Solarni paneli: karakteristike i značajke uporabe

Svaka minuta na površini našeg planeta dobiva mnogo sunčeve energije, bez koje je život na Zemlji nemoguć. Međutim, to nije sve što je sposobno, danas ulazimo u eru alternativnih obnovljivih izvora energije, koristeći aktivnost Sunca, vjetra i vode. Najveće solarne elektrane već proizvode oko 1% svjetske električne energije, tako da je budućnost u novim razvojima. I to dugujemo znanosti i modernim tehnologijama, zahvaljujući kojima je to postalo moguće.

Porast cijene električne energije će vas nelagodno prisiliti na razmišljanje o štednji. I izvrsna alternativa u ovom slučaju su prirodni izvori energije. Optimalno rješenje za privatnu kuću je alternativna elektrana - solarna baterija.

Zapravo, heliosistem je vrlo jednostavan i sastoji se od četiri glavna elementa.

• Solarna baterija - po obliku i veličini je pravokutna ploča s određenim brojem ploča. Osnova solarnih ćelija uključuje poluvodičke materijale. Minijaturni pretvarači se sastavljaju u module, a moduli u jedan solarni kolektorski sustav.
• Kontroler - obavlja funkciju posrednika između solarnog modula i baterije. Potrebno je nadzirati razinu napunjenosti baterije. Njegova uloga je iznimno važna u cijelom krugu - kontroler ne dopušta kuhanje ili pad električnog potencijala, što je nužno za stabilno funkcioniranje cijelog sustava.
• Inverter - pretvara istosmjernu struju solarnog modula u AC 220-230 volti. Hibridni mrežni pretvarač može za svoj rad koristiti i izravnu i izmjeničnu struju. No, treba imati na umu da inverter također zahtijeva energiju, a njegova potrošnja je oko 30% gubitka pretvorbe. I u oblačno vrijeme ili noću, sva energija za rad će se trošiti iz baterije. To jest, ako se baterija isprazni, pretvarač će prestati raditi.
• Baterija - pretvorena u električnu energiju, solarna energija se ne koristi uvijek u kući u cijelosti. Višak se može akumulirati u bateriji i koristiti u mračnom i oblačnom vremenu.

Glavni element svake solarne ćelije je fotoelektrični pretvarač.

U masovnoj proizvodnji koriste se tri vrste silicijevih elemenata.

• monokristalni - umjetno uzgojeni kristali silicija se režu u tanke ploče. Modul se temelji na pročišćenom čistom siliciju. Površina je više poput saća ili malih stanica koje su međusobno povezane u jednoj strukturi. Gotove male ploče međusobno su povezane mrežom električnih žica. U ovom slučaju, proizvodni proces je intenzivniji i energetski zahtjevniji, što utječe na konačni trošak solarne baterije. Ali monokristalni elementi imaju veću produktivnost, a prosječna učinkovitost je oko 24%. Vijek trajanja monokristalnih baterija je duži, a trajat će prosječno oko 30 godina.
• polycrystalline - na osnovi silicijske taline. Takvi se moduli smatraju najboljim rješenjem za stambene privatne ladanjske kuće. Nekoliko kristala silicija spojeno je u jednu fotocelicu. Površina polikristalne solarne ćelije ima nejednoliku površinu, zbog čega se svjetlo apsorbira gore. I učinkovitost, odnosno ispod, je unutar 20%. Vijek trajanja polikristalnog panela je 20-25 godina. Imaju karakterističnu razliku - tamno plavu boju premaza. Takvi moduli su jeftiniji od analognih, što omogućuje nadoknadu cijelog sustava za oko 3 godine.
• Tanki film - imaju fleksibilnu podlogu koja omogućuje postavljanje baterije na bilo koju površinu s kutovima i zavojima. Na površini akumulatora nanosi se tanki sloj poluvodiča. Takvi sustavi imaju očigledan nedostatak - malu učinkovitost. Produktivnost je u prosjeku oko 10%. Naime, za osiguravanje energije kod kuće bit će potrebno dvostruko više tankoslojnih baterija od polikristalnih. I životni vijek takvih ploča je manji od ostalih analoga - u prosjeku, vijek trajanja je oko 20 godina.

