солнечного света, который вы получаете. В наши дни солнечные панели становятся все более и более эффективными, а это означает, что они способны генерировать много энергии. В яркий солнечный день вполне разумно думать, что вы можете генерировать достаточно энергии для телефона и планшета или даже более крупных устройств.

Портативная солнечная панель действительно может заводить машину?

Если она достаточно большая, солнечная панель может заряжать аккумулятор вашего автомобиля, чтобы он мог завестись. Технически «запуск от прикуривателя» означает, что вы берете питание от источника питания, чтобы сразу же завести машину. Солнечный вариант больше похож на зарядное устройство для автомобильного аккумулятора, а это означает, что вам нужно будет подождать некоторое время, пока аккумулятор вашего автомобиля зарядится, прежде чем вы сможете повернуть ключ. Но да, это возможно.

Можно получить больше солнечной энергии, если оставить солнечную панель на окне?

Солнечные панели никогда не следует оставлять в окне или в машине для зарядки. Оконные стекла могут фокусировать свет на панелях и вызывать их перегрев. Солнечные панели должны быть снаружи и под солнцем или убраны.

Монокристаллические кремниевые солнечные элементы

Монокристаллические солнечные батареи представляют собой электрически соединенные элементы, изготовленные из тонких (240 мкм) пластин монокристалла кремния. Оптические оси ориентированы в одном направлении, используется материал высокой (более 99.99%) чистоты. Это обеспечивает максимальную эффективность преобразования. При теоретически возможном для кремниевого элемента КПД 30% у серийных образцов показатель достигает 18-24%.

Внешне монокристаллические батареи легко отличить – они имеют глубокий черный цвет, элементу в процессе порезки придается форма правильного квадрата (прямоугольника) со срезанными углами.

Технологий производства таких солнечных батарей – рекордсмен по стоимости среди кремниевых элементов. Высокая цена производства объясняется сложными процессами очистки сырья, выращивания монокристалла и его точной порезки.

Есть у таких элементов и другой серьезный недостаток – из-за точной ориентировки оптических осей кристаллов, оптимальную отдачу можно получить только при падении солнечных лучей перпендикулярно плоскости элемента. При существенном изменении угла освещения, а также в рассеянном свете наблюдается резкое снижение генерации.

Фотоэлементы

На мощность, ампераж, выдаваемый вольтаж влияет количество фотоэлементов в солнечных батареях. Сейчас существуют общие принятые стандарты, которые соблюдают все производители. К примеру, в производстве чаще всего используются 6-дюймовые пластины, их можно назвать самыми мощными и функциональными. Размер таких пластин составляет 156х156, как вы понимаете, они квадратные. Интересная статья: бестопливные генераторы или как нас нагло обманывают. 

Как правило, именно такие пластины используются на больших солнечных электрических станциях. В домашних условиях их устанавливать проблематично, поэтому производители выпускают другие формы и размеры, которые можно закрепить на крыше дома или в саду.

Виды солнечных батарей

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

• монокристаллические;
• поликристаллические;
• аморфные.

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

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

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

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

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

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

Как выбрать солнечные панели для частного дома

Правильный выбор зависит от нескольких важных параметров:

Мощность солнечной панели

Этот показатель определяется исходя из величины пиковой нагрузки. Она включает в себя сумму мощностей всего оборудования дома

Также важно учитывать суточное потребление энергии. Из всех данных в совокупности выбирается аккумулятор с необходимой емкостью:

1. От 1000 Вт и выше – для автономного электроснабжения всего частного дома;
2. От 500 Вт – для питания бытовой техники (например, холодильника и телевизора).

Одна солнечная панель может вырабатывать от 100 Вт до 560 Вт энергии. Можно приобрести и маломощные устройства до 50 Вт. Они подойдут для питания осветительных приборов с низким уровнем энергопотребления.

