Как правильно выбрать солнечную панель

Как выбрать солнечные батареи для дома

Солнечный свет активно используют в качестве альтернативного источника энергии. Солнечные генераторы позволяют сэкономить на коммунальных платежах и способны запитать даже целую систему отопления. Это вариант для тех, кто хочет не зависеть от центрального отключения электричества.

С увеличением количества производителей стоимость солнечных панелей становится доступнее. В нашем материале – о том, как выбрать солнечные батареи для частного дома. Расскажем, на что обратить внимание при покупке, разберем популярные мифы.

Какую солнечную панель выбрать для дома: вид системы

Стандартный комплект солнечных генераторов включает сами панели, инвертор, контроллер и аккумулятор. Панели выполняют роль приемника и источника энергии. Они принимают солнечный свет и перерабатывают его в электрический сигнал, который передается на аккумуляторные батареи через контроллер.

АКБ соединены с инвертором. Он отвечает за выдачу переменного напряжения 220В, 50 Гц на потребителей. Излишки электроэнергии могут передаваться в централизованную сеть. Все элементы системы находятся внутри дома. Исключение – солнечные панели. Их располагают под определенным углом на крыше.

Однако, в зависимости от назначения система может отличаться.

Автономная

Автономные панели обеспечивают электроэнергией объекты, не подключенные к стационарной сети. Днем электроснабжение получают от панелей. В генераторах накапливается «запас» энергии. Он расходуется в темное время суток.

Сетевая

Популярное название открытых систем — безаккумуляторные. Модели отличаются демократичной стоимостью. Солнечные панели обеспечивают электроснабжение только при солнечной активности ( в дневное время).

В темное время суток электричество потребляется через инвертор, который выбирает источник энергии с учетом текущей нагрузки. В некоторых странах, в том числе и в России, тариф на электричество ночью дешевле. Поэтому открытые системы экономически оправданы.

Реверсная

Реверсные системы используют преимущественно в промышленных целях. Иногда их устанавливают для получения и продажи электричества. Солнечные батареи вырабатывают энергию и отправляют ее в сеть через реверсивный счетчик. Киловатты оплачиваются по так называемому «зеленому тарифу».

Комбинированная

Комплект солнечных батарей включает сами генераторы, инвертор, аккумулятор и контроллер. Если запаса аккумуляторов не хватает, дополнительная мощность берется из сети. Вариант оптимален для частных домов, в которых нет резервного количества солнечных батарей.

Разновидности солнечных панелей

Поликристаллические

Главный элемент панелей – полупроводниковые элементы поликристаллической структуры. Мелкие кремниевые кристаллы объединяются в фотоэлементы, что не позволяет создать однородную поверхность. Отсюда – меньший КПД – 12–17%, в то время как у монокристаллических панелей – от 20%.

Производство поликристаллических солнечных батарей менее сложное. Эти модели дешевле монокристаллических аналогов. Учитывая низкую цену, можно приобрести сразу несколько генераторов и добиться того же «выхлопа», что и у монокристаллических панелей.

Стоимость солнечных батарей начинается от 3 500 руб. за 100 Вт.

Монокристаллические

Монокристаллические солнечные генераторы отличаются наибольшей эффективностью. Их КПД – 20–24%.

Производство включает несколько этапов. Сначала выращивают монокристалл, а затем из нескольких кремниевых ячеек собирают панель нужной мощности. Самые популярные модели – с 36, 60 и 72 элементами.

За счет одностороннего направления кремниевых кристаллов генераторы лучше преобразуют энергию солнца. Если есть возможность потратить чуть больше, лучше сделать выбор в пользу монокристаллических солнечных батарей. Они окупятся быстрее и прослужат – в среднем 25–30 лет.

Аморфные

Аморфные солнечные батареи представляют собой слой кремневодорода (полупроводника). Его получают путем воздействия электрического тока на кремний. Элемент испаряется и оседает на подложку. Поверхность гибких панелей хорошо гнется, поэтому их можно устанавливать даже на криволинейных поверхностях.