Idealno ako solarni paneli mogu u potpunosti osigurati kuću struju. No često se energija Sunca koristi za opskrbu toplom vodom ili za grijanje. No, da bi se ispunio bilo koji od ovih ciljeva, potrebno je izračunati stvarnu snagu po kvadratnom metru i potreban broj modula. Snaga solarnog modula ovisi o količini sunčeve svjetlosti koja udara u površinu baterije. Da biste napravili pravi izbor, trebali biste proučiti i princip rada kućne mini-elektrane.

Prvi prototip solarnog kolektora, koji je svima poznat od prošlog stoljeća, ljetni je ljetni tuš. Bio je to veliki kontejner koji je bio obojen u crno, voda u njemu se grijala tijekom dana, što je svakom ljetnom stanovniku omogućilo da se navečer tuširaju toplim tušem.

Solarni kolektor je ravna ploča koja se nalazi na ulici.obično na krovu, te je u stanju pretvoriti 90% sunčevog zračenja u energiju. U budućnosti se energija šalje u sustav i distribuira prema potrebama napajanja. Ali ako se solarni sustav koristi za grijanje ili toplu vodu, onda se energija uz pomoć pumpe male snage šalje u spremnik.

U različito doba dana iu različitim godišnjim dobima mijenja se razina osvjetljenja. Stoga, da bi se osiguralo neprekidno napajanje kuće, solarna baterija ima cijeli sustav. Znanstvenici su naučili kontrolirati takav mikrofizički fenomen kao fotoelektrični učinak. I premda se na prvi pogled čini da je načelo djelovanja tehnički složeno, u stvarnosti princip rada i sklop električnog kruga izgleda vrlo jednostavno.

Svatko može instalirati solarne panele u svom domu.

Osim toga, imaju mnoge prednosti.

• Energetska učinkovitost - ovisno o tipu solarnih ćelija imaju drugačiji pokazatelj. No, prosječna učinkovitost je od 14 do 30%.
• Solarni paneli su posebno traženi u prigradskim područjima. I za to postoje dva razumna objašnjenja. Prvo, dacha parcele se često nalaze daleko od centraliziranih izvora opskrbe energijom u područjima s slabo razvijenom infrastrukturom. Drugo, pretvaranje sunčeve svjetlosti u energiju posebno je važno na vrhuncu ljetne sezone - ljeti.
• Ako je potrebno, mini-elektrana se može nadopuniti novim solarnim panelima radi povećanja snage.
• Štednja - za južne regije zemlje, korištenje solarnih panela za toplu vodu može uštedjeti do 60% energije u prosjeku godišnje: 30% zimi i 100% ljeti.
• Takvi su sustavi relevantni ne samo za privatnu uporabu, primjerice za dom, već i za tvrtke, obrazovne i medicinske ustanove. U proizvodnoj radionici solarni panel može se koristiti kao dodatni izvor topline za centralno grijanje zimi, a ljeti za opskrbu procesnom toplom vodom.
• Prednost je u tome što je potrebno samo jednom platiti opremu, nakon čega sustav ne zahtijeva nikakva ulaganja i održavanje.
• Ekološki izvor energije posebno je važan aspekt planskog plana, jer rezerve energije na Zemlji nisu neograničene.
• Pouzdanost - u ovom slučaju, mnogo ovisi o odabranom modelu i ispravnoj instalaciji.

Važno je napomenuti da se sustav isplati za nekoliko godina i omogućuje vlasniku da uštedi mnogo novca u budućnosti. Na primjer, na temelju današnjih tarifa za električnu energiju i dizel, možemo sa sigurnošću reći da će se solarni sustav isplatiti za 3-4 godine u privatnoj seoskoj kućici za obitelj od 5-7 osoba. A kada se kreće od plina - doigravanje će biti do 8-10 godina.

Danas, razne vrste solarnih panela dobivaju sve veću popularnost. Na prvi pogled može se činiti da su svi solarni moduli isti: veliki broj pojedinačnih malih solarnih ćelija međusobno je spojen i prekriven prozirnim filmom. No u stvarnosti se svi moduli razlikuju po snazi, dizajnu i veličini. U ovom trenutku, proizvođači su podijelili solarni sustav na dva glavna tipa: silicij i film.

