Меню

Батареи солнечные энергетические установки

Как работают солнечные батареи: принцип, устройство, материалы

Солнечные батареи считаются очень эффективным и экологически чистым источником электроэнергии. В последние десятилетия данная технология набирает популярность по всему миру, мотивируя многих людей переходить на дешевую возобновляемую энергию. Задача этого устройства заключается в преобразовании энергии световых лучей в электрический ток, который может использоваться для питания разнообразных бытовых и промышленных устройств.

Правительства многих стран выделяют колоссальные суммы бюджетных средств, спонсируя проекты, которые направлены на разработку солнечных электростанций. Некоторые города полностью используют электроэнергию, полученную от солнца. В России эти устройства часто используются для обеспечения электроэнергией загородных и частных домов в качестве отличной альтернативы услугам централизованного энергоснабжения. Стоит отметить, что принцип работы солнечных батарей для дома достаточно сложный. Далее рассмотрим подробнее, как работают солнечные батареи для дома подробно.

Немного истории

Первые попытки использования энергии солнца для получения электричества были предприняты еще в середине двадцатого века. Тогда ведущие страны мира предпринимали попытки строительства эффективных термальных электростанций. Концепция термальной электростанции подразумевает использование концентрированных солнечных лучей для нагревания воды до состояния пара, который, в свою очередь, вращал турбины электрического генератора.

Поскольку, в такой электростанции использовалось понятие трансформации энергии, их эффективность была минимальной. Современные устройства напрямую преобразуют солнечные лучи в ток благодаря понятию фотоэлектрический эффект.

Современный принцип работы солнечной батареи был открыт еще в 1839 году физиком по имени Александр Беккерель. В 1873 году был изобретен первый полупроводник, который сделал возможным реализовать принцип работы солнечной батареи на практике.

Принцип работы

Как было сказано раньше, принцип работы заключается в эффекте полупроводников. Кремний является одним из самых эффективных полупроводников, из известных человечеству на данный момент.

При нагревании фотоэлемента (верхней кремниевой пластины блока преобразователя) электроны из атомов кремния высвобождаются, после чего их захватывают атомы нижней пластины. Согласно законам физики, электроны стремятся вернуться в свое первоначальное положение. Соответственно, с нижней пластины электроны двигаются по проводникам (соединительным проводам), отдавая свою энергию на зарядку аккумуляторов и возвращаясь в верхнюю пластину.

Эффективность фотоэлементов, созданных при помощи монокристаллического метода нанесения кремния, является существенно выше, поскольку в такой ситуации кристаллы кремния имеют меньше граней, что позволяет электронам двигаться прямолинейно.

Устройство

Конструкция солнечной батареи очень проста.

Основу конструкции устройства составляют:

  • корпус панели;
  • блоки преобразования;
  • аккумуляторы;
  • дополнительные устройства.

Корпус выполняет исключительно функцию скрепления конструкции, не имея больше никакой практической пользы.

Основными элементами являются блоки преобразователей. Это и есть фотоэлемент, состоящий из материала-полупроводника, которым является кремний. Можно сказать, что состоят солнечные батареи, устройство и принцип работы которых всегда одинаковый, из каркаса и двух тонких слоев кремния, который может быть нанесен на поверхность, как монокристаллическим, так и поликристаллическим методом.

От метода нанесения кремния зависит стоимость батареи, а также ее эффективность. Если кремний наносится монокристаллическим способом, то эффективность батареи будет максимально высокой, как и стоимость.

Если говорить о том, как работает солнечная батарея, то не нужно забывать об аккумуляторах. Как правило, используется два аккумулятора. Один является основным, второй — резервным. Основной накапливает электроэнергию, сразу же направляя ее в электрическую сеть. Второй накапливает избыточную электроэнергию, после чего направляет ее в сеть, когда напряжение падает.

Читайте также:  Аккумулятор для использования солнечной батареи

Среди дополнительных устройств можно выделить контроллеры, которые отвечают за распределение электроэнергии в сети и между аккумуляторами. Как правило, они работают по принципу простого реостата.

Очень важными элементами солнечной назвать диоды. Данный элемент устанавливается на каждую четвертую часть блока преобразователей, защищая конструкцию от перегрева из-за избыточного напряжения. Если диоды не установлены, то есть большая вероятность, что после первого дождя система выйдет из строя.

Как подключается

Как было сказано раньше, устройство солнечной батареи достаточно сложное. Правильная схема солнечной батареи поможет добиться максимальной эффективности. Подключать блоки преобразователей необходимо при помощи параллельно-последовательного способа, что позволит получить оптимальную мощность и максимально эффективное напряжение в электрической сети.

Разновидности солнечных батарей

Существует несколько разновидностей фотоэлементов для солнечных батарей, которые отличаются между собой строением кристаллов кремния.

Выделяют три вида фотоэлементов:

  • поликристаллические;
  • монокристаллические;
  • аморфные.

Первый вид панелей является более дешевым, но менее эффективным, поскольку, если кремний нанесен поликристаллическим способом, то электроны не могут двигаться прямолинейно.

Монокристаллические фотоэлементы отличаются максимальным КПД, который достигает 25 %. Стоимость таких батарей выше, но для получения 1 киловатта нужна существенно меньшая площадь фотоэлементов, чем при использовании поликристаллических панелей.

Из аморфного кремния изготавливают гибкие фотоэлементы, но их КПД самый низкий и составляет 4-6 %.

Преимущества и недостатки

Основные преимущества солнечных батарей:

  • солнечная энергия абсолютно бесплатная;
  • позволяют получать экологически чистую электроэнергию;
  • быстро окупаются;
  • простая установка и принцип работы.

  • большая стоимость;
  • для удовлетворения потребностей небольшой семьи в электроэнергии нужна достаточно большая площадь фотоэлементов;
  • эффективность существенно падает в облачную погоду.

Как добиться максимальной эффективности

При покупке солнечных батарей для дома очень важно подобрать конструкцию, которая сможет обеспечить жилище электроэнергией достаточной мощности. Считается, что эффективность солнечных батарей в пасмурную погоду составляет приблизительно 40 Вт на 1 квадратный метр за час. В действительности, в облачную погоду мощность света на уровне земли составляет приблизительно 200 Вт на квадратный метр, но 40 % солнечного света – это инфракрасное излучение, к которому солнечные батареи не восприимчивы. Также стоит учитывать, что КПД батареи редко превышает 25 %.

Иногда энергия от интенсивного солнечного света может достигать 500 Вт на квадратный метр, но при расчетах стоит учитывать минимальные показатели, что позволит сделать систему автономного электроснабжения бесперебойной.

Каждый день солнце светит в среднем по 9 часов, если брать среднегодовой показатель. За один день квадратный метр поверхности преобразователя способен выработать 1 киловатт электроэнергии. Если за сутки жильцами дома израсходуется приблизительно 20 киловатт электроэнергии, то минимальная площадь солнечных панелей должна составлять приблизительно 40 квадратных метров.

Однако, такой показатель потребления электроэнергии на практике встречается редко. Как правило, жильцы израсходуют до 10 кВТ в сутки.

Если говорить о том, работают ли солнечные батареи зимой, то стоит помнить, что в данную пору года сильно снижается длительность светового дня, но, если обеспечить систему мощными аккумуляторами, то получаемой за день энергии должно быть достаточно с учетом наличия резервного аккумулятора.

При подборе солнечной батареи очень важно обращать внимание на емкость аккумуляторов. Если нужны солнечные батареи работающие ночью, то емкость резервного аккумулятора играет ключевую роль. Также устройство должно отличаться стойкостью к частой перезарядке.

Читайте также:  Как зарядить калькулятор с солнечными батареями

Несмотря на тот факт, что стоимость установки солнечных батарей может превысить 1 миллион рублей, затраты окупятся уже в течении нескольких лет, поскольку энергия солнца абсолютно бесплатна.

Видео

Как устроена солнечная батарея, расскажет наше видео.

Источник

ТОП-6 солнечных электростанций для дачи: особенности, цена и где купить

Все большее внимание людей привлекают солнечные электростанция для дачи. Жители частных домов задумываются об отказе от централизованных поставок электроэнергии в свои жилища, возлагая на солнечные станции большие надежды.

Связано это с постоянным повышением тарифов и снижением качества поставки энергии, вызванной устаревшим оборудованием, модернизация которого проводится крайне медленно.

Описание

В качестве альтернативы выступают возобновляемые источники энергии, в первую очередь дешевые солнечные электростанции, вырабатывающие экологически чистую энергию.

Они могут быть установлены на любом участке. Эффективность зависит от качества установленного оборудования и проведен монтаж.

ТОП-6: Солнечная электростанция мини

В сутки недорогая солнечная электростанция для дачи способна давать до 1,05 кВт*ч энергии. Вес мини солнечной электростанции для дачи — не более 3,5 кг, что дает возможность переносить ее в рюкзаке. Основное использование – это походные условия и дачное освещение.

Комплект

Состоит он из:

  • Батареи солнечной типа Delta BST 150-12P (12В, 150 Вь);
  • Контроллера (с дисплеем);
  • АКБ мощностью 100 Ач;
  • Инвертора 600-ватного;
  • Провода сечением 2Х2, длина которого 3 м;
  • Светодиодная лампочка;
  • Описания и схемы;
  • Гарантийного талона.Стоимость

Купить

Купить солнечные электростанции недорого предлагают онлайн магазины:

Где купить Цена в рублях
https://moskva.regmarkets.ru/elektrostantsii-solnechnye-82043/?order_name=price&order=asc 4500
https://econrj.ru/solnechnie-jelektrostancii/solnechnaja-jelektrostancija-mini.html 4500
https://f.ua/shop/portativnye-zaryadnye-ustrojstva/37302-tip_solnechnaya-panel/ от 4985

ТОП-5: Солнечная электростанция 0.3 кВт*ч в сутки

Альтернативный источник желательно иметь всегда, особенно, если проживаешь в сельской местности, где дома находятся достаточно далеко и ремонтной бригаде приехать быстро не всегда удается. Из-за этого, в случае аварии, дом может надолго остаться без электричества.

Лучшим выбором станет солнечная электростанция для дома и дачи солнечная электростанция, которая является экологичной, т.е. не несет вреда окружающей среде, но всегда вручит в экстремальной ситуации.

Параметры

  • Суточная выработка – 0,35 кВт**ч;
  • Суммарная и пиковая мощность – 300 и 600 Вт.

Рекомендуем:

Комплектность

  • Солнечная батарея 50 Вт, 12В (Delta BST 50-12P);
  • Контроллер (10А с портом USB);
  • АКБ 17Ач (Delta DTM 1217);
  • Инвертор 300 Вт;
  • Коннектор -2 шт.;
  • Провод – сечение 2х2 – 3 м;
  • Лампа светодиодная – 2 шт.;
  • Описание и схема.

Сколько стоит?

Купить солнечную электростанцию для дачи можно, перейдя по ссылкам:

Где купить Цена в рублях
https://moskva.regmarkets.ru/product/6aa0e068a417ef2ed4667ec7882d6ae4/ 29000
http://gws-energy.ru/solnechnye-elektrostantsii/gws-energy-1-kvt-detail 29000
https://econrj.ru/solnechnie-jelektrostancii/solnechnaja-jelektrostancija-0-3-kvt.html 12060

ТОП-4 Солнечная электростанция 0.7 кВт*ч в сутки

Комплект предназначен для питания приборов, мощность которых до 600 Вт. Это мобильные телефоны, освещение, ноутбуки, телевизоры, насосы типа «Малыш».

Комплектность

  • Батареи солнечной — 100 Вт, 12 В;
  • Коннектора – 2 шт. (МС-4);
  • Контроллера – 10А;
  • Инвертор мощностью 0,6 кВт;
  • АКБ – 55 Ач;
  • Провода – 3 метра сечением 2х2;
  • Схемы с описанием.

Параметры

  • Суточная выработка энергии – 0,7 Вт;
  • Запасаемая и общая мощность потребителей– 0.4 и 1,2 кВт;
  • Тип солнечной панели – монокристалл общей мощностью 0,1 кВт;
  • Число панелей – 1;
  • Площадь панели -0,7 м. кв.;
  • Срок эксплуатации — 30 л;
  • Аккумулятор – 1 (33 Ач);
  • Размеры — 1000/700/400 мм;
  • Масса – 25 кг.
Читайте также:  Контроллеры для солнечных панелей виды

Купить

Где купить Цена в рублях
https://moskva.regmarkets.ru/elektrostantsii-solnechnye-82043/?order_name=price&order=asc 21060
https://econrj.ru/solnechnie-jelektrostancii/solnechnaja-jelektrostancija-0-7-kvt.html 21060

ТОП-3: Солнечная электростанция 1,0

Назначение

Понятно, что мощности панели недостаточно, чтобы обеспечить все нужды дачного дома, но для дежурного освещения она вполне «сгодится».

Хватит мощности для зарядки ноутбука и телефона, освещения фасада здания, освещения оранжереи и т.д.

Преимущества

В первую очередь, эта энергия абсолютно бесплатна. Не требуются средства на проведение к дому электрических коммуникаций и на обслуживание. Все, что требуется от владельца – периодически очищать ее от пыли, грязи, опавших листьев и снега.

