Solpaneler: egenskaper och användningsområden

Varje minut når mycket solenergi över planetens yta, utan vilket livet på jorden är omöjligt. Men det här är inte allt det kan, idag går vi in ​​i eran av alternativa förnybara energikällor, som använder solen, vind och vatten. De största solkraftverken producerar redan cirka 1% av världens el, så framtiden ligger i nya utvecklingar. Och det är vi skyldiga till vetenskap och modern teknik, tack vare vilken detta har blivit möjligt.

Att växa i priset på elektricitet kommer att göra att du tänker på att spara. Och ett utmärkt alternativ i detta fall är naturliga energikällor. Den optimala lösningen för ett privat hus är ett alternativt kraftverk - solbatteri.

Faktum är att heliosystemet är ganska enkelt och består av fyra huvudelement.

• Solar batteri - i form och storlek är en rektangulär panel med ett visst antal plattor. Basen av solcellen innehåller halvledarmaterial. Miniatyrgivare är monterade i moduler och modulerna i ett enda solfångarsystem.
• Controller - utför en mellanhands funktion mellan solcellsmodulen och batteriet. Det är nödvändigt att övervaka batteriladdningsnivån. Dess roll är extremt viktig i hela kretsen - regulatorn tillåter inte den elektriska potentialen att koka eller falla, vilket är nödvändigt för att hela systemet ska fungera stabilt.
• Omformare - omvandlar solens modulens likström i AC 220-230 volt. Hybridspänningsomriktaren kan använda både direkt och växelström för driften.Men det bör påpekas att inverteraren också kräver energi, och förbrukningen är cirka 30% av omvandlingsförlusterna. Och i grumligt väder eller i mörkret kommer all energi för arbetet att förbrukas från batteriet. Det vill säga om batteriet är urladdat, kommer omriktaren att sluta fungera.
• Batteri - omvandlas till el, solenergi används inte alltid i huset fullt ut. Överskott kan ackumuleras i batteriet och användas i mörk och molnigt väder.

Huvudelementet i varje solcell är en fotoelektrisk omvandlare.

Vid massproduktion används tre typer av kiselelement.

• monokristallint - Artificiellt odlade kiselkristaller skärs i tunna plattor. Modulen är baserad på renat rent kisel. Ytan är mer som en bikaka eller små celler som är sammankopplade i en enda struktur.Färdiga små plattor är sammankopplade med ett nät av elektriska ledningar. I det här fallet är produktionsprocessen mer arbetsintensiv och energikrävande, vilket påverkar den slutliga kostnaden för solbatteriet. Men monokristallina element har högre produktivitet och den genomsnittliga effektiviteten är cirka 24%. Livslängden för enkristallbatterier är längre, de kommer att vara i genomsnitt cirka 30 år.
• polykristallina - baserat på kiselsmältning. Sådana moduler anses vara den bästa lösningen för privata privata hus. Flera kiselkristaller kombineras i en fotocell. Ytan på en polykristallin solcell har en ojämn yta, på grund av vilken den absorberar ljus värre. Och effektiviteten, nedan, ligger inom 20%. Livslängden för den polykristallina panelen är 20-25 år. De har en karakteristisk skillnad - beläggningens mörkblå färg. Sådana moduler är billigare än analoger, vilket gör att du kan återvinna hela systemet på ungefär 3 år.
• Tunn film - ha ett flexibelt underlag som gör att du kan montera batteriet på alla ytor med hörn och böjningar. Ett tunt lager av halvledare sprutas på ytan.batteri. Sådana system har en uppenbar nackdel - liten effektivitet. Produktiviteten är i genomsnitt ca 10%. Det vill säga att ge energi hemma, det tar dubbelt så många tunnfilmbatterier som polykristallina. Och livslängden hos sådana paneler är mindre än andra analoger - i genomsnitt är livslängden cirka 20 år.

