Солнечные модули для солнечных батарей

Солнечные элементы и их виды

Солнечные элементы – это части батарей, которые генерируют электрический ток. Появились они сравнительно недавно, в XIX веке, и только сейчас их начали использовать в качестве недорогого, но эффективного способа добычи энергоресурсов. Принцип работы солнечных батарей довольно прост. Ими можно оснастить жилое или нежилое помещения. Существуют различные виды данных элементов питания. Разберем их более подробно.

Элементы солнечных батарей

Зачастую энергия солнечной панели используется для дома и его нужд. Вырабатываемого электрического тока достаточно для двухэлементной бойлерной системы, холодильника, телевизора и прочих бытовых приборов.

Солнечные лучи – это экологически чистое «топливо». Ведь в процессе работы модуль солнечной батареи не выделяет обилие вредных выхлопов, углекислый газ и не расходует невосполнимые природные ископаемые.

Стоит понимать, что солнечные батареи складываются из множества модулей. И то, что мы видим на крыше зданий или на стенах, является только частью системы.

Из чего состоит солнечная система электроснабжения:

1. Солнечные ячейки, складывающиеся в панели. Это те видимые нам батареи, которые крепятся на крышу или стены.
2. Аккумулятор. Данный элемент в системе необходим для накапливания лишней энергии, например, в ясный день. В пасмурную погоду, когда батареи работают не на полную мощность, ток на бытовые нужды берется из АКБ.
3. Контроллеррегулирует заряд аккумулятора, подсказывает владельцу системы, что заряда недостаточно или слишком много. Излишнее напряжение губительно для аккумулятора.
4. Преобразователь постоянного тока в переменный (инвертор) необходим для работоспособности бытовых приборов. Ведь не все из них способны работать на постоянном потоке заряженных частиц.

Подключая солнечные модули, необходимо уже изначально определиться с местом их расположения, видом, количеством бытовой техники, необходимостью контролера АБК.

Стоит понимать, что такая системы является наборной, и вы с легкостью можете установить еще не один солнечный модуль.

Принцип работы солнечных батарей

Человечество научилось получать энергию из ископаемых, потоков воды и порывов ветра, дошли и до применения световых лучей. Существуют даже солнечные модули, которые поглощают невидимый инфракрасный спектр и работают ночью. Всепогодные батареи эффективны в пасмурную погоду, туман, дождь.

Принцип работы любой батареи – преобразование лучей солнца в электрический импульс.

Зачастую солнечные модули работают на кристаллах кремния, и этому есть объяснение. Данный металл чувствителен к воздействию лучей, он недорог в добыче, а КПД батарей составляет 17-25%. Кристалл кремния при попадании на него солнечных лучей образует направленное движение электронов. При средней площади батареи 1-1,5 м² можно достичь на выходе напряжение в 250 Вт.

В настоящее время применяется не только кремний, но и соединения селена, меди, иридия и полимеров. Но широкого распространения они не получили, даже несмотря на КПД в 30-50%. Все потому, что они очень дороги. Для электрификации обычного дачного или загородного дома отлично подойдет кремниевая фотоэлектрическая панель.

Виды солнечных батарей

Такие аккумуляторы постоянно видоизменяются. Эта область модифицируется и подвергается инновационным решениям.

Именно поэтому существует много видов солнечных панелей.

Монокристаллические

Данные батареи обладают хорошим КПД. Каждая ячейка являет собой отдельный кристалл кремния. Поверхность батареи слегка выпуклая, насыщенного синего цвета. Фотоэлектрические панели этого типа имеют самую высокую цену, которая обуславливается сложностью технологии. Ведь все кристаллы развернуты в одном направлении.

Необходимо будет дополнительное оборудование, которое будет разворачивать комплекс панелей в зависимости от положения Солнца на горизонте. Из-за необходимости прямых лучей такие элементы устанавливают на хорошо освещенных участках или возвышенностях.

Средний срок эксплуатации – 25 лет.

Поликристаллические (multi-Si)

Солнечные модули данного вида обладают неравномерно насыщенным синим цветом из-за разной направленности кристаллов кремния. Они дешевле монокристаллических аналогов, обладают хорошим КПД, их не нужно разворачивать к солнцу. В пасмурную погоду или облачность они показывают лучшие результаты, нежели вышеописанный вид.

Средний срок эксплуатации без потери качеств – 15-20 лет.

