Солнечные батареи для дома

Солнечная батарея — это техническое устройство, предназначенное для преобразования солнечной энергии в электрическую.

Как выбрать

Солнечная батарея для дома представляет из себя определенное количество фото ячеек изготовленных на основе кремния и помещенных в общий корпус. По своему составу ячейки бывают:

• Из поликристаллов;
• Из монокристаллов;
• С напылением кремния.

При выборе данного технического устройства основными критериями служат следующие показатели:

1. Стоимость батареи.
2. Технические характеристики, главным из которых является КПД устройства и его мощность;
3. Безопасность устройства – техническая и экологическая.

На что обратить внимание

Прежде чем выбрать источник электрической энергии, каковым являются солнечные панели, необходимо определиться в каком качестве данные устройства будут работать в системе энергоснабжения.

Солнечные электростанции, основной частью которых и являются солнечные батареи, могут работать в качестве:

• Источника аварийного электроснабжения потребителей – для обеспечения электрической энергий источников аварийного освещения и систем отопления работающих в постоянном цикле (циркуляционные насосы, электрические клапана и задвижки и подобные устройства);
• Источника электроснабжения в полном цикле работы потребителей – когда все потребители подключены исключительно к системе солнечной электростанции;
• Источника питания для части объектов потребления электрической энергии – когда работа солнечных батарей совмещена с функционированием централизованной сети электроснабжения.

При выборе солнечных батарей следует обратить внимание на тип батареи. Материал, из которого изготовлены фото ячейки, оказывает влияние на все параметры выбора устройства приведенные выше, это:

Батареи из монокристаллов

• способны работать в системах основного электроснабжения в регионах со значительной солнечной активностью.

Положительные свойства батарей этого вида:

• Высокий КПД – до 22%;
• Незначительные габаритные размеры;
• Продолжительный срок эксплуатации (до 25 лет).

Недостатками данного вида являются:

• Высокая стоимость;
• Подверженность влиянию факторов окружающей среды.
• Батареи из поликристаллов.

Батареи из поликристаллов

Положительные свойства батарей этого вида:

• Более низкая стоимость, чем у монокристаллических аналогов.

Недостатками данного вида являются:

• Более низкий КПД, который составляет до 18%;
• Большие габаритные размеры, для достижения аналогичных показателей как у монокристаллических аналогов;
• Менее устойчивы к воздействию повышенных температур, чем монокристаллические аналоги.
• Батареи с напылением кремния или гибкие панели.

Батареи с напылением кремния

Положительные свойства батарей этого вида:

• Низкая стоимость устройств;
• Удобство при монтаже и эксплуатации;
• Способность работать при косвенном освещении.

Недостатками данного вида являются:

• Более низкий КПД, который составляет до 13%;
• Требуются большие площади для установки необходимого количества панелей, чтобы достигнуть аналогичных показателей по мощности как у аналогов;
• Более сложные способы крепления и большие затраты на монтаж устройств;
• Меньший срок службы чем у аналогов.
• Батареи из микроморфного кремния —

Положительные свойства батарей этого вида:

• Оптическое поглощение выше чем у аналогов;
• Малая толщина, менее 1,0 мкм;
• Способность работать при слабом освещении (пасмурная погода, затенение);
• Повышенная гибкость устройств.

Недостатками данного вида являются:

• Низкий КПД, который составляет до 6,0 %;
• Сложные способы крепления.

Исходя из приведенной информации и в соответствии с возможностями следует воспользоваться следующими советами, как то:

1. В случае отсутствия достаточного количества площадей, на которых планируется разместить солнечные батареи, следует остановить свой выбор на монокристаллических устройствах.
2. Если стоимость батарей с монокристаллами высока, то следует установить батареи с фотоэлементами на основе поликристаллов.

• При решении выбрать гибкие панели – не стоит забывать о стоимости их монтажа.

Средняя стоимость комплектов

Стоимость комплекта солнечных батарей зависит от:

1. Мощности устройства;
2. Страны и фирмы производителя;
3. От вида фотоэлементов.

В зависимости от выше приведенных факторов оказывающих влияние на стоимость устройства, цена за одну единицу, может составлять от 2000,00 до 50000,00 рублей.

В связи с тем, что альтернативные источники энергии получают все большее распространение среди потребителей, а также с техническим прогрессом в различных областях производства, количество предприятий выпускающих солнечные батареи во всех технически развитых странах постоянно увеличивается. В связи с этим стоимость устройств имеет тенденцию на снижение, а технические характеристики улучшаются.

Сколько стоит монтаж?

Стоимость монтажа солнечных батарей зависит от:

• Региона выполнения работ;
• Вида солнечных батарей;
• Мощности (количество панелей) монтируемой установки.

Стоимость работ данного вида, у специализированных организаций, начинается с 10000,00 рублей, без учета стоимости проезда специалистов и заказа специальной техники, если это потребуется.

Для определения примерной стоимости работ, можно взять за основу стоимость комплекта оборудования, тогда стоимость по его монтажу составит 12,0 –20,0 % от этой суммы.