Perfekt om solpanelerna helt kan ge huset el. Men ganska ofta används solens energi för varmvattenförsörjning eller för uppvärmning. Men för att uppnå något av dessa mål är det nödvändigt att beräkna den faktiska effekten per kvadratmeter och det erforderliga antalet moduler. Solenergiens kraft beror på mängden solljus som faller på batteriets yta. För att göra rätt val borde du också studera principen om driften av en minikraftstation.

Den första prototypen till solfångaren, som har varit känd för alla sedan förra seklet, är en sommarduschdusch. Det var en stor behållare, som var svartmålad, vattnet i det var uppvärmt under dagen, vilket gjorde att varje sommar bosatta kunde ta en varm dusch på kvällen.

Soluppsamlaren är en platt platta som ligger på gatan.vanligen på taket, och kan konvertera 90% av solstrålningen till energi. I framtiden skickas energin till systemet och distribueras till energiförsörjningens behov. Men om solsystemet används för uppvärmning eller varmt vatten, skickas energin med hjälp av en lågpump till lagertanken.

Vid olika tidpunkter på dagen och under olika årstider ändras belysningsnivån. Därför, för att säkerställa oavbruten energiförsörjning till huset, har solbatteriet ett helt system. Forskare har lärt sig att kontrollera ett sådant mikrofysiskt fenomen som den fotoelektriska effekten. Och även om vid första anblicken verkar funktionsprincipen vara tekniskt komplex, verkar principen om drift och kretsen av den elektriska kretsen väldigt enkel.

Vem som helst kan installera solpaneler i sitt hem.

Dessutom har de många fördelar.

• Energieffektivitet - beroende på vilken typ av solceller som har en annan indikator.Men den genomsnittliga effektiviteten är från 14 till 30%.
• Solpaneler är särskilt efterfrågade i förortsområdena. Och det finns två rimliga förklaringar för detta. För det första ligger dachaplotorna ofta långt ifrån centraliserade energikällor i områden med dåligt utvecklad infrastruktur. För det andra är omvandlingen av solljus till energi särskilt viktig på sommarens höjd - på sommaren.
• Vid behov kan minikraftverket kompletteras med nya solpaneler för att öka effekten.
• Besparingar - för de södra delarna av landet kan användningen av solpaneler för varmt vatten spara upp till 60% av energin i genomsnitt per år: 30% på vintern och 100% på sommaren.
• Sådana system är relevanta inte bara för privat bruk, till exempel för hemma, men också för företag, utbildnings och medicinska institutioner. I produktionsverkstaden kan solpanelen användas som en extra värmekälla för centralvärme på vintern och på sommaren för att leverera process varmt vatten.
• Fördelen är att du bara behöver betala utrustningen en gång, efteråt behöver systemet inga investeringar och underhåll.
• Den ekologiska energikällan är en särskilt viktig aspekt i planlösningen, eftersom energireserverna på jorden inte är obegränsade.
• Tillförlitlighet - i detta fall beror mycket på den valda modellen och rätt installation.

Det är värt att notera att systemet lönar sig om några år och tillåter ägaren att spara mycket pengar i framtiden. Till exempel, baserat på dagens tariffer för el och diesel, kan vi med säkerhet säga att solsystemet kommer att betala i 3-4 år i ett privatboende för en familj på 5-7 personer. Och när man flyttar från gas - kommer återbetalningen att vara upp till 8-10 år.

I dag blir olika typer av solpaneler allt mer populära. Vid första anblicken kan det tyckas att alla solmoduler är desamma: ett stort antal enskilda små fotoceller är sammankopplade och täckta med en transparent film. Men i verkligheten skiljer sig alla moduler i kraft, design och storlek.Och för närvarande har tillverkare delat solsystemet i två huvudtyper: kisel och film.