Тип системы

В зависимости от назначения панели могут быть:

1. Автономными. Потребители не имеют выхода в стационарную электросеть. Днем электроснабжение получают от панелей. В генераторах накапливается «запас» энергии, который расходуется в темное время суток;
2. Открытыми (безаккумуляторными). Экономичные панели обеспечивают подачу питания только в светлое время суток. Ночью электричество потребляется через инвертор, который выбирает источник энергии с учетом текущей нагрузки. Система экономически оправдана, так как ночью электроэнергия дешевле;
3. Комбинированными. Во время пиковых нагрузок недостающая мощность поступает из сети. В комплект входят генераторы, инвертор, аккумулятор и контроллер;
4. Реверсными. В основном используется в промышленности (для получения и продажи электричества). Солнечные батареи вырабатывают энергию и отправляют ее в сеть через реверсивный счетчик.

Место размещения

Для крышного расположения больше подходят стационарные панели. В этом случае необходимо предусмотреть место на чердаке для размещения остального оборудования батареи. Возможен монтаж панели на фасаде здания или на балконе, или в подвале. В некоторых случаях солнечный источник питания устанавливают во дворе в виде отдельно стоящей конструкции.

Как сделать панели своими руками?

Устройство солнечной панели своими руками — несложная задача, главное, подойти к ее выполнению ответственно. Даже городской житель может сделать солнечную батарею, после чего разместить ее на своем балконе. Для тех кто заинтересован в подобной идее в статье ниже отражены основные пункты сборки солнечной панели собственноручно.

• Корпус. Прежде чем начать делать солнечную панель, необходимо соорудить для нее каркас. Он защищает батарею от повреждений, влаги и пыли. Корпус собирается из влагостойкого материала: фанеры, покрытой влагоотталкивающим средством, или алюминиевых уголков, к которым силиконовым герметиком приклеивается оргстекло или поликарбонат. При этом нужно соблюдать отступы между элементами (3-4 мм), так как необходимо учитывать расширение материала при повышении температуры. 
• Пайка элементов. Фотоэлементы выкладываются на лицевую сторону прозрачной поверхности, так, чтобы расстояние между ними со всех сторон было 5 мм: таким образом учитывается возможное расширение фотоячеек при повышении температуры. Фиксируются преобразователи, имеющие два полюса: положительный и отрицательный. Если вы хотите увеличить напряжение, соединяйте элементы последовательно, если ток — параллельно. Во избежание разрядки аккумулятора ночью, в единую цепь, состоящую из всех необходимых деталей, включают диод Шоттки, подсоединяя его к плюсовому проводнику. Затем все элементы спаивают между собой. 
• Сборка. В готовый корпус размещаются спаянные преобразователи, на фотоячейки наносится силикон — все это накрывается слоем из ДВП, закрывается крышкой, а места соединений деталей обрабатываются герметиком. 

Популярные материалы

ТОП-25 автомобильных марок мира: крупнейшие мировые автопроизводители

В новой статье от LinDeal вы узнаете о крупнейших мировых автопроизводителях: чистая прибыль, оборот, лучшие модели, статистика продаж, самые быстрые, красивые и популярные авто из ассортимента

ТОП-6: рейтинг крупнейших маркетплейсов Турции

Рейтинг лучших маркетплейсов Турции со свежей статистикой за 2022 год. Десять причин выйти на турецкий маркетплейс

Топ-15 лучших досок объявлений в России: рейтинг популярных классифайдов 2022 года

Узнайте про пятнадцать лучших онлайн-досок объявлений в России: официальные сайты, плюсы и минусы, бесплатный доступ в 2022 году

Топ-20 лучших стран для иммиграции (ПМЖ) в 2023 году, куда можно переехать жить и работать

20 стран, куда лучше всего переехать на постоянное место жительства: условия получения ВНЖ и гражданства, нюансы переезда и местного законодательства, нововведения 2023 года

