Энергия Солнца — комфорт и движение в ногу с прогрессом

загрузка...

Альтернативными источниками энергии во всем мире все чаще служат солнечные батареи для дома, стоимость комплекта которых в настоящий момент становится все более доступной. Их установка довольно выгодна, поскольку энергия Солнца бесплатна и практически неисчерпаема.

Монтаж такого оборудования дает возможность пользователю забыть об оплате счетов за электричество на четверть века. Такие устройства отличается высокой надежностью и простотой обслуживания.

Технология применяется космонавтами с 1960 года, а пассивное отопление данного типа использовалось в США еще во время второй мировой.

Оглавление:

Что это такое и для чего они нужны


Системы представляют собой наборы соединенных между собой фотоэлектрических преобразователей, превращающих световую энергию в электрическую.

Их использование позволяет организовать полностью автономное электроснабжение коттеджа или промышленного предприятия.

Преимущества солнечных электростанций:

  • обеспеченность энергией Солнца на 5 миллиардов лет вперед;
  • экономия средств на эксплуатацию дома;
  • экологическая чистота производства энергии;
На заметку: установка системы на 30 Квт дает возможность дополнительного заработка на продаже электричества. Для этого понадобятся вложения в объеме $15 000, а срок их окупаемости составляет в среднем 6 лет.
  • отсутствие вредных выбросов в атмосферу;
  • экономия земельных ресурсов.

Как функционируют солнечные электростанции




Основной элемент системы — фотоэлектрические ячейки из полупроводника, которым чаще всего выступает кремний. Одна из сторон пластины из него покрыта слоем фосфора, вторая — бора.

При контакте кремния с бором образуется излишек свободных электронов, при соприкосновении с фосфором — нехватка. Стык сред с различным содержанием электронов — это на языке физиков p-n переход.

При бомбардировке пластины частицы света выбивают излишек электронов фосфора к бору. Организованное перемещение электронов — это электрический ток, который необходимо только направить при помощи металлических элементов, расположенных внизу и вверху фотоэлемента.

Важно знать: установки функционируют за счет света, а не тепла, и способны, в отличие от коллекторов, производить электроэнергию и зимой при условии отсутствия высокой облачности.

Мощность одной ячейки достаточно незначительная, поэтому их объединяют в батареи, которые в теории могут иметь любую производительность. Собранная система помещается на подложку из металла, армируется для увеличения прочности и покрывается стеклом. Фотоэлементы способны преобразовывать, как видимую, так и ультрафиолетовую зону спектра, которая также должна проникать сквозь стекло.

Классификация преобразователей энергии

Фотоэлектрические элементы

Существует несколько основных вида преобразователей, применяемых для получения электричества за счет Солнца:

  1. Фотоэлектрические элементы (ФЭП) — полупроводники, непосредственно превращающие энергию Солнца в электричество. Их соединение — солнечная батарея (СБ).
  2. Гелиоэлектростанции (ГЕЭС) — оборудование, преобразующее высокую концентрацию излучения в энергию, применяемую для работы тепловых агрегатов.
  3. Солнечные коллекторы — нагревательные установки, поверхность которых наиболее восприимчива к тепловому спектру.
  4. Химические преобразователи — неорганические вещества, имеющие способность к специфическим реакциям, используемые в качестве аккумуляторов.
Обратите внимание: для получения электричества из энергии светила наиболее эффективно использование ФЭП.

Для производства фотоэлектрических ячеек в настоящий момент применяется достаточно доступный кремний или дающий большим КПД систем, но дефицитный, арсенид галлия.

Варианты расположения панелей

Фотоэлектрические элементы могут монтироваться на любой, достаточно освещаемой, части здания, выбор которой зависит от его конструктивных особенностей:

  • наклонный вариант применим на крышах с любым уклоном;
  • горизонтальный вариант подходит для плоских кровель;
  • интегрированный в конструкции дома монтаж;
  • свободностоящее размещение на отдельных опорах.

Наклонный вариант установки

Панели монтируются с отступом 50-150 мм от кровли. При этом используются металлические комплекты крепежа, фиксируемые на стропилах. Конструкция обеспечивает требуемый угол наклона ФЭП и их устойчивость к ветровым нагрузкам.

Метод встраивания модулей непосредственно в крышу дает более привлекательный эстетически результат. Способ применим на скатных кровлях. Но, при таком монтаже невозможно обеспечить проветривание элементов, в следствие чего они нередко перегреваются, за счет чего снижается КПД систем. Другие недостатки такой установки — относительная дороговизна, нарушение герметичности крыши.