För hushållsändamål installeras solpaneler med kiselfotovoltaiska celler. De är de mest populära på marknaden. Varav du också kan skilja tre typer - den är polykristallin, monokristallin, de har redan beskrivits mer detaljerat i artikeln och amorf, som kommer att diskuteras mer i detalj.

Amorf - tillverkas också på basis av kisel, men har dessutom en flexibel elastisk struktur. Men de är inte gjorda av kiselkristaller, men från silan - ett annat namn är kiselväte. Bland funktionerna hos amorfa moduler kan utmärkt prestanda noteras även om det är grumligt väder och möjligheten att upprepa någon yta. Men effektiviteten är mycket lägre - endast 5%.

Den andra typen av solpaneler - film, produceras på grundval av flera ämnen.

• Kadmium - sådana paneler utvecklades på 70-talet av förra seklet och användes i rymden. Men idag används kadmium också för produktion av industriella och inhemska solkraftverk.
• Moduler baserade på halvledar CIGS - utvecklad från koppar, indium selenid och filmpaneler. Indium används också i stor utsträckning vid tillverkningen av LCD-skärmar.
• Polymer - används även vid tillverkning av solfilmmoduler. Tjockleken på en panel är ca 100 nm, men effektiviteten förblir 5%. Men från fördelarna kan det noteras att sådana system har ett överkomligt pris och inte avger skadliga ämnen i atmosfären.

Men även idag finns mindre skrymmande bärbara modeller på marknaden. De är speciellt konstruerade för användning under utomhusaktiviteter. Ofta används sådana solbatterier för att ladda bärbara enheter: små prylar, mobiltelefoner, kameror och videokameror.

Bärbara moduler är indelade i fyra typer.

• Låg effekt - ge en minimal laddning, vilket är tillräckligt för att ladda en mobiltelefon.
• Flexibel - kan rulla upp i en rulle och ha liten vikt tack vare detta på grund av den stora populariteten bland turister och resenärer.
• Bifogat på substratet - har en betydligt större vikt, ca 7-10 kg och ger därför mer energi.Sådana moduler är speciellt utformade för användning vid långväga bilresor och kan även användas för delvis autonom strömförsörjning av ett lanthus.
• Universal - oumbärlig i vandring, enheten har flera adaptrar för samtidig laddning av olika enheter, vikten kan nå 1,5 kg.

Frost väder spelar ingen roll för solsystemet. Det viktigaste här är antalet tydliga ljusdagar. Och till exempel, om du använder en solpanel för varmvattenförsörjning, även under vinterperioden med trettio grader, kan du stabilt ha vatten i tanken vid en temperatur av 40 ° C - 50 ° C.

I regioner med ett starkt kontinentalt klimat och hård vinter är det omöjligt att överge centralvärme. Men det är möjligt att komplettera systemet med indirekta uppvärmningsbehållare, vilket möjliggör kombination av olika värmekällor med möjlighet att automatiskt sätta på solens energi och vid behov.

Och det är också möjligt att använda ett solsystem för att stödja uppvärmning i "varm golv" -systemet. Samtidigt för 100 kvadratmeter golv behöver du ca 8 samlare.Men på sommaren blir ett sådant stort system överflödigt, förutom att du kan använda det för att bibehålla temperaturen i poolen eller bastun.

Dess roll i systemet är ganska förståeligt - batteriet låter dig lagra ström från solmodulen. Och då kommer det vara möjligt att använda solenergi som el.

Att installera ett solsystem på egen webbplats kostar en anständig summa. Innan du börjar installera ett solbatteri måste du bestämma den ström som krävs för alla enheter. Och först och främst är det nödvändigt att beräkna den optimala toppbelastningen i kilowatt och rationellt villkorad genomsnittlig energikonsumtion i kilowatt / timme för att tillgodose behoven hos huset eller platsen.