Основные критерии для успешной покупки солнечной панели

Водонепроницаемый

Солнечная энергия исходит от солнца, а солнечные панели лучше всего работают снаружи

Дождь и снег также бывают на улице, поэтому, если вы покупаете солнечную панель, рекомендуется также обратить внимание на водонепроницаемость на случай, если вы неожиданно попадете под дождь

Встроенный Аккумулятор

Солнечные батареи генерируют энергию, и эта энергия должна куда-то идти. Если у вас есть только солнечная панель и ничего не подключено к сети, панели не будут генерировать энергию, и это нормально, но батарея позволит вам не только генерировать энергию, но и хранить ее до тех пор, пока она вам не понадобится.

Выходная Мощность

Помните о типах устройств, которые вы будете использовать. Если все, что вам нужно для зарядки, — это телефон или планшет, большинство солнечных батарей смогут справиться с этой задачей. Если вам нужно привести в действие что-то большее, например, ноутбук или даже автомобиль, вам нужно убедиться, что у вас достаточно мощная установка для выполнения этой работы.

Устройство солнечных батарей

Солнечная батарея – это набор фотоэлементов. Эти полупроводниковые (фотоэлектрические) устройства, объединенные в панели, преобразуют энергию солнечных лучей непосредственно в постоянный ток.

Конструктивно гелиопанель (она представлена схематически ниже на фото) в общем виде состоит из следующих частей:

• рамки;
• стеклянного покрытия;
• фотоэлементов;
• токопроводящих металлических контактов;
• основы (обратной стенки);
• пленки из полимерного материала.

Устройство гелиопанели

Корпус (рамка, основа, стеклянное покрытие) предназначены для фиксации фотоэлементов, защиты их от разрушительного воздействия внешней среды. Каркасные детали изготавливают из диэлектрических материалов. Фотоэлементы к корпусу крепятся таким способом, чтобы их замена была возможной.

Фотоэлектрические преобразователи (ФЭП) на сегодняшний день изготавливают из различных химических элементов. Но широкое промышленное распространение получили кремниевые фотоэлементы. Эти пластины состоят из двух, отличающихся физическими свойствами, слоев кремния.

Кремний – это полупроводник. Каждый слой батареи имеет свои особенности:

• внешний слой фотоэлектрического преобразователя содержит избыточное количество электронов (n-слой) – выступает в роли катода (отрицательного полюса);
• во внутреннем слое электронов не хватает (p-слой) – является анодом (положительным полюсом).

В результате неоднородности (разного типа проводимости) кремниевых полупроводниковых слоев ФЭП между ними устанавливается р-n переход. Возникает электронно-дырочная проводимость.

Неоднородность слоев фотоэлемента достигается несколькими способами:

• добавлением в один и тот же полупроводниковый материал разнообразных примесей (легирование);
• соединением разных по свойствам полупроводников;
• изменением состава;
• комбинированием нескольких способов.

Коэффициент полезного действия (КПД) заводских ФЭП в среднем составляет 16 %. Эффективность лабораторных моделей достигла почти 45 %. Идет процесс усовершенствования гелиопанелей.

Виды солнечных батарей

Солнечные батареи подразделяются на три больших семейства:

• Тонкопленочные.
• Монокристаллические.
• Поликристаллические.

Тонкопленочные солнечные батареи

Тонкопленочные батареи состоят из натянутых пленок, которые легко можно установить в любое удобное место. Не боятся пыли и могут работать даже в неблагоприятных условиях. В облачную погоду их эффективность снижается на 20%. Недорогие, но требуют большой площади для установки.

Монокристаллические батареи

Данный вид батарей изготавливается из большого количества индивидуальных ячеек, которые заливаются силиконом. Благодаря такой гидроизоляции они эффективно применяются в судоходстве. Также их можно устанавливать на кровлях. Естественно, солнечная сторона крыши будет более эффективно работать, но если по каким-то причинам нельзя установить батареи на южной стороне, можно переместить их на более затененный скат. При этом нужно помнить о том, что рассеянный свет менее эффективен.

