Рекомендовать:

Как выбрать солнечные батареи для дома: виды, принцип работы и характеристики

Уже не одно столетие прошло с  тех пор, как родилась идея о применении солнечной энергии в бытовых целях, к примеру, для автономного отопления дома или езды на автомобиле. Солнечные батареи для дома – устройства, которые на сегодняшний день может позволить себе каждый человек. В большинстве стран мира с преимущественно жарким климатом солнечное электроснабжение является неотъемлемым атрибутом установки дома. Но, к сожалению, нашей страны это пока не коснулось, хотя мода неуклонно растет.

Солнечные батареи для домаТеперь такие устройства не являются новшеством и диковинкой, а наоборот желанием многих. Некоторые путают понятия «солнечные батареи» и «коллекторы». Хотя принцип их работы и система значительно отличаются. В отличие от коллекторов батареи вырабатывают электричество под воздействием энергии Солнца напрямую без теплоносителя. А посколькуежегодно такие устройства совершенствуют, на сегодняшний день они стали максимально компактными и оригинальными по внешнему виду. Потому их чаще называют солнечными панелями. Данная статья повествует о том, как работает система солнечного электроснабжения, какие выбрать, какова стоимость.

ОГЛАВЛЕНИЕ

  • Определение и принцип работы
  • Виды солнечных панелей
  • Критерии выбора

Определение и принцип работы

Солнечные батареи – система, состоящая из фотоэлектрических преобразователей, благодаря которым возникает фотоэффект. Фотоэффект осуществляется за счет переходов р-n. Принцип работы устройства заключается в преобразовании солнечной в электрическую энергию. Основой и ключом данного преобразования является полупроводник. Самым эффективным и актуальным на сегодняшний день фотоэлементом считается кремний.

В производстве автономного электроснабжения от энергии Солнца существуют два типа кремния: поликристаллические и монокристаллические. Монокристаллический кремний характеризуется по внешнему виду  темно-серым оттенком и тонкими линиями поверхности. Он производится в промышленных условиях и в процессе производства разрезается на тончайшие пластины. Поликристаллический кремний является представителем полупроводников нового поколения с большим процентом коэффициента полезного действия. Процесс изготовления поликристаллического кремния кардинально отличается отего предшественника. Применяется способ литья, а внешний вид пластины на основе поликристаллического кремния характеризуется синим оттенком с переливами. Поликристаллический кремний дополняют другими микроэлементами, такими как мышьяк и бор.

Принцип работы солнечных батарей

Как выше писалось, чтобы преобразовать такую энергию в электричество следует организовать все условия для создания фотоэффекта, связанного с физическими термином «переход р-n». Фотоэлемент имеет конструкцию, состоящую из  двух частей, так сказать пластин, кремния. В одной из пластин находятся атомы бора, а в другой – мышьяка.еще одним отличием такой конструкции считается переизбыток электронов в одном слое и недостаток в другом. Границей верхнего и нижнего слоев является этот самый переход p-n.

Итогом соприкосновения солнечных лучей с полупроводником становится освещение и взаимодействие верхнего и нижнего слоев по типу электродов обычной батареи. Солнечная энергия активизирует электроны, находящиеся в пластине. Далее происходит перемещение их по кругу с одного слоя в другой. Чтобы в такой ситуации получить автономное электроснабжение следует напаять тонкий слой проводника и организовать подключение к напряжению. Поскольку такая энергия получается природным путем без применения химических реакций, срок эксплуатации системы достаточно большой, что подтверждают многочисленные отзывы пользователей.

Известно, что целенаправленное изучение данной науки на увеличение КПД солнечной батареи привело к использованию дополнительных микроэлементов, способствующих работоспособности систем. Теперь совместно с кремнием применяются в производстве солнечных станций  такие элементы: галлий, арсенид, медь, селен, кадмий.

Виды солнечных панелей

Солнечные батареи для частного дома могут быть трех видов, различающихся технологией производства, а также дополнительными компонентами. В основу всех видов входит самый на данное время эффективный фотоэлемент – кремний. Вот основные виды данной батареи для частного дома:

  1. Пленочные солнечные батареиПленочные батареи – комплект таких устройств состоит из аморфного кремния. Они имеют внешний вид тонкой натянутой пленки, а также характеризуются удобством в использовании и устойчивостью к неблагоприятным погодным условиям. Но при этом КПД их в пасмурную погоду может значительно снизится, максимально на 20 %. Стоимость таких модулей более дешевая сравнительно с другими видами и составляет  приблизительно один доллар за Вт.если выбирать их, то следует учесть необходимость большой площади для их монтажа и расчет всего комплекта.
  2. Монокристаллические солнечные батареиМонокристаллические батареи. Самые эффективные на сегодняшний день комплекты устройств, преобразующих  энергию Солнца в автономное электричество. Применяются как в промышленных масштабах, так и для электроснабжения частных домов. Устойчивы к влаге, благодаря специальному силиконовому покрытию, достаточно компактны, характеризуются небольшим весом, легкостью установки, высоким КПД. Минус таких батарей – низкая эффективность при рассеянном свете и то, сколько они стоят. А цена их составляет порядка  1,5 доллара за Вт.
  3. Поликристаллические солнечные батареиПоликристаллические батареи. Комплекты таких устройств отличаются разным направлением кристаллов кремния, что делает их менее зависимыми от точного попадания солнечных лучей. Сколько стоит комплект поликристаллического устройства, а также, какой требуется расчет? Стоимость варьируется в пределах 1,1 – 1,3 доллара.

Критерии выбора

Для того чтобы выбрать солнечные батареи для  дома, следует осуществить расчет потребляемой энергии, а также  расчет возможностей комплекта данного устройства. Второй пункт максимально зависит от мощности выработки энергии при определенных погодных условиях. Для расчета выработки солнечной энергии необходимо учитывать угол наклона панели.

Для круглогодичного потребления солнечной энергии рекомендуется выбрать угол больше на 15̊ от географической широты.

Расчет ожидаемой солнечной энергии требуется проводить для трех частей года: расчет для зимнего минимума, расчет для основной части года и расчет летнего максимума. В разных странах показатели этих минимумов и максимумов выработки энергии Солнцем отличаются. Среднестатистическая инсоляция вычисляется на 1 кв.м. По многочисленным отзывам, сколько бы ни была указана производителем максимальная мощность комплекта батареи ориентироваться следует на номинальную, поскольку она неизменна.

Для обеспечения частного дома автономным электроснабжением одних солнечных батарей недостаточно, в комплект нужно еще включить аккумулятор, контролер напряжения и инвертор. Основываясь на отзывы пользователей такими чудо-устройствами, можно смело заявить: сколько бы не стоила данная конструкция,если правильно рассчитать потребляемую и вырабатываемую Солнцем энергию, можно обеспечить себя отличной заменой электричества. Как известно времена меняются, и прогресс на месте не стоит, поэтому вполне вероятно, что скоро солнечная энергия полностью заменит электричество.

Рекомендовать статью
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд (рейтинг: 5,00 из 5)
Loading...
Вопросы? С удовольствием на них ответим!

  1. Александр:

    Можно ли использовать солнечную батарею для нагрева бассейна на даче?

    Ответить