Аморфные (полимерные солнечные батареи)

В данном случае используются не цельные кристаллы, а гидрид кремния. Его наносят на твердую или гибкую подложку. Преимуществами является низкая стоимость. К тому же, полимерный солнечный элемент можно нанести на любую гибкую подложку. Значит, вы можете по максимуму использовать скат крыши, неровные поверхности.

Фотоэлектрическая структура полимерного кремния позволяет поглощать свет даже рассеянный. Аморфные солнечные батареи выгодно ставить в условиях севера, короткого светового дня, в областях с агрессивными атмосферными условиями.

Существуют и другие, более редкие разновидности.

Органические

Эти солнечные батареи только изучаются. Активные разработки появились в последнем десятилетии, поэтому достоверных данных насчет гарантированного срока эксплуатации у производителей нет. Солнечный элемент использует органическую основу – соединения углерода.

Некоторые виды солнечных панелей данного строения обладают хорошим КПД, они пластичны, экологичны, просты в утилизации и значительно дешевле кремниевых аналогов.

Безкремниевые

Изготовлены на основе редких металлов. Вместо кремния применяются соединения теллура, селена, меди, индия. Данные металлы редкие и дорогие, поэтому стоимость батарей очень высокая. Однако панели этого типа могут работать в широком температурном диапазоне.

Сравнение КПД батарей разного типа

Разновидность панели	Максимальное значение КПД
Монокристаллические	20-25%
Поликристаллические	15-20%
Аморфные	6-7% (в некоторых случаях до 15%)
Органические	12-15%
На основе редких металлов	10-20%, в зависимости от применяемого металла. Некоторые панели могут выдавать до 40%

Как подобрать солнечную панель?

Как видите, типы солнечных батарей различны.

Подбирать устройство необходимо, исходя из многих факторов:

• степени освещенности территории;
• климата;
• площади помещения;
• количества бытовых приборов;
• финансового бюджета;
• площади крыши;
• возможности пользования стационарными электросетями;
• отдаленности от населенного пункта.

Естественно, если вы собираетесь поставить солнечные панели на дачу, где проводите время только летом, стоит побеспокоиться о безопасности вашего имущества.

Если у вас длинный световой день, хорошо освещаемая территория, то отдайте предпочтение моно- и поликристаллическим моделям. В холодных широтах приобретайте поликристаллические или полимерные фотоэлементы.

Виды подключения

Вы уже купили фотоэлементы для солнечных батарей, АКБ и все остальные составляющие. Осталось определиться с типом электроснабжения вашего жилища. Они бывают:

1. Автономные. В данном случае ваш дом питается только от солнечных батарей и никак не связан с общей электрификацией.
2. Смежные. Панели подключаются в общую сеть. Если бытовые приборы потребляют небольшое количество энергии, то стационарная сети не используется, ток берется из аккумулятора. В случае превышения потребностей электричество расходуется и из общей сети. Стоит учитывать, что без сети сами по себе батареи работать не будут.
3. Комбинированные похожи на смежные. Но в данном случае излишек электроэнергии, получаемый панелями, идет не в аккумулятор, а в общую сеть.

Какую систему и панели выбрать, решать только вам. Перед покупкой проконсультируйтесь у нескольких специалистов, ведь такие системы приобретаются не на один год. При правильном подключении они будут радовать вас долгое время.

Источник

Солнечный модуль

Пост опубликован: 20 ноября, 2017

Солнечный модуль — это техническое устройство, являющееся составной частью солнечной электростанции, в которой происходит преобразование солнечной энергии в электрическую.

Принцип действия

Принцип работы солнечного модуля (солнечной панели, солнечной батареи), основан на физических свойствах полупроводников, имеющих способность создавать, под воздействием солнечного света, электронную проводимость «р-n» типа. Между электродами устройства создается разность потенциалов, а при подключении нагрузки в цепи протекает электрический ток.

Солнечный модуль состоит из определенного количества фотоэлементов, соединенных между собой, поэтому принцип работы устройства можно рассмотреть на работе отдельного элемента.

Схематично, работа фотоэлемента, представлена на ниже приведенном рисунке:

Фотоэлемент изготавливается из двух слоев кремния, в каждый из которых добавляются различные вещества, определяющие тип проводимости конкретного слоя.

Так в верхний слой добавляется фосфор (N – слой), а в нижний – бор (Р – слой).

Под воздействием солнечных лучей, в верхнем слое образуется дополнительное количество отрицательно заряженных электронов, а в нижнем, где отрицательно заряженных частиц не хватает – образуются «дырки».