Монокристаллические батареи имеют относительно небольшую массу, компактны в размерах. Их отличает гибкость, малый вес, компактность, надежность и долговечность. Просты в монтаже и зависят от прямых солнечных лучей. При этом даже легкая облачность может привести к прекращению выработки энергии.

Поликристаллические солнечные батареи

От монокристаллических отличаются тем, что в ячейках находятся кристаллы, направленные в разные стороны. Это позволяет улавливать рассеянный свет и меньше зависеть от прямого освещения.

Эти батареи нам наиболее знакомы по иллюстрациям. Они выпускаются в виде панелей благородного синего цвета. При этом они несколько дешевле, чем монокристаллические модели. Их успешно используют для освещения домов, административных зданий и даже улиц.

Типы солнечных панелей

Гелиоустройства, как еще называют солнечные батареи, можно разделить на 2 основных группы. Все зависит от технологии, по которой они произведены:

1. Фотоэлектрический тип, может быть пленочным или кремниевым. Это полимерные фотоэлементы, которые последовательно соединены между собой контактами. Отдельный модуль – солнечная батарея.
2. Солнечный коллектор, бывает трубчатым и плоским. Лучшее решение, которое может накапливать электричество или подогревать теплоноситель.

Гибкие панели проще в установке и удобнее, но служат меньше.

Как устроены фотоэлектрические преобразователи

Название элементов подсказывает, что они конвертируют солнечную энергию в электрическую. Их производят в двух исполнениях – на алюминиевой раме и на полимерном полотне.

В первом варианте лицевая часть защищена стеклом, а задняя стенка закрыта изоляционной пленкой. Во втором обе защитные части сделаны из полимерных материалов.

Все фотоэлементы соединены друг с другом токопроводящими шинами, которые соединяются, чтобы получить единую систему. В зависимости от особенностей используемого кремния выделяют такие типы солнечных панелей:

1. Монокристаллические. Для них используется чистый кремний, который выращивают в виде монокристалла, а затем нарезается на пластинки толщиной от 0,4 до 0,4 мм. Эти заготовки служат основой будущих солнечных батарей. На одну панель требуется 36 таких пластинок.
2. Поликристаллические варианты на порядок проще в изготовлении, поэтому гелиоустройства этого типа стоят дешевле. Суть технологии в том, что кремний расплавляют, а потом медленно остужают, после нарезают поликристаллы на тонкие пластинки. Отличить разновидность несложно по характерному ярко-синему цвету.
3. На основе аморфного кремния. Этот вариант отличается от предыдущих тем, что используется технология, по которой испаряющийся кремний оседает на несущем элементе, потом этот тоненький слой покрывается защитным составом. Обычно устройства ставят на стенах домов и других строений.

Особенности конструкции панелей.

По эффективности лучше всего показывают себя монокристаллические батареи, их средний КПД обычно составляет от 14 до 20%. У поликристаллических этот показатель на порядок ниже – от 10 до 12%. Варианты с аморфным кремнием самые малопроизводительные, они рассчитаны на рассеянный свет и используются как вспомогательный источник энергии, их КПД – от 5 до 6%.

Кстати! У компании Sanyo есть собственная разработка – многослойная структура фотоэлемента, благодаря этому КПД их панелей равен 23%.

Разновидности фотоэлементов

Солнечные батареи классифицируются по нескольким признакам:

• мощности;
• конструкции и структуре;
• материалу фотоэлектрического преобразователя.

Мощность солнечных элементов зависит от их площади и конструктивных особенностей. Промышленностью выпускается большое количество моделей: от миниатюрных (например, для портативной электроники) до крупногабаритных вариантов (для зданий, электростанций).

Конструктивно модули могут быть:

• гибкими;
• жесткими.

Использование тонкопленочных гибких моделей позволяет нивелировать некоторые неровности монтажной поверхности. В этом плане они универсальнее. Но гибкие панели дороже жестких аналогов.

По структуре панели бывают двухслойными и многослойными. КПД последних достигает 32 %, что на сегодняшний день делает их наиболее эффективным вариантом.

ФЭП по материалу фотоэлектрического слоя могут быть:

• кремниевыми;
• органическими;
• теллурий-кадмиевыми;
• арсенид-галлиевыми;
• полимерными.

Это далеко не полный перечень. Постоянно появляются новые материалы.

Советы по выбору

При приобретении солнечных панелей необходимо рассмотреть главные критерии выбора.

• Область использования. Определитесь, для каких целей станет применяться приобретенная энергия: для зарядки небольшой техники, электроснабжения крупногабаритных электрических приборов, освещения или в целях полноценного электроснабжения дома. В зависимости от цели применения и определяется выходное напряжение и мощность панелей солнечных модулей.
• Напряжение. Для малогабаритных приборов хватает 9 В, с целью зарядки мобильных устройств и ноутбуков – 12-19 В, для обеспечения электроснабжения дома – 24 В и более.
• Мощность солнечной батареи влияет на ее размер, то есть более мощный агрегат будет иметь большую площадь, нежели аппарат с меньшим значением данного параметра. Необходимо убедиться, что покупаемая модель достаточно мощная для своевременной зарядки системы питания техники и по размерам вписывается в место монтажа конструкции.

Rate this post

Виды солнечных панелей

Что касается ячеек, то они бывают двух типов – монокристаллические и поликристаллические. Отличаются они по материалу изготовления, форме, эффективности преобразования энергии.

В монокристаллических ячейках при создании используются однородные по структуре кристаллы кремния.

У второго же типа ячеек применяются кристаллы кремния с разной структурой.

Структура кристаллов влияет на общую эффективность преобразования энергии.

У монокристаллических она выше, поэтому модуль с такими ячейками способен обеспечить выработку энергии по количеству одинаковую с поликристаллическим модулем, но при значительно меньших размерах самой панели. Но и стоимость монокристаллических панелей выше.

По внешнему виду эти модули различить легко. У монокристаллических панелей углы ячеек закруглены.

Автономные инверторы напряжения для солнечных батарей, устройство, принцип работы, как выбрать

Ячейки поликристаллического модуля имеет прямоугольную форму.

Недавно появились модули, ячейки которых выполнены из аморфного или микроморфного кремния.

Такие модули не имеют каркаса, и сделаны они в виде пленки, которая наклеивается на поверхность. Следует отметить, что такие модули являются самыми дешевыми из-за меньшего расхода кремния.

Canadian Solar

• номинальная мощность: 260-400 Вт
• средняя эффективность: 18-23,8 %
• гарантия: 25-30 лет
• ценовой диапазон: низкий, средний

Компания начала работу в 2001 году, чтобы уже в 2006 войти в число крупнейших мировых производителей гелиоэнергетической продукции. Сегодня у канадского холдинга есть дочерние предприятия в 24 мировых государствах на всех обитаемых континентах. В Канаде и Китае открыты собственные масштабные исследовательские центры.

Серьезный подход к научным исследованиям, солидные инвестиции, постоянное внедрение инноваций обеспечили высокое качество, железную надежность и отменную производительность даже в суровых условиях с минимальной солнечной активностью. Дополнительно к этому Canadian Solar внедрила строгий контроль качества на всех этапах производственных процессов.

Плюсы и минусы

• Возобновляемость. В отличие от газа или угля, энергия солнца почти бесконечна. По заверениям НАСА Солнце будет согревать Землю еще не менее 6.5 млрд лет.
• Доступность. Солнечные лучи освещают планету в должной мере почти везде (может быть кроме полюсов), продолжительности солнечного дня хватит для конвертации в электричество.
• Экологичность. Солнечная энергетика – наиболее перспективная отрасль добычи энергии под человеческие нужды с точки зрения борьбы с загрязнениями. В процессе добычи не выделяются вредные соединения, не портится ландшафт, не сбрасываются отходы.
• Бесшумность. Добыча электроэнергии из панелей не создает шума.
• Отсутствует необходимость в ежедневном обслуживании. При эксплуатации системы нет необходимости наблюдать за ней, достаточно раз в год очистить панели и раз в пять лет провести техническое обслуживание.