U kućanstvu se solarni paneli ugrađuju sa silicijskim fotonaponskim ćelijama. Oni su najpopularniji na tržištu. Od kojih se također mogu razlikovati tri tipa - to je polikristalni, monokristalni, oni su već opisani detaljnije u članku, i amorfni, o čemu će biti više riječi.

Amorfni - također su izrađeni na bazi silicija, ali također imaju fleksibilnu elastičnu strukturu. Ali oni nisu izrađeni od kristala silicija, ali iz silana - drugo ime je silicij vodik. Među svojstvima amorfnih modula može se primijetiti izvrsna izvedba čak iu slučaju oblačnog vremena i mogućnosti ponavljanja bilo koje površine. No, učinkovitost je mnogo niža - samo 5%.

Druga vrsta solarnih panela - film, proizveden na temelju nekoliko tvari.

• Kadmij - takvi paneli razvijeni su 70-ih godina prošlog stoljeća i korišteni u prostoru. Danas se kadmij koristi iu proizvodnji industrijskih i domaćih solarnih elektrana.
• Moduli na bazi poluvodiča CIGS - razvijeni su od bakra, indij selenida i su filmske ploče. Indij je također široko korišten u proizvodnji LCD monitora.
• Polimer - također se koristi u proizvodnji solarnih modula. Debljina jednog panela je oko 100 nm, ali učinkovitost ostaje na 5%. No, iz prednosti se može primijetiti da su takvi sustavi pristupačni i ne ispuštaju štetne tvari u atmosferu.

Ali i danas su na tržištu prisutni manje glomazni prijenosni modeli. Posebno su dizajnirani za uporabu tijekom aktivnosti na otvorenom. Često se takve solarne baterije koriste za punjenje prijenosnih uređaja: malih naprava, mobilnih telefona, kamera i kamkordera.

Prijenosni moduli su podijeljeni u četiri tipa.

• Niske snage - daju minimalnu naplatu, što je dovoljno za punjenje mobilnog telefona.
• Fleksibilan - može se valjati i imati malu težinu, zbog toga, zbog velike popularnosti među turistima i putnicima.
• Vezano za podlogu - imaju znatno veću težinu, oko 7-10 kg i, prema tome, daju više energije. Takvi moduli su posebno dizajnirani za uporabu u putovanjima na dugim putovanjima, a mogu se koristiti i za djelomično autonomno napajanje ladanjske kuće.
• Univerzalni - neophodan u planinarenju, uređaj ima nekoliko adaptera za istodobno punjenje raznih uređaja, težina može doseći 1,5 kg.

Mračno vrijeme nije važno za Sunčev sustav. Glavna stvar ovdje je broj jasnih svjetlosnih dana. Na primjer, ako koristite solarnu ploču za opskrbu toplom vodom, čak i tijekom zimskog razdoblja mraza od trideset stupnjeva možete stabilno imati vodu u spremniku na temperaturi od 40 ° C - 50 ° C.

U regijama s izrazito kontinentalnom klimom i oštrom zimom nemoguće je napustiti centralno grijanje. Međutim, moguće je dopuniti sustav indirektnim spremnicima za grijanje, koji omogućuju kombiniranje različitih izvora topline s mogućnošću automatskog uključivanja sunčeve energije i po potrebi.

Također možete koristiti solarni sustav za potporu grijanja u "toplom podu". U isto vrijeme za 100 četvornih metara poda trebate oko 8 kolektora. Ali u ljeto, takav veliki sustav će biti suvišan, osim što ga možete koristiti za održavanje temperature u bazenu ili sauni.

Njegova uloga u sustavu je sasvim razumljiva - baterija će vam omogućiti zalihe električne energije iz solarnog modula. A onda će biti moguće koristiti solarnu energiju kao električnu energiju.

Instaliranje solarnog sustava na vlastitom mjestu košta pristojan iznos. Prije ugradnje solarne baterije potrebno je odrediti potrebnu snagu za sve uređaje. I prije svega, potrebno je izračunati optimalno vršno opterećenje u kilovatima i racionalno uvjetnu prosječnu potrošnju energije u kilovatima / satu kako bi se zadovoljile potrebe kuće ili mjesta.