Можно ли сделать своими руками — как это сделать?

Обладая навыками работы с ручным инструментом и основами электротехники можно собрать солнечную батарею своими руками. Единственное условие успешной работы – это наличие фотоэлементов, потому как кустарным способом эту составную и главную часть устройства изготовить невозможно.

Изготовление устройства происходит в несколько этапов:

• Изготовление каркаса батареи;
• Соединение фотоэлементов в единую схему (пайка элементов с устройством клемм вывода);
• Монтаж устройства с герметизацией поверхностей и выходов.

Краска можно изготовить из имеющихся в наличии материалов, это может различный пиломатериал, уголки или профиль из легких металлов или пластика. Размер каркаса определяется из геометрических размеров одного фотоэлемента и их количества.

На дно каркаса ложится уплотнитель (поролон или подобный материал). На лицевой поверхности каркаса, которая может быть изготовлена из любого вида стекла, укладываются посредством герметика фотоэлементы, после чего они соединяются в общую схему и прижимаются уплотнителем. Каркас закрывается, места выводов проводов герметизируются.

Панель готова к работе.

Принцип работы солнечных батарей

Работа солнечных батарей основана на разности потенциалов, которые образуются внутри фотоэлементов при попадании на них света.

В состав каждой батареи входит определенное количество фотоэлементов, которые при последовательном соединении между собой увеличивают напряжение на концах цепи, при параллельном соединении, увеличивается сила получаемого электрического тока. При комбинированном соединении фотоэлементов (последовательно и параллельно) в одном устройстве, можно получить увеличение мощности солнечной батареи в целом. В процессе преобразования энергии получается постоянное напряжение.

Фотоэлемент состоит из двух слоев полупроводников обладающих различной проводимостью. Один из слоев обладает «n» проводимостью – это катод устройства, второй с «p» проводимостью – это анод. К обоим полюсам фотоэлемента подсоединены контакты для включения в общую схему батареи и в общую сеть электроснабжения.

Слои обладающие электронной проводимостью («n» проводимость) и слои с дырочной проводимость («p» проводимость) взаимодействуют при воздействии солнечного света. В слое с «p» проводимостью возникает перемещения «дырок», электроны движутся по «дыркам», в результате чего появляется электрический ток.

Между слоями обладающей различной проводимостью существует «p-n» переход, по своей сути выполняющий роль диода электрической сети. Под воздействием солнечных лучей электроны получают энергию и проникают через «p-n» переход, из-за чего количество дырок и электронов меняется, и это приводит к возникновению разности потенциалов между слоями. Соответственно разность потенциалов приводит к появлению электрического тока между слоями фотоэлемента.

Плюсы и минусы

Как у любого технического устройства, так и у солнечных батарей, есть присущие им достоинства и недостатки.

К плюсам использования относятся:

• Экологическая безопасность устройств в процессе эксплуатации;
• Работая в составе солнечных электрических станций являются возобновляемым источником энергии;
• Обеспечивают потребителей электроэнергией с низкой себестоимостью;
• С помощью устройств имеется возможность обеспечить автономность электроснабжения в любом регионе проживания;
• Продолжительный срок эксплуатации.

К минусам данного типа электростанций относятся:

1. Зависимость от погодных условий, времени суток и времени года;
2. Малая производимая мощность;
3. Сезонность работы;
4. Низкий КПД установок;
5. Высокая стоимость оборудования.

Отзывы владельцев

В связи с тем, что солнечные электростанции получают все большее распространение среди потребителей, то и отзывов о подобных устройствах достаточно много в сети интернет и технической литературе.

Вот некоторые из них:

Алексей (Свердловская область):

«Купив дачный участок и несколько лет жизни отдав на его благоустройство, не захотелось все бросать по причине отсутствия электроснабжения нашего дачного кооператива. Купили комплект солнечную электростанцию «Дача «Свет-Телевизор-Холодильник 1500W-100х2P», выпускаемую, компанией IKAR FIRM (г. Санкт-Петербург) и решили все свои проблемы связанные с электричеством. В комплекте станции был:: две поликристаллические панели мощностью 100 Вт каждая, зарядный контроллер, инвертор, провода и крепежные элементы. Вся семья очень довольна».

Мария (республика Карелия):

«У нас небольшой гостевой дом на берегу одного из многочисленных озер нашего замечательного края. Гостей не так много, особенно в межсезонье, поэтому для снижения текущих затрат прибегаем ко всем возможным способам. Установили на крыше дома солнечные панели — 6 штук. Правда предварительно изучили различные варианты устройств и способы их установки, и остановили свой выбор на отечественной установке — электрическая станция «Дом», мощностью 7.5 кВт. В комплект электростанции входили 6 панелей на фотоэлементах, мощность 250,0 Вт каждая, контроллер, инвертор, аккумуляторная батарея. Электростанция производит до 7,5 кВт/часов электроэнергии, ее максимальная мощность 1,5 кВт. Пользуемся установкой регулярно, затраты на содержание зданий снизились. Очень довольны».