Солнечные батареи для частных домов - сколько стоит комплект, расчет и установление
- принцип работы
- монокристаллические
- поликристаллические
- тонкопленочные панели
- Выбор солнечной батареи
- делаем расчеты
- Установка солнечных батарей
- вопрос цены
- Блиц-советы
С каждым годом увеличивается процент использования электрической энергии от альтернативных источников. Энергия ветра и солнца трансформируется человеком на протяжении десятилетий. Для этой цели применяются ветровые генераторы и солнечные батареи.
В последние годы себестоимость таких устройств значительно снизилась, что позволило расширить сферу применения таких устройств и использовать их для подключения электричества к частному дому.
Ветровые генераторы имеют существенные ограничения на установку в населенных пунктах, поэтому для частного использования более подходят солнечные батареи. Область применения этих элементов разнообразна.
Если устанавливается система с мощными аккумуляторами, то даже в пасмурные дни, запасенного в элементах батареи тока, достаточно для обеспечения частного дома электричеством. Преимущество таких установок заключается в их полной автономности.
В том случае, когда нет возможности подключить дом к сети переменного тока напряжением 220 вольт, использование солнечных батарей является достойной альтернативой.
Если дом подключен к электрической сети, то использование элементов, трансформирующих солнечную энергию в электрический ток, позволяет экономить значительные средства за счет уменьшения оплаты коммунальных услуг. Недостатки солнечных батарей заключаются в их высокой стоимости, а также в достаточно больших габаритах.
принцип работы
Электрический ток в солнечной батареи образуется между двумя кремниевыми пластинами. Эти пластины покрыты различными веществами и при освещении их солнечным светом пластина, покрытая фосфором, генерирует свободные электроны, которые по тонким медных проводов отводятся от элемента и направляются к потребителю.
Кремниевые солнечные батареи, в свою очередь, делятся на несколько типов:
монокристаллические
Этот тип солнечных элементов имеет однотипную поверхность черного цвета. Внутренний элемент состоит из цилиндрического слитка кремния, который обрезается по всем сторонам, чтобы увеличить поглощение ультрафиолетового излучения.
Благодаря такой внутренней форме достигается высокий КПД таких устройств, что позволяет значительно уменьшить габаритные размеры элемента при заданной мощности. Преимущества монокристаллических панелей заключается в их высоком эксплуатационном сроке, который при должном уходе и соблюдением правил эксплуатации прослужит более 25 лет.
Существенным недостатком этого типа солнечных батарей, является их высокая стоимость, а также влияние загрязнения поверхности или его затенения в одном секторе на общую производительность такого устройства.
поликристаллические
Устройства данного типа являются более распространенными и применяются как источники альтернативной энергии со второй половины 20 века. Производство поликристаллических батарей состоит из 2 этапов.
На первом этапе происходит расплавление кремния. На втором этапе расплав выливается в специальные формы квадратной формы. Таким образом, изготавливаются поликристаллические кремниевые элементы.
Преимущества таких устройств в том, что на стадии производства сокращается количество брака, этот факт положительно отражается на стоимости солнечных батарей.
Недостатками поликристаллических элементов является их неустойчивость к воздействию высоких температур. По производительности данные устройства уступают монокристаллическим моделям. КПД поликристаллических батарей составляет не более 18%. Для установки элементов этого типа нужно использовать открытый участок большей площади.
тонкопленочные панели
Этот тип солнечных панелей отличается невероятной гибкостью. Производство такого элемента происходит путем вакуумного напыления фотоэлектрического материала. Производительность таких устройств зависит от чистоты технологического процесса при производстве батарей.
Преимуществами таких элементов является относительно низкая стоимость, гибкость элементов, батареи хорошо переносят перегрева корпуса.
К недостаткам тонкопленочных батарей можно отнести необходимость в большой площади размещения панелей, срок эксплуатации таких элементов значительно ниже чем в кристаллических панелей, а основная сфера применения таких устройств заключается в использовании их в различных малогабаритные электронных приборах.
Выбор солнечной батареи
В первую очередь следует определиться с типом используемых кристаллов в электрическом элементе. Если есть возможность приобрести монокристаллические приборы, то это будет самым оптимальным вариантом, при достаточно высокой цене такие батареи прослужат очень долго и для их монтажа не требуется слишком большой открытой площадки.
Затем следует определиться с местом установки солнечных элементов. Для крепления солнечных батарей часто используются крыши домов. Располагаться панель с южной стороны, чтобы получать наибольшее количество энергии даже в короткий зимний день.
Солнечные электрические батареи являются дорогостоящими устройствами, поэтому гораздо выгоднее приобрести монокристаллическую панель известной фирмы производителя, которая дает многолетнюю гарантию на свою продукцию, чем купить дешевую батарею низкого качества, не сможет обеспечить стабильную выработку электричества из солнечной энергии.
делаем расчеты
Прежде чем приобрести батареи для частного дома, необходимо правильно рассчитать мощность приборов.
Расчет производится по определенной формуле, в которую необходимо ввести значение и коэффициенты:
РСП = Еп * k * Ринс / Еинс
где Рсп - мощность солнечных батарей в Вт:
Еп - потребляемая энергия, Втч в сутки
Еинс - среднемесячная инсоляция (из таблицы) кВтч / м2 / день;
Ринс - мощность инсоляции на земной поверхности на одном квадратном метре (1000Вт / м2);
k - коэффициент потерь на заряд - разряд аккумуляторов, среднее значение этого показателя 1,2-1,4.
Большое значение на объем произведенной энергии имеет количество солнечных дней в году, а также регион, в котором будет эксплуатироваться данное оборудование. Зная номинальную мощность каждой панели, можно рассчитать количество произведенной энергии в определенный месяц года.
Количество элементов, которые необходимо установить для обеспечения домовладения электричеством тоже рассчитать не трудно. Достаточно знать мощность приборов и устройств, которые могут быть одновременно подключены от альтернативной электрической сети.
Домашние потребители электроэнергии работают от сети переменного тока напряжением 220 В, электрические панели генерируют постоянный ток невысокого напряжения. Для трансформации тока необходимо установить инвертор, который по мощности будет равен суммарной мощности потребителей энергии.
Также в системе должно быть аккумулятор, который будет накапливать электрический ток в период, когда нагрузка на сеть минимальна, а батареи производят достаточное количество энергии.
Угол наклона устройства влияет на производительность электроэнергии.
Устройство производит электрический ток на максимальном уровне только в том случае, если корпус батареи находится в строго перпендикулярном положении относительно падающего на него солнечного света. Идеальная реализация стационарного крепления в этом случае невозможна из-за значительно изменения положения солнца в зависимости от времени года.
Для максимальной отдачи мощности в зимнее время нужно установить модули под углом 70 градусов. В летнее время угол наклона должен составлять 30 градусов. При стационарном размещении батарей следует выбирать среднее значение угла наклона до 50 градусов.
Установка солнечных батарей
Для установки устройств необходимо подготовить участок равный по площади элементов. Конструкция может быть установлена несколькими способами:
Процесс установки модуля осуществляется в следующей последовательности:
В процессе установки панелей следует соблюдать правила, чтобы получить максимальную отдачу от применения элементов:
Система отопления с применением солнечных батарей
вопрос цены
Стоимость устройства зависит от типа элемента, который производит трансформацию солнечной энергии в электрическую.
Кроме этого на цене продукта может существенно отражаться качество сборки и популярность бренда.
Ориентировочно солнечные панели можно приобрести по следующей цене: