СОЛНЕЧНЫЕ БАТАРЕИ

СОЛНЕЧНЫЕ БАТАРЕИ Комплектующие Комплектующие

В нынешнее время существует масса способов получения электроэнергии: от стандартных (традиционных) менее экологически чистых методов, например атомных или угольных электростанций до получения от геотермальных источников или ветра. А наиболее перспективным направлением считается получение её получения с помощью энергии солнца.

Солнечные батареи

Солнечная энергетика – перспективное направление, связанное с развитием альтернативных источников получения электроэнергии. Технология начала развиваться еще несколько десятков лет назад, и теперь способна покрывать потребности множества людей даже там, где количество ясных дней и их длительность ограничено. Энергия от солнца получается благодаря использованию специальных солнечных батарей, являющиеся основной все системы.

Солнечная панель – интересный вариант получения электроэнергии, как альтернативный источник, обладающий экологичностью и другими преимуществами не только в промышленных условиях, но и для владельцев частного дома. Обладает сравнительно невысокой стоимостью реализации, а также высокой эффективностью. Ниже вы узнаете о том, как она устроена на самом деле, что иметь в виду с чем придется работать.

СОЛНЕЧНЫЕ БАТАРЕИ Комплектующие
Солнечные панели на зданиях

Как устроена солнечная панель?

Солнечные батареи (панели) – это объедение фотоэлектрических преобразователей – впоследствии могут преобразовать полученную энергию в постоянных электрический ток.

Основные элементы системы

Устройство гелиосистемы, связанной с получением электроэнергии достаточно проста в реализации. В состав электростанций входят одна или несколько панелей, инвертор, аккумулятор (в обособленных случаях) и трекер. Они выглядят следующим образом:

  • Батарея. Имеет вид плоской панели, имеющая прямоугольную форму, которая набирается из некоторого количества отдельных пластин.
  • Контроллер. Прибор, которые позволяет поддерживать стабильную работу, связанной с превращением гелиоэнергии в электрическую.
  • Инвертор. Выполняет функцию, связанную с преобразованием постоянного тока в переменный. Само устройство автономное и требует для функционирования порядка 30% от всей полученной энергии.
  • Аккумулятор. Накопляет в себе полученную преобразованную энергию, производит автономную отдачу энергии в случае нехватки.
СОЛНЕЧНЫЕ БАТАРЕИ Комплектующие
Что внутри солнечной батареи

Солнечные панели

Солнечная панель представляет собой жесткое прямоугольное основание, имеющее определенный размер, на котором размещаются определенные ячейки в виде фотоэлементов. Чтобы обеспечить защиту конструкции от окружающей среды, все панели размещаются в рамку и закрываются специальным стеклом. Устройство обладает следующим строением:

  • Внешне батарея (панель) имеет вид панели, в которой заламинированы кремниевые пластины, которые ответственны за преобразование всей электроэнергии.
  • Сверху панель защищена закаленным стеклом. Для повышения эффективности выбирается марка стекла, обладающая низким уровнем содержания оксидов железа. Благодаря подобному решению можно получить высокую прозрачность, а также повышает эффективность работы всей системы.
  • Благодаря ламинации подобная панель получается герметичной, а все материалы делают её стойкой к любым воздействиям и нагрузкам (ветровым или снеговым).

Фотоэлектрические панели в основном изготавливаются из такого материала как кремний. При этом они могут быть несколько типов, которыми являются:

  • Монокристаллические. Выполнены из очищенного кремния, обладает тем самым мелкоячеистое строение. Это достаточно трудоемкий по времени и сложности изготовления вариант, что сопряжено с его высокой стоимости. Их преимуществом считается то, что они наиболее производительны и долговечны, чем все нижеописанные типы. Средний КПД равняется 25%, а срок службы порядка 30 лет.
  • Поликристаллические. В их состав входят несколько кристаллов, изготовленных из кремниевого сплава, которые собираются в один фотоэлемент, обладающий темно-синем цветом, не обладающих однородной поверхностью. Таким образом, поглощение света происходит немного хуже, а уровень КПД падает на 5%. Эксплуатационный срок составляет от 20 до 25 лет. Обладают наиболее дешевой ценой, а их окупаемость происходит уже после 3-лет использования.
  • Тонкопленочные (аморфные). На панели тонким слоем наносятся поглощающие полимеры с помощью напыления. Подобная технология производства солнечных панелей позволяет установить панели любого размера на поверхность той или иной формы. Батарея имеет небольшой уровень КПД и производительность – порядка 10%, а срок службы не превысит 20 лет.
СОЛНЕЧНЫЕ БАТАРЕИ Комплектующие
Поликристаллические солнечные панели
СОЛНЕЧНЫЕ БАТАРЕИ Комплектующие
Монокристаллические солнечные панели

Устройство аккумулятора батарей

Обычные аккумуляторы, используемые для автомобилей или других нужд не способны работать с большим количеством циклов разрядки или зарядки. Чтобы работать с альтернативной или резервной электроэнергетикой применяются устройства, которые относятся к другим типам. При выборе аккумулятора для солнечных батарей нужно подойти с высокой долей ответственности.

Существует масса вариантов, однако что их объединяет – наличие нижнего присадочного слоя полупроводника, выполнение которого происходит с помощью кремния, обладающий преобладанием n-типа электронов – воссоздается с помощью применения фосфора. Разновидностей АКБ для батарей достаточно много, а основными из общего списка можно выделить следующие варианты:

  • OPzS, OPzV. Обладают трубчатой формой анода, что увеличивает количество циклов заряда-разряда в несколько десятков раз, в отличие от автомобильных, которые не рекомендуется к использованию. Однако они не смогли получить большого внимания среди потребителей – сложно назвать оптимальным по соотношению цены и уровню возможностей.
  • Наиболее популярный вариант хранения энергии, относящийся к кислотным типам. Обладает ощутимой выгоды при покупке для небольших электростанций, и может обеспечить порядка 300 циклов полного, 600 половинных и 1000 30%-ных циклов «заряда/разряда», а срок службы варьируется от 5 до 10 лет непрерывного использования. В качестве основного недостатка считается то, что имеет ограниченный диапазон температур (примерно в 15 — 25 градусов по цельсии).
  • Гелевые-свинцовые. GEL-аккумуляторы имеют простое строение, а также используются чаще всего. Исходя из названия, катод и анод в таких АКБ полностью погружаются в гелеобразную массу. Тем самым подобное решение позволяет исключать разрушение пластин, сделанных из свинца, в том числе появлению испарений, которые являются ядовитыми. Обладают высокой ценой, но при этом высокими эксплуатационными характеристиками и количество циклов разрядки и зарядки: в среднем может обеспечить порядка 350 циклов полного, 750 половинных и 1250 30%-ных циклов «заряда/разряда».
  • Литиевые. Появились такие варианты накопления электроэнергии недавно, и обладают высокотехнологичным классом АКБ. Состоят из катодного материала на основе алюминиевой фольги, в том числе анодного материала на медной, разделенный пористым сепаратором, который пропитывается электролитом. По сравнению с другими вариантами обладает наиболее высокой плотностью электроэнергии, широким температурным диапазоном, экологически безопасны при использовании.
СОЛНЕЧНЫЕ БАТАРЕИ Комплектующие
Устройство, схема солнечной батареи

Как происходит работа солнечных батарей

Их работа основана на возможности по воздействию света от главного светила с веществом. Во время прямого взаимодействия энергия излучаемых фотонов (или по-другому световых частиц) передаются электронам вещества, то есть энергия будет преобразована в постоянный электрический ток.

Открыто такое явление еще в 19 веке, получившее в то время название “фотоэлектрический эффект”. Для его непосредственного возникновения и поддержания были придуманы фотоэлектрические преобразователи, а также полупроводники по способу их функционирования.

Отдельные фотоэлементы обладают низким уровнем мощности, чтобы питать определенный электроприбор, поэтому они были объединены в большую цепь, которая и формируют всю панель.

  • Во время работы невидимый свет, исходящий от солнца, который называют фотонами, падает на клетку. Бомбардируя всю верхнюю поверхность панели, они несут с собой энергию.
  • Фотоны отдают свою энергию электронам (зеленым пятнам), располагающихся в слое p-типа.
  • Электроны используют эту энергию для того, чтобы перепрыгнуть через барьер в верхний слой n-ого типа для ухода в контур.
  • Энергия проходит через инвертор, который преобразовывает постоянный ток в переменный и далее отправляется в аккумулятор, где накапливается для последующего использования.
СОЛНЕЧНЫЕ БАТАРЕИ Комплектующие
Солнечная батарея в Дубай

Эксплуатация гибридной солнечной электростанции

Гибридная солнечная электростанция – специализированная электрическая установка, которая позволяет генерировать необходимый объем энергии. Автономные батареи гибридного типа могут использоваться для проведения сбора и снабжения своего дома солнечной энергии, в том числе продажи излишков производимой электроэнергии.

Устройство солнечной батареи

Ранее мы уже рассказали об основных элементах солнечной батареи, которыми являются сама панель, аккумулятор, а также инвертор и АКБ. Еще используются и другие элементы, которыми считаются контроллер заряда, предохранители, комплект коннекторов.

Схема солнечной батареи

В качестве основной схемы солнечной батареи используется нижеописанная развязка, состоящая из:

  • Батарея – представляет собой плоскую панель, имеющая прямоугольную форму, которая набирается из некоторого количества отдельных пластин.
  • Контроллер – специальный прибор, который может позволить поддерживать стабильную работу, связанной с превращением постоянной гелиоэнергии в постоянную электрическую.
  • Инвертор – выполняет функцию, связанную с преобразованием постоянного тока в переменный. Само устройство автономное и требует для функционирования порядка 30% от всей полученной энергии.
  • Аккумулятор – специальный элемент, который позволяет накоплять в себе полученную преобразованную энергию, выполняет автономную отдачу всей энергии в случае её нехватки в общей сети всего дома.
  • Контроллер заряда – устройство, предназначенное для отслеживания напряжение аккумуляторов.
  • Предохранители – специальные элементы, которые устанавливаются между всеми цепями электросистемы – позволяют защитить её от короткого замыкания.
  • Комплекты коннекторов – соединительные элементы, которые помогают установить связь между различными устройствами. Они должны обладать общепринятым стандартном МС4.

Солнечные батареи для частного дома

Сфера использования панелей достаточно огромна. Уже сейчас с переменным успехом используются для того, чтобы снабжать электроэнергией частные или многоквартирные дома, дачные участки, в том числе, чтобы освещать и обогревать теплицы, постройки различной направленности и питания бытовых приборов.

Срок службы, как уже было описано выше, в основном зависит от того, какого типа применяется солнечные батареи для дома и могут варьироваться от 20 до 30 лет непрерывной работы. Существуют варианты устройств, которые могут производить энергию и по прошествию данного периода.

СОЛНЕЧНЫЕ БАТАРЕИ Комплектующие
Солнечные батареи производственной мощности

На сколько эффективны солнечные батареи для дома

В глобалистическом солнечном атласе имеются незначительные отличия между такими регионами всей нашей планеты, как пустыня Сахара и забайкальским краем в России, связанной с объемом получения и выработке электроэнергии не такие уж и большие. Установленные солнечные батареи для частного дома в Каире может вырабатывать 1,7 МВт*ч за год, а в Чите 1,5 МВт*ч – разница составляет незначительные единицы в абсолютных (порядка 200 МВт*ч), а в относительных величинах это равняется в 12%.

Чтобы понять, насколько эффективно использовать солнечную батарею для дачи или частного дома, необходимо провести некоторые расчеты, связанные с непосредственной окупаемостью установке, учитывая тарифы на электричество.

  • Мощность станции – 5 КВт;
  • Цена всего оборудования – 640 тысяч рублей;
  • Срок службы рабочих панелей – 25 лет;
  • Годовой объем выработки – 5000 КВт*ч;
  • Московский дневной тариф для физических лиц на 2022 год – 5,8 рублей за КВт*ч
  • Средняя стоимость выработки станции – 4,19 рублей за КВт*ч;
  • Срок окупаемости – 22 года.

Как можно понять из приведенных выше расчетов, полученная электроэнергия с помощью собственной станции при установке солнечных батарей может быть выгодной для частного дома, а период окупаемости около 22 лет. В России имеется достаточно количество регионов для того, чтобы установить комплект солнечных батарей и использовать их в своих нуждах, например, производить для собственного использования или же продавать её в будущем.

Сколько стоят солнечные системы?

Многие могут задаться вопросом “сколько стоит солнечная батарея?”. Стоимость на готовые решения, связанные с получением электроэнергии составляют от 50 тысяч до 2 миллионов рублей. Зависите всё в основном от того, какие используются устройства, составляющие всю систему (от типа батарей, количества используемых для работы системы приборов, а также производителя и основных характеристик). Имеются варианты и по-бюджетнее, которые используются только для собственного использования по цене от 15 до 25 тысяч рублей.

Цены на изделия

Производитель

Модель

Мощность (номинальная в Вт)

КПД

Стоимость комплекта (тысяч рублей)

Havel (Хавел) – Россия

HVL-360/HJT

360

18,1%

23,5

DELTA (Дельта) — Китай

BST 320-60 M

360

21,2%

15,2

Silasolar (Силасолар) — Китай

SIM370

370

21,85%

25

Восток PRO – Россия

ФСМ 150 М

150

15,1%

25,3 за 2 модуля

TOPRAY Solar (ТопРей Солар) — Китай

TPSh-M6M1120SH1W-370W

370

20,3%

19,8

Osda Solar (Осда Солар) — Китай

ODA-340-30-MH

340

20,1%

14,5

General Energo (Дженерал Энерго) — Китай

GE350-72М

350

15,5%

17,2

Цены солнечных батарей и показатели могут отличаться от действительности и вся информация, представленная в таблице используются только в ознакомительных целях.

СОЛНЕЧНЫЕ БАТАРЕИ Комплектующие
Аккумулятор солнечной батареи

Установка солнечных батарей

Как только был выбран необходимый комплект оборудования, самое важное, понять как производится процесс по проведению монтажу солнечных батарей на крыше. Выполняется оно в несколько этапов, которыми являются:

  • Соберите каркас. Для этого могут послужить любые материалы, которыми являются сталь или алюминий, а также дерево. Однако при выборе материала, следует выбрать наиболее долговечные варианты, чтобы система смогла прослужить вам несколько лет.
  • Пайка панелей. Если у вас комплект с непайными панелями, то тогда следует выполнить подобную процедуру – выполняется вся работа аккуратно – в случае неправильного выполнения можно повредить детали, которые обладают повышенной хрупкостью.
  • Установка. Процесс не будет требовать от вас каких-либо дополнительных манипуляций, проводимых во время непосредственного монтажа (имеются специальные крепежные системы) – главное условие заключается в надежном фиксировании на самом каркасе.
  • Припаять соединительные провода солнечных батарей на крыше. Все панели каждый сможет установить не только последовательно, но и параллельно. Основным моментом считается то, что имеется необходимость в установке запирающего диода в цепь питания для каждой из панели.
  • Подключите батарею к другим элементам вашей личной электроэнергетической станции.

Следует отметить тот факт, что положение солнца летом и зимой будет отличаться достаточно сильно, поэтому эффективно в конструкции установить регулировку наклона. Поэтому во время установки предполагается использование специального подвижного механизма или же применение опорного кронштейна.

СОЛНЕЧНЫЕ БАТАРЕИ Комплектующие
Монтаж и настройка работы батареи

Уличные солнечные батареи

Уличная батарея – автономная система, которая позволяет экономить электроэнергию на освещении своего придомового участка. Широко известно использование фонарей на солнечной батарее, обладающие высокой производительностью и наибольшим сроком службы.

СОЛНЕЧНЫЕ БАТАРЕИ Комплектующие
Схема уличной солнечной батареи

Уличные светильники, которые работают на солнечных батареях имеют разную форму, в том числе внешним видом, способом непосредственной установки. Однако они обладают общим перечнем наборов элементов, которыми считаются:

  • Панель или батарея. Такое устройство может перерабатывать энергию фотонов в электрическую. Расположение может быть на любой части самого светильника, однако обращено оно именно вверх, чтобы уловить наибольшее количество лучей.
  • Аккумулятор. В нем накапливается электроэнергия в светлое время суток, и используется с наступлением темноты.
  • Осветительный блок. Обычный корпус, в котором имеется светодиодная лампа или же небольшой плафон.
  • Контроллер заряда. С помощью такого элемента происходит автоматическое включение или же выключение подачи электричества на сам осветительный блок.
  • Крепление. Используется для установки и подвешивания.

Принцип их работы такой: в светлое время суток батарея, используемая в фонаре будет улавливать фотоны света, где в дальнейшем она превратиться в электрическую энергию. Впоследствии она попадет в аккумулятор. При наступлении ночного времени суток, контролером будет включена подача электрической энергии, а светодиодная лампа загорится. Через некоторое время с наступлением рассвета (при появлении освещенности более 10 Лк) процесс по освещению прекращается. Устройства обладают мощностью в 1Вт, а срок эксплуатации до 2 лет, а в некоторых случаях больше.

СОЛНЕЧНЫЕ БАТАРЕИ Комплектующие
Уличные солнечные батареи

Оставьте комментарий, примите участие в опросе.

Знаете больше информации об электромагнитах и их применении? Поделитесь с нашими читателями в комментариях. 

Ответила ли статья на Ваш запрос?

Просмотреть результаты

СОЛНЕЧНЫЕ БАТАРЕИ Комплектующие  Загрузка ...

Больше информации о беспилотниках и дронах:

СОЛНЕЧНЫЕ БАТАРЕИ Комплектующие Справочник
Сухопутная миля
0938
Важное соотношение мили сухопутной с другими мерами
СОЛНЕЧНЫЕ БАТАРЕИ Комплектующие
СОЛНЕЧНЫЕ БАТАРЕИ Комплектующие Справочник
МОРСКАЯ МИЛЯ
0595
Все, что нужно знать про морскую милю Для международных
СОЛНЕЧНЫЕ БАТАРЕИ Комплектующие
СОЛНЕЧНЫЕ БАТАРЕИ Комплектующие Справочник
РАДИОЛОКАЦИЯ
01.8к.
Радиолокация широко используется в технике и науке
СОЛНЕЧНЫЕ БАТАРЕИ Комплектующие
СОЛНЕЧНЫЕ БАТАРЕИ Комплектующие Справочник
РАДАРЫ
01.3к.
Радиолокационные антенны дальнего действия имеют большое
СОЛНЕЧНЫЕ БАТАРЕИ Комплектующие
СОЛНЕЧНЫЕ БАТАРЕИ Комплектующие Справочник
МОРСКОЙ УЗЕЛ
0886
Навигация в мореходстве играет ключевую роль, поэтому
СОЛНЕЧНЫЕ БАТАРЕИ Комплектующие
СОЛНЕЧНЫЕ БАТАРЕИ Комплектующие Справочник
МОРСКОЙ ПОРТ
0818
Морские порты по умолчанию имеют стратегическое значение
СОЛНЕЧНЫЕ БАТАРЕИ Комплектующие
Оцените автора
Сайт о беспилотниках и робототехнике, UAV BPLA
Добавить комментарий

Наши партнеры

СОЛНЕЧНЫЕ БАТАРЕИ Комплектующие
СОЛНЕЧНЫЕ БАТАРЕИ Комплектующие
СОЛНЕЧНЫЕ БАТАРЕИ Комплектующие
СОЛНЕЧНЫЕ БАТАРЕИ Комплектующие
СОЛНЕЧНЫЕ БАТАРЕИ Комплектующие
СОЛНЕЧНЫЕ БАТАРЕИ Комплектующие
СОЛНЕЧНЫЕ БАТАРЕИ Комплектующие