För en rationell användning av solenergi är det nödvändigt att bestämma:

• toppbelastning - för att bestämma det är det nödvändigt att lägga till strömmen för alla enheter som är anslutna samtidigt.
• Maximal strömförbrukning - En parameter som är nödvändig för att bestämma vilken kategori enheter som måste fungera samtidigt.
• Daglig konsumtion bestäms genom att multiplicera den enskilda effekten hos en enda enhet vid den tidpunkt då den arbetade;
• genomsnittlig daglig förbrukning - bestäms genom att energiförbrukningen för alla elektriska apparater läggs till för en dag.

Alla dessa data är nödvändiga för ett komplett sett och stabilt efterföljande arbete av solbatteriet. Den erhållna informationen låter dig välja mer lämpliga parametrar i batteriet - ett dyrt element i solsystemet.

För alla beräkningar behöver du ett ark i en cell eller, om du föredrar att arbeta på en dator, är det mest lämpligt att använda en Excel-fil. Förbered en tabellmall med 29 kolumner.

Ange namnen på grafen i ordning.

• Apparatens namn, hushållsapparater eller verktyg - experter rekommenderar att man börjar beskriva energikonsumenter från korridoren och sedan flytta runt medurs eller moturs. Om huset har mer än ett våning, är utgångspunkten för alla efterföljande nivåer trappan.Och ange även gatan elektriska apparater.
• Individuell strömförbrukning.
• Tid på dagen från 00 till 23 timmar, det vill säga du behöver 24 kolumner. I kolumnerna över tiden måste du ange två siffror i form av en bråkdel: arbetets varaktighet under en viss timme / individuell strömförbrukning.
• I kolumn 27 anger du enhetens totala driftstid per dag.
• För 28 kolumner är det nödvändigt att multiplicera dem själva från 27 kolumner med individuellt förbrukad kraft.
• Efter att ha fyllt i tabellen beräknas den totala belastningen för varje enhet för varje timme - den erhållna data anges i kolumn 29.

Efter fyllning bestäms den sista kolumnen av den dagliga genomsnittliga konsumtionen. För detta sammanfattas alla data i den sista kolumnen. Men denna beräkning tar inte hänsyn till konsumtionen av hela solfångarsystemet. För att beräkna dessa data är det nödvändigt att ta hänsyn till hjälpfaktorn i de slutliga beräkningarna.

En sådan noggrann och noggrann beräkning kommer att ge en detaljerad specifikation av energikonsumenterna, med hänsyn till timlasten. Eftersom solenergi är mycket dyr, måste förbrukningen minimeras och rationellt användas för att driva alla enheter.Om solkolleken till exempel används som backup-strömförsörjning hemma, kommer de erhållna data att eliminera energiintensiva enheter från nätverket före den sista återställningen av huvudströmförsörjningen.

För en konstant energiförsörjning till huset från solbatteriet när man beräknar timlasten trycks framåt. Elektricitetskonsumtionen måste justeras så att nödsituationer utesluts under systemdrift och för att maximera maximala belastningar.

Detta diagram visar tydligt hur man effektivt använder solenergi i huset. Den inledande grafen visar att lasten fördelades slumpmässigt under dagen: den genomsnittliga dagliga timprisen var 750 W och förbrukningsindikatorn var 18 kW per timme. Efter noggranna beräkningar och korrekt planering var det möjligt att minska den dagliga förbrukningshastigheten till 12 kW / timme och den genomsnittliga dagliga timladningen till 500 watt. Detta kraftdistributionsalternativ är också lämpligt för säkerhetskopiering.

Solpaneler är den mest framstående prestationen inom alternativ energi. De utför en väsentlig funktion för energibesparing och bevarande av civilisationens fördelar. På sommaren, i landet, kan solpaneler användas för att ge ström för elektriska apparater och hushållsapparater, värmesystem eller för varmt vatten.

Turister och resenärer väljer som regel bärbara solbatterier för laddning av bärbara enheter. De är oersättliga på platser där det inte finns någon strömförsörjning.