Za racionalno korištenje solarne energije potrebno je odrediti:

• vršno opterećenje - da bi se odredilo, potrebno je dodati snagu svih uređaja koji su istovremeno spojeni;
• maksimalna potrošnja energije - parametar potreban za određivanje kategorije uređaja koji moraju raditi u isto vrijeme;
• dnevna potrošnja određena je množenjem pojedinačne snage jednog uređaja s vremenom u kojem je radio;
• prosječna dnevna potrošnja - određuje se dodavanjem potrošnje energije svih električnih uređaja za jedan dan.

Svi ovi podaci potrebni su za kompletan set i stabilan naknadni rad solarne baterije. Dobivene informacije omogućit će odabir prikladnijih parametara baterije - skupih elemenata Sunčevog sustava.

Za sve kalkulacije trebat će vam list u ćeliji ili, ako želite raditi na računalu, tada će biti najpogodnije koristiti Excel datoteku. Pripremite predložak tablice s 29 stupaca.

Navedite imena grafikona u redu.

• Naziv aparata, kućanskih aparata ili alata - stručnjaci preporučuju početi opisivati ​​potrošače energije iz hodnika, a zatim se kretati u smjeru kazaljke na satu ili u suprotnom smjeru. Ako kuća ima više od jednog kata, tada je polazište svih sljedećih razina stubište. Također ukazuju na ulične električne uređaje.
• Pojedinačna potrošnja energije.
• Vrijeme od 00 do 23 sata, to jest, za ovo vam je potrebno 24 stupca. U stupcima tijekom vremena morat ćete odrediti dva broja u obliku djelića: trajanje rada tijekom određenog sata / pojedinačne potrošnje energije.
• U stupcu 27 navedite ukupno vrijeme rada uređaja po danu.
• Za 28 stupaca potrebno je međusobno pomnožiti podatke iz 27 stupaca pojedinačno utrošenom snagom.
• Nakon popunjavanja tablice izračunava se ukupno opterećenje svakog uređaja za svaki sat - dobiveni podaci unose se u stupac 29. \ t

Nakon punjenja posljednji stupac određuje se prema dnevnoj prosječnoj potrošnji. Za to su sažeti svi podaci u posljednjem stupcu. No, ovaj izračun ne uzima u obzir potrošnju cijelog sustava solarnih kolektora. Za izračun ovih podataka potrebno je u konačnim izračunima uzeti u obzir pomoćni faktor.

Takav pažljiv i mukotrpan izračun će vam omogućiti da dobijete detaljnu specifikaciju potrošača energije, uzimajući u obzir satna opterećenja. Budući da je solarna energija vrlo skupa, njezina potrošnja mora biti minimizirana i racionalno korištena za napajanje svih uređaja. Primjerice, ako se solarni kolektor koristi kao rezervno napajanje kod kuće, dobiveni podaci omogućit će uklanjanje energetski intenzivnih uređaja iz mreže do konačne obnove glavnog napajanja.

Za stalnu opskrbu kuće solarnom baterijom prilikom izračunavanja satnih opterećenja se pomiče naprijed. Potrošnja električne energije mora se prilagoditi tako da se isključe izvanredne situacije tijekom rada sustava i izjednače maksimalna opterećenja.

Ovaj grafikon jasno pokazuje kako učinkovito iskoristiti energiju sunca u kući. Početni grafikon pokazuje da je opterećenje raspoređeno nasumično tijekom dana: prosječna dnevna satna stopa bila je 750 W, a pokazatelj potrošnje 18 kW na sat. Nakon preciznih izračuna i pravilnog planiranja, bilo je moguće smanjiti dnevnu potrošnju na 12 kW / sat, a prosječna dnevna satna opterećenja na 500 W. Ova opcija distribucije napajanja također je prikladna za rezervno napajanje.

Solarni paneli su najistaknutija postignuća na području alternativne energije. Oni obavljaju bitnu funkciju za uštedu energije i očuvanje prednosti civilizacije. Ljeti, u zemlji, solarni paneli mogu se koristiti za napajanje električnih aparata i kućanskih aparata, sustava grijanja ili tople vode.

Turisti i putnici, u pravilu, biraju prijenosne solarne baterije za punjenje prijenosnih uređaja. Oni su nezamjenjivi na mjestima gdje nema napajanja.