КПД аморфных генераторов чуть меньше, чем у монокристаллических – 18%. Аморфные генераторы имеют более высокое поглощение и эффективны даже в пасмурную погоду. Панели подойдут для регионов, в которых преобладают частые дожди. Жителям южных районов лучше сделать выбор в пользу монокристаллических генераторов.

Сегодня на рынке представлено три поколения аморфных панелей. Разница – в эффективности работы. Первый вариант был выпущен с КПД 5%. Сейчас можно приобрести модели с КПД 12%. Аморфные генераторы не такие популярные. Они уступают в производительности кремниевым панелям и стоят дорого.

Пленочные

В составе пленочных панелей – селенид меди или теллурид кадмия. Они выпускаются в виде рулонов. Пленку можно разложить не только на крыше, но и любой другой поверхности, резать и «подгонять» под нужный размер.

Еще одно преимущество – небольшой вес. За счет большой энергоотдачи генераторы быстро окупаются. КПД пленочных солнечных генераторов – 10–12%.

Коэффициент полезного действия

КПД – один из главных критериев выбора солнечной батареи. Чем выше показатель, тем лучше работоспособность генератора.

Максимальный КПД солнечной батареи разработали немецкие ученые – 44,7%. Он служит ориентиром для производителей панелей. В любительских целях можно использовать модули с КПД 10–15%. Если вы планируете купить генератор для питания целой системы отопления, обратите внимание на модели с высокой мощностью – 22%.

Важно понимать, что значение КПД на «выходе» не всегда будет соответствовать цифрам, заявленным производителем. КПД зависит от уровня наклона солнечных лучей, наличия тени и уровня радиации.

Максимального КПД можно достичь, разместив солнечный генератор перпендикулярно поверхности (то есть, под углом 90 градусов).

Поверхность панелей должна быть «чистой» и не заслоняться ветками деревьев и другими предметами.

Важно: можно купить трекеры, которые уже оснащены функцией контроля расположения солнца и слежения. Такие устройства сами подстраиваются под правильный угол.

Конструктивное исполнение

По конструктивному исполнению различают:

1. Стационарные модели. Солнечные модули устанавливаются на крышу гаража или частного дома, имеют большой вес. Панели не перемещаются. Стационарные панели – оптимальный вариант, если вы хотите запитать дачу или загородный дом.
2. Переносные панели. Отличаются небольшими размерами и весом. Их используют для подзарядки телефонов, планшетов, походных холодильников, электронных книг. Переносные батареи оснащаются USB–портом. Для туристических походов и кемпингов подойдут мощные панели до 150 Вт. Длина таких генераторов в разложенном состоянии составляет 1–1,3 м.

Мощность

Какую солнечную панель выбрать для дома? Обратите внимание на мощность. Она показывает, какое количество энергии солнечная батарея выдает за единицу времени. Мощность генератора подбирается в зависимости от потребностей:

• для автономного электроснабжения всего частного дома необходимо подбирать массив солнечных батарей от 1000 Вт и выше;
• для питания бытовой техники (например, холодильника и телевизора) оптимальна суммарная мощность панелей от 500 Вт.

Одна солнечная панель может вырабатывать от 100 Вт до 560 Вт энергии. Можно приобрести и маломощные приборы до 50 Вт. Они подойдут для питания осветительных приборов с низким уровнем энергопотребления.

Обратите внимание: при постоянной эксплуатации мощность солнечных панелей снижается в среднем на 10–12% за 10 лет.

Срок службы

Практически все солнечные батареи рассчитаны на длительное применение. В документах указывается срок службы от 25 до 30 лет. Однако, многие солнечные генераторы не выходят из эксплуатации и через 40 лет.

Чтобы увеличить срок службы панелей, достаточно:

1. Не допускать механических повреждений, падений.
2. При необходимости – установить ветрозагородительные конструкции.
3. Регулярно производить уход и чистку солнечной батареи.

Старение панелей

Еще одна важная особенность – коэффициент старения. С каждым годом производительность солнечных блоков снижается. Все зависит от модели:

• производительность поликристаллических элементов за 25 лет снижается до 30%;
• у монокремниевых батарей этот показатель ниже – 17%.

Распространенные мифы о солнечных батареях

1. Многие владельцы частных домов считают, что генераторы работают только в теплом климате, и устанавливать их целесообразно только на юге. Это неверно – для работы генераторов необходим только солнечный свет. Температура воздуха значения не имеет. В прохладную погоду выработка чуть больше.
2. Еще одно распространенное заблуждение: оборудование неэффективно. Монокристальные блоки имеют высокий КПД – 22%. В ближайшие годы этот показатель вряд ли увеличится.
3. Солнечные батареи будут окупаться несколько десятилетий. Все зависит от мощности и количества панелей. В большинстве случаев генераторы окупятся через 6–10 лет.
4. Внешний вид панелей говорит о высоком качестве. Определить качество генератора по внешнему виду трудно даже экспертам.
5. Лучше сэкономить и купить модули из мелконарезанных элементов. Многие продавцы уверяют покупателей, что такие системы ничуть не уступают панелям из целых элементов. На деле ситуация обстоит иначе: при производстве панелей из мелких «кусков» чаще всего используют отбракованные элементы с трещинами и сколами. Из поломанных элементов вырезают целые части и спаивают. Количество мест спайки увеличивается в несколько раз, поэтому надежность модуля снижается.

Подведем итоги

Теперь вы знаете, какую солнечную батарею выбрать для дома. Самый популярный вариант – монокристаллические и поликристаллические солнечные батареи. Аморфные генераторы стоят дорого, но при этом не отличаются высоким КПД. Пленочные панели гибкие: их можно расположить даже на криволинейных поверхностях.

Оптимальная мощность зависит от целей использования.

Солнечные батареи служат минимум 25–30 лет. При правильной эксплуатации срок службы увеличивается.

Источник

Как правильно выбрать солнечную батарею

Система солнечного электроснабжения — альтернативный и экологичный вариант, который может обеспечить электричеством квартиру, дом, дачу. Гелиосистемы становятся все более популярными. Многие потребители, думая об их приобретении, задаются вопросом о том, как выбрать солнечную батарею. Известно, что они бывают разные и требуют определенных условий для установки и применения.

Основные критерии выбора

Прежде чем выбрать солнечную панель, необходимо четко знать о том, что она из себя представляет. Это накопитель тока постоянной величины, своего рода фотоэлектрический преобразователь на полупроводниковой основе. Его задача — преобразовывать энергию Солнца в электрическую. Таким образом, человек получает необходимое количество E, которая обеспечивает помещение светом, теплом и возможностью использовать бытовые электроприборы и технику.

Выбирая гелиосистему для частного дома или квартиры, нужно учитывать ряд обстоятельств. Первое — это условия климата. Если жилище находится в сухой и солнечной местности, это будет положительно влиять на производительность и рентабельность панелей. Чем дольше светит Солнце и чем длиннее день, тем выше окупаемость солнечных батарей с экономической точки зрения. Благодаря постоянному накоплению солнечной энергии всегда получится сэкономить на расходах за коммунальные услуги, не переплачивая за них государству. Для того чтобы определить, насколько местность, в которой вы проживаете, подходит для установки гелиосистемы, можно воспользоваться специальной картой освещенности.

Как выбрать солнечную батарею, учитывая процентный показатель потребности человека в тепле? Лучшие панели в данном случае — те, которые покрывают от 40 до 80% теплопотребности. Если система обладает меньшей производительностью — она будет очень дорого обходиться и не оправдает себя.

Подбирать систему нужно так, чтобы она оптимально вписалась в окружающее пространство и находилась в удобном месте — там, где к ней можно обеспечить доступ в любое время. Также понадобится произвести предварительный расчет мощности выбираемого комплекта. Это обеспечит бесперебойное снабжение помещения необходимым количеством энергии, даже в случае внезапного отключения электричества.