Установка

Солнечная электростанция мини — это практично, удобно и выгодно! Установить ее можно в любом месте, но чаще всего им является крыша дома, где оборудование никому не мешает и использует максимально свой потенциал.

Стоимость

Где купить Цена в рублях
https://moskva.regmarkets.ru/product/7838e66b16762180468853f9c7f7cd12/ 12060
https://market.yandex.ru/offer/S3ivHIOefu5Ds8bIYSRRDw?hid=226667&pp=1001&clid=2287827&distr_type=7&cpc=l2T0QWJUodDahW32nzTRImHpCB9c2GQ3Www3X47CleakVkqCRAAyt534aFc4am8PgLBSjum_jGXWSMbyfTaQsyOLSAYKvjtmPveXgklRLBQ%2C&lr=213 12060

ТОП-2: Электростанция солнечная В ДОМ

Параметры

  • Мощность – 4 кВт;
  • Емкость батареи – 1600А;
  • Панель – 12*270 Вт.

Сбалансированная система обеспечит для частного дома бесперебойную подачу энергии при разумном электропотреблении. Он обеспечить комфорт и сократит затраты на топливо.

Применяется, если:

  • отсутствуют полностью электросети в месте, где расположен дом;
  • происходит частное отключение электричества.

Состав комплекта

В него входи оборудование от известных производителей Китая, Тайваня, России:

  • Солнечный модуль (монокристалл) -12Х270 Вт;
  • Аккумулятор гелевый (необслуживаемый) – 12В, 200 Ач – 8 шт.;
  • Стеллаж для батарей (600**580) – 1 шт.;
  • Инвертор со встроенным контроллером – 60 А;
  • Кабель, устойчивый к солнечному излучению сечением 4 мм.кв.

Что разрешается подключать?

Система позволяет включать:

  • Музыкальный центр;
  • Телевизор и спутниковую антенну;
  • Домашний кинотеатр;
  • Водяной насос;
  • Планшет;
  • ПК;
  • Микроволновую печь;
  • Стиральную машину;
  • Пылесос и чайник;
  • Утюг и зарядное устройство.

Комплект можно модернизировать за счет добавления аккумуляторов.

Купить

Где купить Цена в рублях
https://moskva.regmarkets.ru/product/f885edafd2d699f291309ea7935e60f2/ 7000
http://50-hz.ru/autonomics/without_electricity/solarhome4.html 442422

ТОП-1: Солнечный ДОМ Мощность 2.4кВт

Построена система с применением технологии использования возобновляемых источников энергии. В данном случае – солнечной. Применяется она на объектах, где полностью отсутствует поставка электроэнергии.

Использование

Она не является панацеей, но способна в разумных пределах обеспечить электричеством дачи, строительные вагончики, передвижные дома и пр.

Он составляет достойную конкуренцию генераторам и снижает затраты на топливо, обеспечивая пользователям комфорт.

Составляют ее:

  • Солнечные панели (модуль OneSun OS-150P) – 4 шт. Допускается использовать аналогичные панели 150 Вт.;
  • Гелевая батарея (необслуживаемая) – 6 шт.;
  • Инвертор напряжения — 2.4кВт, 24В (Stark Country 3000 INV-MPPT);
  • Стеллажи для крепления аккумуляторов;
  • Кабель 4 мм кв., устойчивый к солнечной радиации, с коннекторами – 10 м.

Питание приборов

Подключать к комплекту можно бытовые приборы, суммарная мощность которых не превышает 2 кВт:

  • До 10 ламп освещения;
  • Холодильник;
  • Насос водяной;
  • Утюг (до 1,7 кВт);
  • Пылесос;
  • Чайник (1,5 кВт);
  • Электроинструменты (непродолжительно);
  • Зарядные и мобильные устройства.

В пасмурную погоду, когда активность солнца небольшая, к ней разрешается подключать генератор, позволяющий заряжать аккумуляторы.

Купить

Где купить Стоимость в рублях
https://moskva.regmarkets.ru/product/0cc9c201ece4de4c5d34a52a0627aba3/ 2400
http://50-hz.ru/autonomics/without_electricity/dachnik2_4premium.html 151688
http://50-hz.ru/autonomics/without_electricity/dachnik_pro.html 136000

Видео: Солнечная электростанция на даче

Автор и редактор обзоров по гаджетам и новой техники. Ведет работы по написанию свежих рейтингов к публикациям, проверки достоверности и актуальности информации уже опубликованных статей. Отвечает на вопросы в комментариях, пишет на авто темы.

Источник