• Высокая стоимость. Оборудовать дом солярными панелями может вылиться в копеечку.
• Применение дорогостоящих и редких материалов. Вытекает из предыдущего пункта. Основной фактор высокой стоимости и редкости (особенно в наших широтах) применения.

Стоимость комплекта и основные технические характеристики, срок окупаемости

Цены на готовые комплекты в основном варьируются от 30 000 до 2 000 000 руб. Они зависят от составляющих их устройств (от вида батарей, количества приборов, производителя и характеристик). Можно встретить бюджетные варианты стоимостью от 10 500 руб. В эконом-набор входит панель, контроллер заряда, коннектор.

В стандартные комплекты включают:

• энергетический модуль;
• контроллер заряда;
• аккумулятор;
• инвертор;
• стеллаж *;
• кабель *;
• клеммы*.

* Предусмотрены в расширенной комплектации.

Стандартный комплект оборудованияИсточник proumnyjdom.ru

 Технические характеристики указывают в руководстве к применению:

• Мощность и размеры панелей. Чем больше нужна мощность, тем выгоднее покупать батареи больших размеров.
• Энергоэффективность системы.
• Температурный коэффициент показывает насколько температура влияет на мощность, напряжение и ток.

Так, например, комплект, мощностью 5 кВт С3 сетевой солнечной электростанции от компании «Хевел» – на базе гетероструктурных солнечных модулей – подойдёт для покрытия нужд энергоснабжения частного дома или небольших объектов в сфере бизнеса: павильоны, кафе, магазины, гостевые дома и т.д.

Сетевая солнечная электростанция Хевел позволяет экономить на счетах за электроэнергию, увеличивая при этом подведённую мощность на объекте. Автономные и гибридные солнечные электростанции Хевел оснащены аккумуляторными батареями, поэтому исключают перебои с электроснабжением, а также выручают в случае отсутствия на объекте подключения к основной сети.

Квалифицированные менеджеры компании «Хевел» помогут сделать расчёты энергопотребления и подобрать наиболее подходящий комплект для Вашего дома, а также выполнить монтаж и пуско-наладочные работы СЭС.

Длительная официальная гарантия на модули, официальная гарантия на все комплектующие, сертификаты соответствия качества – вот что отличает надёжного поставщика.

Все разработки, солнечные модули и ячейки проходят многостадийный контроль качества, а также испытания на прочность и износостойкость, что позволяет с уверенностью говорить о надёжности и долговечности модулей и конструкций, а также предоставлять гарантию на продукцию Хевел – до 25 лет.

Сетевая солнечная электростанция «Хевел» C3Источник hevelsolar.com

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.

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.

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.

Контроллеры

Перейдем к контроллерам заряда. Через них проходит выработанная энергия и подается на аккумуляторы.

Сейчас производятся два типа контроллеров – широтно-импульсной модуляции (ШИМ-контроллер) и слежения за точкой максимальной мощности (МРРТ-контроллер).

ШИМ-контроллеры более простые и доступные.

Однако при их использовании теряется до 30 % выработанной панелями энергии.

МРРТ-контроллер же способен произвести 100% выработку энергии, но и стоимость его значительно выше.

К примеру, выходная мощность панелей составляет 2 кВт. При использовании ШИМ-контроллера из-за потерь выработки конечная мощность составит 1400-1600 Вт. А вот МРРТ-контроллер способен обработать все 2 кВт мощности.