Какие солнечные батареи лучше? Безусловно, не стоит вестись на дешевые варианты, а заплатить определенную сумму и подобрать элементы высокого качества. Срок службы панелей, изготовленных из прочного кремния, может составлять до 25 лет, с минимальной потерей КПД и мощности.

По уровню качества все солнечные панели делятся на три категории:

• Grade A — высшее: несмотря на естественное старение элементов, потеря мощности со временем составляет не более 5%;
• Grade B — среднее: при старении наблюдается потеря мощности до 30%;
• Grade C — самое низкое: со временем мощность теряется на 30% и более.

Удачный выбор солнечных панелей зависит и от толщины элементов. Если панели достаточно толстые, это обеспечит долгий срок их службы. Существуют дешевые китайские варианты, когда прочным и толстым является не сам элемент, а его покрытие из фольги. Это делают для того, чтобы удешевить производство. Лучше не приобретать такую панель: работать она будет недолго и абсолютно не стоит потраченных на нее средств.

При покупке рекомендуется смотреть на поверхность элементов. Если они покрыты текстуированным стеклом, это обеспечит увеличение мощности входного облучения системы на 10-15%. Коэффициент полезного действия текстуированных элементов будет намного выше — в том числе и в прохладную пасмурную погоду, когда солнце редко появляется из-за туч.

Виды солнечных батарей

Тем, кому уже приходилось сталкиваться с солнечными батареями, наверняка известно о том, что они бывают кремниевыми и пленочными. Кремниевые модули принято разделять на следующие категории:

Поликристаллические модули изготовлены из кристаллов среднего уровня чистоты. Вначале кремний расплавляют, а потом охлаждают в специальных условиях. Они подходят для применения в зонах низкой солнечной активности. Внешний вид элемента отличается неоднородностью окраски — от темно-синей до голубоватой. Коэффициент полезного действия поликристаллических элементов составляет 12-15%.

Если нужно выбрать систему для частного дома, который находится в умеренных широтах — можно остановиться именно на поликристаллах. Такой вариант будет хорош и для дачи. По стоимости поликристаллы дешевле монокристаллических панелей, но при правильной установке количества энергии, получаемого от них, будет вполне достаточно.

Модули, изготовленные из монокристаллов, имеют ровную темно-синюю или черную окраску. Они более востребованы среди покупателей. При производстве кремнию вначале придают форму цилиндра, а потом нарезают его тонкими пластинками. Этот процесс занимает много времени и считается очень дорогостоящим — отсюда и высокая цена на монокристаллы.

Коэффициент полезного действия таких элементов будет выше, чем у поликристаллов до 20%. Лучше использовать их в климатических зонах с высокой солнечной активностью. Если честно говорить о том, какие лучше выбирать модули — безусловно, монокристаллические. Однако их высокая стоимость часто является препятствием для покупки.

Кроме моно-и поликристаллических элементов существуют батареи, в основе которых находится аморфный кремний. Они примечательны тем, что могут эффективно работать даже в условиях постоянной пасмурной погоды и дождя. Кремний преобразуют с помощью электричества в кремневодород, благодаря чему происходит его оседание на подложку. Получается тонкий слой вещества с высокой степенью проницаемости.

Многие наверняка слышали о таком ноу-хау, как пленочные модули. Их выпускают в виде рулонов, которые можно в любое время свернуть или расстелить, где угодно. Пленочные элементы подходят для установки на большую площадь, а их основу составляет прочная пленка из полимерных материалов. Пока их трудно встретить в широкой продаже, но нет сомнений в том, что скоро они появятся везде.

Что входит в комплектацию

Для осуществления преобразования солнечной энергии в электрическую понадобится установить полноценную гелиосистему. В её состав входят:

• сама солнечная панель (их может быть несколько);
• контроллер уровня заряда (от него зависит продуктивность применения АКБ);
• аккумулятор (он накапливает заряд и обеспечивает автономный режим работы гелиосистемы. Аккумуляторов, как и солнечных панелей, в комплекте несколько штук);
• инвертор ( для преобразования постоянного U в переменное, чтобы можно было пользоваться бытовыми приборами).