Takvi uređaji se također mogu koristiti za napajanje stana. A ako prozori vašeg apartmana gledaju na sunčanu stranu, možete sigurno instalirati solarne panele na balkonu ili ispred kuće, samo trebate najprije dobiti dozvolu od tvrtke za upravljanje ili HOA.

Solarni paneli mogu se postaviti na krov kuće, bilo da je nagnut ili ravan, ili na balkon, fasadu ili čak u dvorište. Ali bit će također potrebno rasporediti prostor na tavanu ili u podrumu za ostatak sustava.

Prilikom ugradnje solarnog panela morate slijediti osnovne preporuke stručnjaka.

• Pažljivo razmotrite sve elemente solarnog sustava prije kupnje za oštećenja i oštećenja. Tijekom isporuke čuvajte originalnu ambalažu kita kako biste spriječili oštećenje zaslona.
• Glavni elementi kontrole i podešavanja solarnih ćelija zauzimaju minimum prostora. U pravilu, neophodni minimum uključuje inverter, kontroler i bateriju. Također, ako klima u regiji i tehničke značajke mjesta dopuštaju, uređaji za kontrolu i nadzor mogu se instalirati na ulici.No, bolje je odabrati grijanu suhu prostoriju za cijeli sustav mini-elektrana, jer kada temperatura okolnog zraka padne na -5 ° C, kapacitet baterije se prepolovljuje.

• Solarni moduli, kontroleri i pretvarači dostupni su ispod 12, 24 i 48 volti. Visoki napon omogućuje korištenje žica s manjim poprečnim presjekom. No, što je napon niži, na primjer pri 12 V, lakše je zamijeniti oštećene baterije. Kada radite s 24 volta, morate zamijeniti baterije u parovima. A kada zamijenite 48-voltnu bateriju, trebat će vam 4 baterije na jednoj grani, što je zauzvrat opasno i može dovesti do električnog udara.
• Za sustav solarne baterije morate koristiti posebne baterije označene Solar. Idealno bi bilo da sve baterije budu od istog proizvođača i iz iste serije.
• Broj fotoćelija u jednom modulu treba biti od 36 do 72 komada - to je optimalna količina za dobivanje navedene struje. Dva modula s brojem fotoćelija ne smijete instalirati od 72 do 144. Prvo, problem je u transportu. I drugo, oni su prvi koji propadaju tijekom jakih mraza.

• Veliki moduli trebaju imati ojačani kućište i dodatnu zaštitu u obliku stakla. Budući da su moduli instalirani na krovu, oni su teška opterećenja u obliku padalina i vjetra.
• Potrebno je sastaviti komplet solarne baterije na otvorenom prostoru ili u prostranoj prostoriji.
• Za postavljanje solarnog panela na parcelu potrebno je odabrati dobro osvijetljeni otvoreni prostor na kojem se ne pojavljuju sjene iz susjednih zgrada ili stabala. Savršeno za to odgovara krovu kuće ili bilo koje druge zgrade.
• Kut nagiba solarnih modula igra veliku ulogu u dobivanju energije. Protok energije je proporcionalan položaju sunca. Stoga je vrijedno predvidjeti mogućnost promjene kuta nagiba za pričvršćivanje kada se mijenja sezona, kada se promijeni položaj sunca i smjer zraka.

Integrirani heliosustav zahtijeva znatna ulaganja. Ali sav utrošeni novac će biti vraćen u budućnosti. Razdoblje povrata sredstava ovisno o broju modula i metodama korištenja sunčeve energije varirat će. No, ipak je moguće smanjiti početne troškove ne zbog gubitka kvalitete, već zbog razumnog pristupa izboru komponenti solarne baterije.

Ako ste neograničeni u području instalacije solarnih modula, a imate pristojan prostor, onda 100 kvadratnih metara. Možete instalirati polikristalne solarne ploče. To će uštedjeti znatan iznos u obiteljskom proračunu.

Ne pokušavajte u potpunosti pokriti krov solarnim panelima. Za početak, instalirajte par modula i povežite s njima opremu koja radi s konstantnim naponom. Možete povećati snagu i povećati broj modula s vremenom.

Ako ste u proračunu ograničeni, možete odbiti instalaciju kontrolera - Ovo je pomoćni element koji je potreban za praćenje razine baterije. Umjesto toga, možete dodatno spojiti drugu bateriju na sustav - to će izbjeći prekomjerno punjenje i povećati kapacitet sustava. A za kontrolu punjenja možete koristiti uobičajene satove automobila, koji mogu mjeriti napon, a koštaju mnogo manje.