Поэтому рекомендуется при установке панелей с выходной мощностью свыше 1 кВт использовать МРРТ-контроллер.

Что касается мощностных показателей, то подбирается контроллер по мощности, которую он способен обработать.

Аморфные кремниевые батареи

Изготавливаются из аморфного (некристаллического) кремния a-Si, путем осаждения на гибкую подложку паров гидрида кремния. В результате образуется добиться стабильного фотоэлектрического эффекта получается уже при толщине пленки в несколько микрон.

Эффективность преобразования составляет порядка 8-11%, стоимость генерации лежит в пределах 0.5-0.7% за 1 Вт. Главный недостаток таких батарей – низкий КПД преобразования, что требует значительной площади для обеспечения необходимой мощности. Однако он с лихвой компенсируется возможностью установки на любые поверхности – гибкая подложка не требует ровных оснований и специальных конструкций для монтажа.

Кроме того, современные полиморфные модули могут работать с инфракрасным диапазоном, что существенно уменьшает потери эффективности при рассеянном освещении. В результате на долю аморфных элементов сегодня приходится порядка 10% мирового рынка.

Принцип действия фотоэлектрических преобразователей

Работа фотоэлементов базируется на фотоэлектрическом эффекте: при действии электромагнитных волн на вещество его электронам передается энергия фотонов. Весь рабочий процесс схематически в батареях проходит следующим образом:

1. Солнечное излучение воздействует на внешний (n) и на внутренний (р) слои.
2. В области р-n перехода создаются некомпенсированные электронно-дырочные пары.
3. Возникшие свободные электроны переходят из р-слоя в n-слой. Дырки поступают в обратном направлении.
4. В результате в первой пластине возникает переизбыток электронов. Она получает отрицательный заряд.
5. Вторая пластина становится положительно заряженной.
6. Создается источник постоянного тока.

Принцип действия ФЭП

Через металлические контакты электроны поступают в нагрузку. После нее они попадают обратно в n-слой. Цепь замыкается.

В зависимости от разновидности, ФЭП работают только при действии электромагнитного излучения определенного спектра частот. В двухслойных батареях в фотоэлектрическом движении принимают участие только те электроны, энергии которых достаточно для преодоления запрещенной зоны.

Использование многослойных фотоэлементов позволяет свести к минимуму данное ограничение. Такие приборы поглощают солнечную энергию в большем спектре излучения за счет послойного изменения ширины запрещенной зоны (изменяется от большей к меньшей).

Мощности отдельных ФЭП достаточно только для питания портативных устройств, например, наручных электронных часов. Для получения мощностей, достаточных для запитывания бытовых потребителей, отдельные фотоэлементы соединяют в солнечные модули.

Заключение

Учитывая тот факт, что использование солнечных панелей, питающихся от энергии Солнца в нашей стране на бытовом уровне еще не стало привычным делом, то, чтобы выбрать лучшую солнечную батарею нужно знать перечень наиболее важных параметров

Задаваясь вопросом солнечные батареи какие лучше, вот на что стоит обратить особое внимание: производитель, область использования, напряжение, качество фотоэлектрических элементов, мощность, срок службы, дополнительные параметры. Так, изучив все достоинства и недостатки солнечных энергосистем, вы сможете найти оптимальный вариант для нужного вам назначения

Подведение итогов

Мы рассмотрели отзывы, стоимость комплектов солнечных батарей для дома. Выводы такие:

1. Фотоэлектрические преобразователи незаменимы в условиях отсутствия проводного электричества или в местах, куда оно поставляется с перебоями.
2. Солнечные домашние электростанции сделают частный дом автономным и независимым.
3. Кроме прочего, с помощью экологически чистого источника энергии вы внесете свой вклад в сохранение природы.

Используя солнечные источники энергии, нужно заменить лампы на светодиодные и использовать современную энергосберегающую технику

Для удобства ухода за панелями предпочтительно размещать их на стене или на специальных подставках на участке.