Все комплектующие должны соответствовать друг другу как по техническим параметрам, так и по показателю мощности. Предварительный расчет этих показателей поможет значительно упростить и процесс установки, и дальнейшее использование системы.

Расчет мощности гелиосистемы

Для того чтобы электроснабжение от солнечных батарей было бесперебойным и стабильным, необходимо провести расчет мощности гелиосистемы. Можно сделать это самостоятельно, но если возникают сомнения и сложности, лучше обратиться к специалисту.

Как выбрать солнечную батарею для дома, чтобы она работала эффективно? Сразу стоит отметить, что во избежание потери мощности и стабильности работы гелиоустановки лучше сразу обзавестись таким устройством, как солнечный трекер. Для оптимальной работы панели должны быть постоянно наклонены под углом 90 градусов (по отношению к Солнцу). Тогда два модуля средних размеров смогут вырабатывать мощность до 100 Вт. При невозможности установки трекера рекомендуется обзавестись механической системой вращения на шарнирах. Ее нужно будет поворачивать 3-4 раза в день.

Расчет показателя мощности системы проводят исходя из того, сколько электричества в киловаттах потребляют в месяц. Допустим, в месяц мы тратим 120 кВт электроэнергии. В месяце 30 дней. 120 нужно разделить на 30. У нас получится 4 киловатта в день. Однако потребление электроэнергии за сутки может быть разным. Например, в какой-то день мы были дома, а какой-то — нет. Также следует учитывать особенности летнего и зимнего периода.

Это означает, что для точного расчета нам понадобится средний показатель в час. Для этого нужно полученные 4 киловатта разделить на 24 (количество часов в сутках). Получаем 166 Вт. Далее проводим расчет исходя из длительности светового дня. Обычно, он длится от 4 до 8 часов, в зависимости от широты и времени года. Необходимо 4 киловатта, которые мы потребляем в течение суток, разделить на 4-5 часов ( усредненный показатель длины светового дня). Итоговая сумма — 800 ватт. Это и есть необходимая нам мощность гелиосистемы. Она покроет все: и освещение, и работу бытовых приборов, и обогрев.

Как уже было отмечено, очень желательно установить солнечный трекер — для того, чтобы батареи накапливали в течение дня необходимые 4 кВт мощности в день. Есть и другой выход из положения: если нет возможности установить ни трекер, ни механическую системы вращения панелей, следует увеличить мощность гелиоустановки в 2 раза. Для этого придется монтировать еще одну панель дополнительно.

Выбор аккумуляторов и контроллера

Аккумуляторы и контроллер тоже являются необходимыми элементами, которые играют роль в удачном выборе гелиоустановки в целом. К панелям нужно подобрать несколько подходящих аккумуляторных батарей, которые будут обеспечивать автономность их работы в случае форс-мажорных обстоятельств. АКБ нужны и для того, чтобы установка работала и в пасмурную погоду, и в ночное время.

Что касается контроллера, его функция заключается в том, чтобы аккумуляторы работали исправно. Если солнечная установка снабжена хорошим контроллером, АКБ будут работать долго и продуктивно. Различают два вида контроллеров: МРРТ и ШИМ. ШИМ-контроллер стоит дешевле, но способен освоить только 80% той энергии, которая накопилась. МРРТ- контроллер использует накопленный заряд на 100%. Именно поэтому рекомендуется останавливать свой выбор именно на нем, несмотря на то, что стоит он в 2-3 раза дороже, чем ШИМ- контроллер.

Правильный выбор солнечных батарей зависит от многих факторов. Недостаточно приобрести дорогие панели высокого качества. Нужно тщательно продумать сборку системы в целом, акцентируя внимание на качество каждого ее звена и исходя из необходимых расчетов мощности. Если все сделано правильно, гелиоустановка будет служить долго и окупит все расходы в течение ближайшего времени.

Источник