На границе между слоями образуется «p – n» переход, и так называемая «p – n» проводимость фотоэлемента. Наличие проводимости и образование электронов и «дырок», служит причиной возникновения разности потенциалов «p – n» переходе.

Наличие разности потенциалов обуславливает возникновение электрического поля, под воздействием которого, разно заряженные частицы начинают движение. Положительно заряженные движутся в верхний слой, отрицательно заряженные – в нижний.

Виды солнечных модулей зависят от типа фотоэлементов, используемых при их изготовлении. Всего существует два вида солнечных панелей, это:

Изготовленные из фотоэлементов на основе кремния, которые в свою очередь изготавливаются:

• на основе монокристаллов кремния, однородных по своей структуре.
• на основе кристаллов кремния различных по своей структуре.
• на основе кремневодорода (аморфные).

Пленочного типа, изготавливаемые на основе:

• теллурида кадмия.
• селенида меди-индия.
• полифенилена, углеродных фуллеренов, фталоцианина меди и еще ряда полупроводников (полимерные).
• силана (кремневодорода) — аморфные.

Основные технические характеристики

Основные параметры, определяющие способность вырабатывать электрический ток, возможность установки в том или ином месте размещения, а также режимы работы солнечных модулей, задаются производителями подобных изделий.

Основными техническими характеристиками, которые указываются в паспорте изделия, являются:

• номинальная мощность, Вт;
• напряжение холостого хода, В;
• ток короткого замыкания, А;
• КПД;
• тип фотоэлементов;
• количество фотоэлементов;
• площадь светочувствительной поверхности, м 2 ;
• габаритные размеры, мм (длина, ширина толщина);
• масса, кг;

Каждый производитель в индивидуальном порядке решает, какие из характеристик указывать в паспорте своей продукции, но основные показатели, приведенные выше, как правило отражаются в сопроводительных документах.

Популярные марки и модели

На рынке солнечных панелей представлен достаточно широкий выбор различных моделей отечественных и зарубежных производителей. Благодаря тому, что в Китае альтернативной энергетикой занимаются на государственном уровне, то в этой группе товаров очень много продукции именно китайских компаний, которые отличаются более низкой стоимостью чем у конкурентов, но не всегда соответствуют заявленным характеристикам.

Наибольшей популярностью пользуется продукция компаний:

• «TOPRAY Solar» (Китай) – производит различные солнечные модули из монокристаллов, поликристаллов и гибкие модели, различающиеся по техническим и эксплуатационным характеристикам.
• «JA Solar Holdings Co., Ltd» (Китай) – изготавливает в основном монокристаллические модели, но в линейке товаров, есть и модели изготовленные из поликристаллов;
• «Telecom-STV» (Россия);
• «Хевел» (Россия);
• «AXITEC GmbH» (Германия).

Как выбрать лучший

Для того, чтобы при выборе гелиосистемы сделать правильный выбор и выбрать именно тот модуль, который отвечает предъявляемым к нему требованиям, необходимо следовать критериям, определяющим его соответствие условиям эксплуатации и техническим характеристикам гелиосистемы в целом.

При выборе конкретной модели следует обратить внимание на:

Компании, которые борются за своего клиента и свою положительную репутацию, выпускают качественный товар, к тому же об их продукции, всегда можно найти отзывы пользователей. Важным условием качественного изготовления, является наличие собственного производства.

1. Наличие и срок гарантийного использования приобретаемого изделия.

Только производитель, отвечающий за качество изготовления и соответствие эксплуатационных показателей заявленным характеристикам, дает гарантию на свою продукцию. Чем продолжительнее гарантийный срок, тем большее внимание производитель уделяет качеству своей продукции.

Прочный корпус выполненный из качественных материалов, является залогом долгой и успешной эксплуатации.

1. Класс эксплуатации устройства.

Производители, гарантируя успешную эксплуатацию своих моделей, указывают их класс эксплуатации, в соответствии с которым они, заявляют предел изменения технических характеристик модуля, в процесс его использования.

Изделия с класса «А» должны сохранить свои технические показатели, в течение всего срока эксплуатации, с погрешностью не более 5,0%, класса «В» — с погрешностью до 30,0% и класса «С» — более 30,0%.

Этот технический параметр важен, т.к. от него зависит работа всей солнечной электростанции. Производители могут указывать три типа напряжения, определяющих работу солнечного модуля, это:

• Номинальное напряжение – определяет параметры сети, в которой устанавливается солнечная панель.
• Напряжение холостого хода – измеряется на выходах солнечного модуля без подключения нагрузки и характеризует максимальное значение напряжения, которое может выдавать конкретная модель.
• Максимальное напряжение – определяет значение, при максимальном КПД работающего устройства.

1. Мощность солнечной панели.

Этот показатель определяет количество требуемых солнечных модулей, для обеспечения потребности потребителя в электрической энергии. Данный показатель напрямую связан с габаритными размерами устройства – чем выше мощность, тем большего размера солнечная панель.

Чем выше данный показатель, тем меньшее количество модулей потребуется установить, чтобы количество вырабатываемой электрической энергии, соответствовало ее потребности.

1. Температурный режим эксплуатации.

Данный параметр изначально определяет возможность установки конкретной модели в том или ином месте установки и характеризует влияние температуры окружающего воздуха на способность вырабатывать электрический ток – на КПД устройства.

Внимательно изучив выше приведенные показатели, которые могут служить критериями выбора конкретного устройства, можно избежать ошибок и не нужных финансовых трат.

Где купить

Солнечный модуль, это специфический товар, который невозможно найти в обычных торговых сетях и магазинах.

Наиболее правильным решением задачи, связанной с приобретением подобных устройств, это выбрать модель по ее бренду, отыскать дилера этой компании, где и приобрести выбранную модель.

Также можно воспользоваться услугами компаний, специализирующихся на реализации товаров и устройств, относящихся к группе альтернативной энергетики.

Если в регионе, где проживает потенциальный покупатель, нет дилеров компаний и фирм, специализирующихся на альтернативных источниках энергии, можно воспользоваться интернетом, где представлено большое количество предложений по продаже подобной продукции.

Средние цены

Для того, чтобы определить ценовой диапазон, существующий на солнечные модули при реализации устройств посредством интернет ресурсов, ниже приведены стоимости на модели компаний, пользующиеся наибольшей популярностью среди пользователей, это:

• Модели компании «TOPRAY Solar» (Китай):
• «TopRaySolar TPS-FLEX-50W» (50,0 Вт) – от 6700,00 рублей;
• «TopRaySolar TPS-FLEX-80W» (80,0 Вт) – от 10400,00 рублей;
• «TopRaySolar TPS-FLEX-100W» (100,0 Вт) – 12400,00 рублей.
• Модели компании «JA Solar Holdings Co., Ltd» (Китай);
• «JA Solar-50 Вт» — от 3700,00 рублей;
• «JA Solar-100 Вт» — от 7000,00 рублей;
• «JA Solar-300 Вт» — от 150000,00 рублей.
• Модели компании «Telecom-STV» (Россия):
• «ТСМ-150В(24) 24В, ПОЛИ» — от 16400,00 рублей;
• «ТСМ-160B(24) 24В, МОНО» — от 12100,00 рублей;
• «ТСМ-140FM, 12В ГИБКИЙ» — от 19500,00 рублей.

Отзывы покупателей

Прежде чем покупать солнечные модули, при самостоятельном комплектовании солнечной электростанции, необходимо ознакомиться с отзывами опытных пользователей, которые уже используют подобные устройства в повседневной жизни.

Такая информация есть на сайтах компаний, производящих подобный товар, печатных изданиях и различных интернет ресурсах, где есть возможность найти информацию практически по всем моделям солнечных устройств, предлагаемых на рынке.

Вот некоторые из отзывов, размещенных в интернете:

«У нас много солнца, поэтому грех не воспользоваться этим преимуществом, в сравнении с другими регионами нашей большой страны. В прошлом году купил комплект солнечной мини-электростанции, изготовленной в Китае. В комплект, кроме аккумуляторов, инвертора и контроллера, входили три солнечных модуля фирмы производителя JA Solar. Мощность установки не большая, всего 3,0 кВт, но мне этого хватает, чтобы обеспечить себя электроэнергий практически круглый год. Замечаний по качеству поликристаллических панелей и прочим устройствам, входившим в комплект, у меня нет».

«У нас в деревне бываю часто перебои с электричеством, там у нас дача, поэтому чтобы подстраховаться, и избежать проблем, которые могут возникнуть при очередном отключении (портятся продукты в холодильнике, не работает насосная станция и т.д.), купил солнечные панели отечественного производства компании Телеком-СТВ. Также, отдельно приобрел аккумуляторы, инвертор и контроллер. Почитал инструкции, изучил интернет, и собрал свою электростанцию. Мощности конечно для постоянного питания приборов и освещения не хватает, но как резервный источник, очень даже успешно работает».

Источник