Sådana anordningar kan också användas för att driva lägenheten. Och om fönster i din lägenhet har utsikt över solsiden, kan du säkert installera solpaneler på balkongen eller på framsidan av huset, du behöver bara först få tillstånd från förvaltningsbolaget eller HOA.

Solpaneler kan placeras på taket av huset, oavsett om det är sluttande eller platt, eller på balkongen, fasaden eller ens på gården. Men det kommer också att vara nödvändigt att fördela utrymme på vinden eller i källaren för resten av systemet.

Du måste följa expertrådens grundläggande rekommendationer när du installerar en solpanel.

• Se försiktigt alla delar av solsystemet innan du köper för skador och defekter. Under försändelsen behålls originalförpackningen i satsen för att förhindra skador på skärmens integritet.
• Huvudelementen i kontroll och justering av solceller upptar ett minimum av utrymme. I regel innehåller det nödvändiga minimumet en inverter, styrenhet och batteri. Också om klimatet i regionen och de tekniska egenskaperna på webbplatsen tillåter, kan kontroll- och övervakningsanordningarna installeras på gatan. Men det är bättre att välja ett uppvärmt torrt rum för hela systemet av minikraftverk, för när luftens temperatur sjunker till -5 ° C, halveras batterikapaciteten.

• Solenheter, styrenheter och växelriktare finns under 12, 24 och 48 volt. Stor spänning möjliggör användning av trådar med mindre tvärsnitt. Men ju lägre spänningen, till exempel vid 12 V, är det lättare att byta batterier. När du arbetar med 24 volt måste du byta batterierna i par. Och när du byter ut ett 48 volt batteri behöver du 4 batterier på en gren, vilket i sin tur är farligt och kan leda till elektrisk stöt.
• För ett solbatteri måste du använda speciella batterier märkta Solar. Helst bör alla batterier vara från samma tillverkare och från samma sats.
• Antalet fotoceller i en modul bör vara från 36 till 72 stycken - det här är det optimala beloppet för att uppnå den angivna strömmen. Du bör inte installera dubbla moduler med antalet fotoceller från 72 till 144. För det första är de problematiska att transportera. För det andra är de de första som misslyckas i svåra frost.

• Stora moduler ska ha ett förstärkt fall och extra skydd i form av glas. Eftersom modulerna är installerade på taket är de tunga i form av nederbörd och vind.
• Det är nödvändigt att montera ett solbatteriaggregat i ett öppet område eller i ett rymligt rum.
• För att installera en solpanel på en tomt är det nödvändigt att välja ett väl upplyst öppet utrymme där ingen skugga uppträder från angränsande byggnader eller träd. Perfekt för detta passar taket på huset eller någon annan byggnad.
• Solens modulers lutningsvinkel spelar en stor roll för att erhålla energi. Energiflödet är proportionellt mot solens läge.Därför är det värt att förutse möjligheten att ändra lutningsvinkeln för fästning när säsongen ändras, när solens läge och strålningsriktningen ändras.

Integrerat heliosystem kommer att kräva betydande investeringar. Men alla spenderade pengar kommer att returneras i framtiden. Återbetalningsperioden beroende på antal moduler och metoder för användning av solenergi kommer att variera. Men det är fortfarande möjligt att minska initialkostnaderna inte på bekostnad av kvalitetsförlust, utan på bekostnad av ett rimligt tillvägagångssätt för valet av solbatterier.

Om du är obegränsad i solcellsmodulernas installationsområde, och du har anständigt utrymme, då 100 kvadratmeter. Du kan installera polykristallina solpaneler. Detta kommer att spara en stor del i familjebudgeten.

Försök inte helt täcka taket med solpaneler. Till att börja med installera ett par moduler och anslut dem till den utrustning som arbetar med konstant spänning. Det går att öka kraften och öka antalet moduler över tiden.