В настоящий момент отдельные компании, в частности, американский бренд SRS Energy и итальянская фирма Tegolasolare, освоили прогрессивную технологию производства черепицы с фотоэлементами. Внешне крыша выглядит традиционно, но способна при этом вырабатывать электричество.

Горизонтальная установка

Монтаж на плоской крыше требует обеспечения необходимого угла наклона панелей. Другой важный момент — наличие достаточной площади для размещения расчетного числа модулей.

Конструкции также должны обладать способностью выдержать дополнительную нагрузку, для чего в некоторых случаях требуется их усиление. Необходимое условие — минимальное количество затеняющих элементов, таких как надстройки, дымоходы и так далее.

Самый оптимальны вариант — использование цилиндрических модулей, способных с равной эффективностью поглощать световое излучение со всех направлений. Дополненная белым цветом покрытия кровли система обладает КПД на 20% большим, чем стандартные фотоэлементы.

Интегрированный в конструкции дома монтаж

Встроенные системы — это не только функциональный, но и декоративный элемент. Интегрирование в ограждающие конструкции используется преимущественно для многоэтажных зданий:

  • на «холодные» фасады модули монтируются перед ними, параллельно выполняя роль утепления, ветрозащиты;
  • для «теплых» фасадов служат своеобразным «чехлом».

В настоящий момент существуют разнообразные разработки фотоэлектрических панелей, имеющих звукоизоляционные качества, светопроницаемость. Но они до сих пор активно не используются в связи с дороговизной производства.

Свободностоящее размещение на отдельных опорах

Наземный монтаж осуществляется при помощи конструкций из алюминиевого или оцинкованного металлического профиля, на который крепятся группы модулей.

Установка, как правило, производится на бетонный фундамент. Применение трекерных модификаций, способных поворачиваться и предназначенных для слежения за Солнцем, значительно увеличивает производительность систем.

 

 

Можно ли установить своими руками

В принципе, монтаж желательно доверять профессионалам — это гарантирует их правильную работу в будущем, но влечет за собой затраты на оплату услуг специалистов. Но, можно сэкономить, установив систему своими руками, что вполне реально при соблюдении ряда правил:

  • Фотоэлементы должны находиться в максимально освещенной части здания или участка. При этом присутствие каких-либо затеняющих панель объектов недопустимо, включая высокие деревья или здания поблизости.
  • Предпочтительна ориентация модулей на юг, откуда солнечное излучение максимально.
  • Монтаж должен производиться к горизонту под наклоном.
Совет: угол установки панелей выбирается совпадающий с широтой местности. При возможности, производительность батарей увеличивают путем его изменения на 12°С в сторону увеличения летом и уменьшения на аналогичное значение зимой.
  • Загрязнение поверхности приводит к значительному снижению эффективности работы системы. Помимо ее регулярной очистки от снега и пыли в процессе эксплуатации, требуется при установке предусмотреть зазор между рамами и грунтом около полуметра. При планировании использования исключительно летом эта мера не обязательна.

Комплектация

Стандартный набор для организации электроснабжения дома путем использования солнечных систем должен содержать:

  1. Солнечные батареи, выполняющие функцию генератора постоянного тока.
  2. Специальный контроллер предназначен для постоянного функционирования аккумуляторов в состоянии разряда/подзаряда.
  3. Инвертор — преобразователь постоянного тока в переменный. Его наличие позволяет пользоваться разнообразной портативной техникой, энергосберегающими лампами, включая светодиоды.
  4. Аккумулятор, заряжающийся при приложении потенциала, превышающего напряжение устройства.
  5. Набор разъемов и кабелей.
  6. Автоматы постоянного тока.

В зависимости от назначения, комплектации могут иметь различное наполнение — к примеру, если вы не нуждаетесь в наличии аккумуляторов, исключите их при оформлении заказа. Отказ от лишних составляющих даст вам возможность сэкономить при покупке.

От чего зависит стоимость комплекта

Цена комплекта напрямую зависит от набора, входящих в него устройств, и производителя. Сданная продукция в настоящий момент изготавливается исключительно за рубежом — на территории России соответствующие предприятия отсутствуют.