Prilikom odabira solarne baterije za dom, trebate se usredotočiti ne samo na omjer cijene i kvalitete, nego i na marku. Morate apsolutno imati povjerenja u proizvođača u ovom važnom pitanju. A kako bi se utvrdila kvaliteta proizvoda, trebate se upoznati s tehničkom putovnicom i recenzijama.

Često na tržištu možete pronaći cjevasti vakuumski kolektor. Takve ploče se proizvode uglavnom u Kini i teoretski imaju veću učinkovitost. No, zimi se na takvim proizvodima pojavljuje mraz, a snijeg na površini. Sloj padalina ne dopušta sunčevim zrakama da prođu, a vrućim ljetnim danom takav sustav može “prokuhati” ako nije na vrijeme pokriven kako bi ga zaštitio od pregrijavanja.

Razmislite o najpopularnijim solarnim panelima na tržištu.

Sharp je marka japanske korporacije, poznate u proizvodnji solarnih ćelija velike snage. Proizvedeni proizvodi podliježu temeljitom istraživanju i testiranju. Solarni moduli imaju tri sloja, a učinkovitost se kreće od 37,9% do 44,4%.

IES - proizveden u Španjolskoj. Glavna značajka proizvoda smatra se dva sloja modula i učinkovitost unutar 32%, što se u konačnici odražava u trošku. Španjolski brand solarni paneli su mnogo jeftiniji od japanskih kolega, ali i dalje ostaju vrlo skupi za korištenje u privatnim kućama.

Amonix je također među vodećima u proizvodnji solarnih ćelija za industrijsku uporabu. Učinkovitost proizvoda je 36%.

Sun Power - američki brand solarni paneli također su uključeni u ocjenu učinkovitih sustava. Učinkovitost popularnih modela je 21%.

Telecom-STV - paneli proizvedeni u Rusiji (Zelenograd) također zauzimaju vodeće pozicije među proizvođačima. Raspon proizvoda je vrlo širok. Tvrtka nudi monokristalne baterije od 18 do 270 W, višekristalne - od 5 do 250 W, za plovila - od 16 do 215 W, a preklop - od 120 do 180 W. Učinkovitost solarnih modula je 20-21%, ali u isto vrijeme trošak baterija je manji za 30% u usporedbi s uvoznim markama.

To je samo mali dio poznatih proizvođača solarnih ćelija. Ali nemojte odbiti druge domaće robne marke. Tako, na primjer, tvrtka Hevel (Chuvashia, Rusija) proizvodi mikromorfne tankoslojne baterije. Kao što su istraživanja pokazala, poboljšana ploča tvrtke učinkovitije hvata zrake raspršene energije. I, ne manje važno, domaći solarni paneli imaju atraktivan izgled i mogu se instalirati ne samo na krov, već i na fasadu zgrade.

Ne razmislite o instalaciji jeftinih dvostrukih solarnih modula s velikim brojem fotoćelija. Kao što praksa pokazuje, za vrijeme neuobičajenih mrazeva koji su sustavno pogodili mnoga područja u zemlji, upravo se ti paneli raspadaju. Stvar je u tome da se tanak prozirni film, koji se proteže na površini modula, stisne u hladno i odlijepi od velike napetosti i lomova. Zašto se smanjuje učinkovitost solarne baterije, što može dovesti do brzog kvara.

Pri odabiru prikladnog sustava potrebno je obratiti pozornost i na činjenicu da se snaga heliosustava s vremenom smanjuje za 10%.

Isto tako smanjite resurse panela mogu:

• oštećeni film na površini modula;
• zamagljivanje filma;
• površinska deformacija.

Ne tako davno znanstvenici su došli do zaključka i dokazali mogućnost skladištenja topline u zemlji. Što otvara velike izglede za alternativnu energiju. Višak ljetne vrućine može se pohraniti u podzemnim ili vodenim akumulatorima koji se nalaze na dubini od 2 do 35 metara i koriste energiju zimi kao grijanje ili struju.

Savjeti za solarne panele - u sljedećem videozapisu.