Om du är begränsad i budgeten, kan du vägra att installera regulatorn - Detta är ett hjälpelement som behövs för att spåra batterinivån. Istället kan du dessutom ansluta ett annat batteri till systemet - det här förhindrar överladdning och ökar systemkapaciteten. Och för att styra laddningen kan du använda vanliga bilklockor, som kan mäta spänning och de kostar mycket mindre.

När du väljer ett solbatteri för hemmet bör du inte bara fokusera på priskvalitetsförhållandet utan också på varumärket. Du måste absolut lita på tillverkaren i denna viktiga fråga. Och för att säkerställa produktkvaliteten bör du bekanta dig med det tekniska passet och recensionerna.

Ofta på marknaden kan du hitta en rörformig vakuum solkollektor. Sådana paneler tillverkas huvudsakligen i Kina och har teoretiskt sett en högre effektivitet. Men på vintern bildar frost på sådana föremål och snöpinnar till ytan.Fällningsskiktet låter inte solens strålar igenom och på en varm sommardag kan sådant system "koka" om det inte är täckt i tid för att skydda det mot överhettning.

Tänk på de mest populära solcellerna på marknaden.

Sharp är ett varumärke av ett japanskt bolag, allmänt känt inom produktionen av solceller med hög effekt. Tillverkade produkter är föremål för noggrann forskning och provning. Solenergimoduler har tre lager och effektiviteten varierar från 37,9% till 44,4%.

IES - producerad i Spanien. Huvuddragen hos produkten betraktas som två lager av modulen och effektivitet inom 32%, vilket i slutändan återspeglas i kostnaden. Spanska solpaneler är mycket billigare än japanska motsvarigheter, men är fortfarande mycket dyra att använda i privata hem.

Amonix är också en av ledarna inom produktion av solceller för industriell användning. Effektiviteten hos produkterna är 36%.

Sun Power - American brand solpaneler ingår också i betyg av effektiva system. Effektiviteten hos populära modeller är 21%.

Telecom-STV - ryskgjorda paneler (Zelenograd) ockuperar också en ledande ställning bland tillverkare. Sortimentet av produkter är väldigt brett. Företaget erbjuder enkristallbatterier från 18 till 270 W, multikristall - från 5 till 250 W, för marin användning - från 16 till 215 W och vikning - från 120 till 180 W. Effekten av solmoduler är 20-21%, men samtidigt är batterikostnaden lägre med 30% jämfört med importerade varumärken.

Detta är bara en liten del av de kända tillverkarna av solceller. Men rabatt inte andra inhemska märken. Så till exempel producerar företaget Hevel (Chuvashia, Ryssland) mikromorfa tunna filmbatterier. Och som forskning har visat, tar företagets förbättrade panel mer effektivt upp strålningen i spridd energi. Och inte minst har den inhemska tillverkarens solbatterier ett attraktivt utseende och kan installeras inte bara på taket utan också på fasad av byggnaden.

Överväg inte att installera billiga dubbla solmoduler med ett stort antal fotoceller. Som praktiken visar, under de avvikande frost som systematiskt slår många regioner i landet, är det dessa paneler som först bryter ner.Saken är att en tunn transparent film sträckt på ytan av modulen komprimeras i kylan och skalar bort från den stora spänningen och bryts. Varför solcellernas prestanda faller, vilket kan leda till ett snabbt fel.

Vid val av ett lämpligt system är det också nödvändigt att uppmärksamma det faktum att solsystemets kraft minskar med tiden med 10%.

Reducera också resurspaneler kan:

• skadad film på modulens yta;
• filmmoln
• ytdeformation.

Inte så länge sedan kom vetenskapsmän till slutsatsen och bevisade möjligheten att lagra värme i jorden. Vad ger stora möjligheter till alternativ energi. Överdriven sommarvärme kan lagras under jord i jord- eller vattenvärmebatterier som ligger på ett djup av 2 till 35 meter och använder energi på vintern som värme eller el.

Tips för solpaneler - i nästa video.