В связи с этим стоимость системы генерирования электричества от энергии небесного светила аналогична в любом регионе страны. Если в 1956 году цена близко $300 при расчете на ватт была немыслимой, то сегодня она значительно снизилась, опустившись до $3-5 за ватт. Суммарная стоимость системы в 7,5 кВт в настоящий момент составляет $22 500-37 500.

Распространенный вариант для индивидуальных хозяйств — потребление ежемесячно 600 кВт, что снижает расходы на покупку батарей до $15 000. При частичном использовании — до $10 000.

На заметку: в странах Запада в настоящее время уже распространена аренда такого оборудования.

При этом авансовые платежи отсутствуют — домовладельцы должны ежемесячно вносить определенную сумму за использование панелей, владельцами которых остается предоставившая их компания, одновременно и отвечающая за обслуживание установок.

Обзор популярных производителей (данные на начало 2017 года)

Производство альтернативных источников энергии сейчас активно развивается, и конкуренция на этом рынке довольно серьезная, но наиболее известными изготовителями солнечных аккумулирующих систем в данный являются:

  • Motech — один из лидеров Тайваня, параллельно имеющий производство в США. .
  • Suntech — представитель рынка Китая, ставший в 2010 году его крупнейшим представителем в данной сфере.
Интересно знать: компания Suntech знаменита, благодаря своему успешному техническому обеспечению во время проведения Олимпмады-2008 пекинского футбольного стадиона «Птичье гнездо». Полученная в течение светового дня энергия аккумулировалась, а потом служила источником питания для освещения стадиона во время матчей, для полива растительности на поле и даже обеспечения качественной телетрансляции событий.

  • Trina Solar завоевала значительный сегмент рынка, благодаря ценовой доступности продукции и ее высокому качеству, что компании удалось достигнуть всего за несколько лет.
  • Hanwha Solar One — теперь часть концерна Hanwha, вышедшим на высочайший уровень конкурентоспособности за счет выгодных и стабильных поставок сырья, а также обеспечения двысокого качества продукции.
  • Yingli Green Energy — китайский производитель, характеризующийся одной из наиболее низких ценовых характеристик на мировом рынке и занимающий 2-ю позицию в ТОП по объему производства в своей стране.
  • Canadian Solar — китайская компания, имеющая главный офис в Канаде, а сами предприятия — в родной провинции Китая.
  • Solarorld — германский производитель, ориентированный преимущественно на потребителей из США и стран Европы. Особенность — отсутствие крупных предприятий, использующих рабочую силу жителей Китая.
  • First Solar — фаворит на рынке тонкопленочных панелей, позиционирующий стоимость своей продукции, как самую низкую в данном сегменте рынка, а также развивающего свою деятельность в направлении дальнейшего снижения себестоимости.
  • Sunpower — бренд, принадлежащий американцам и изготовляющий наиболее эффективную продукцию во всем мире;
  • Renewawable Energy Corporation — норвежский бред, производящий преимущественно поликристаллический вариант кремния и сами пластины.
  • Sanyo — дочерняя компания Panasonic. Производит высокоэффективные панели. Основные рынки сбыта — США и Япония.

Сколько нужно для дома и дачи

Примерно «прикинуть» необходимую конфигурацию установки можно при помощи простого расчета, конечно, после определения необходимого количества выработки электричества для работы техники:

  • В среднем 20 кв.см панели = 110 ватт мощности;
  • Стандартная модификация с габаритами 1х0,5 м при массе 5-7 кг способна дать напряжение минимум 20 вольт при мощности 50-70 ватт и силе тока в 3 ампера;
  • Соответственно вы можете получить с 10 кв.м поверхности фотоэлементов с кремниевым наполнением не менее 1000 ватт.
Рекомендация специалиста: для определения необходимого размера установки проще всего ориентироваться на ежемесячные коммунальные счета.

Самостоятельный просчет и монтаж солнечных батарей — достаточно сложное мероприятие, требующее специфических знаний, которых, увы, приобрести или освоить их самостоятельно довольно сложно. Оптимальным для сбережения средств и сил остается вариант обращения к профессионалам.

Абсолютно бесплатно и правильно подсчитать стоимость установки системы, выбрать ее и оформить заказ, можно просто обратившись с исходными данными сразу в несколько специализированных фирм.

В результате, учитывая бесконечно изменчивую ситуацию на рынке и появляющиеся ежегодно инновационные решения вы сможете выбрать наиболее подходящий вам вариант.

Подробнее о солнечных батареях и том, стоит ли их покупать, смотрите следующее видео:

Комментарии посетителей

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Adblock detector