Характеристики солнечных батарей

Солнечные батареи, которые также называют солнечными панелями или солнечными модулями, строятся из отдельных фотоэлектрических преобразователей (так называемых солнечных элементов), которые соединяются друг с другом в последовательные и параллельные цепи, в совокупности работающие как единый источник тока.

Собственно одна панель может рассматриваться как источник тока. Несколько солнечных панелей образуют автономную солнечную электростанцию, которая может быть малой (если речь идет например о частном доме) или большой (если речь идет о промышленной солнечной электростанции) мощности. Размер солнечной станции зависит от ее назначения и от нужд ее потребителя.

Одна солнечная панель обычно содержит количество элементов кратно 12, а именно: 12, 24, 36, 48, 60 или 72 солнечных элемента. Номинальная мощность одной такой панели обычно лежит в диапазоне от 30 до 350 ватт. Соответственно размер и вес панели тем больше, чем больше ее номинальная мощность.

На сегодняшний день реальный КПД солнечных батарей, доступных широкому потребителю, лежит в пределах от 17 до 23%. Есть отдельные экземпляры, декларирующие КПД до 24%, но это скорее исключения и преувеличения. Лаборатории по всему миру стремятся разработать солнечные элементы, КПД которых хотя бы приблизился к 30% — это было бы очень хорошим результатом для источника энергии данного типа, если смотреть на вещи реально.

Солнечные батареи на базе кремния, как альтернативный источник электрической энергии, проверены временем, они отличаются надежностью и безопасностью, компактностью и относительной доступностью. Срок их нормальной эксплуатации доходит до 30 лет и даже превышает. Хотя, справедливости ради стоит отметить, что кремниевые фотоэлектрические элементы со временем деградируют, это выражается в снижении получаемой при полном освещении мощности примерно на 10% от первоначального номинала за каждые 10 лет активной эксплуатации.

То есть если в 2019 году приобреталась новая солнечная панель на 300 Вт, то к 2039 году она будет способна выработать максимум 240 Вт. По этой причине следует вычислять установленную мощность системы с определенным запасом по току. Что касается тонкопленочных элементов, то они временем не проверены, но специалисты утверждают, что скорость деградации в первые же годы у них многократно выше чем у монокристаллических и поликристаллических кремниевых элементов.

При нормальной эксплуатации ни замена элементов, ни какое бы то ни было иное специальное обслуживание монокристаллическим и поликристаллическим солнечным панелям не требуется. Они просты в установке, не содержат движущихся частей, их поверхность обращенная к солнцу всегда имеет защитное механически прочное покрытие.

Вольт-амперная характеристика солнечных батарей снимается в лабораторных условиях при производстве и приводится в спецификации. Стандартный тест проводится при радиации 1000 Вт/кв.м при температуре окружающего воздуха 25°С, как на широте 45°.

Здесь можно видеть крайние точки ВАХ, в которых снимаемая с батареи мощность обращается в ноль. Напряжение холостого хода — Voc — это максимально доступное напряжение на выходе батареи при разомкнутой цепи нагрузки. Ток при коротко замкнутой цепи нагрузки — Isc – это, соответственно, ток при нулевом выходном напряжении.

Практически батарея всегда работает в неком оптимальном режиме где-то посередине между этими двумя точками. В оптимальной точке MPP — максимальная мощность нагрузки. Номинальное напряжение для точки максимальной мощности обозначается Vp, а номинальный ток для данной точки — Ip. В этой точке определяется и КПД солнечной панели.

В принципе солнечная батарея способна работать в любой точке ВАХ, однако для получения максимальной эффективности полезно использовать точку наивысшей мощности, поэтому солнечные панели никогда не питают нагрузку напрямую. Для достижения лучшей эффективности, между солнечной батареей и аккумуляторами (инвертором) следует подключить контроллер заряда с технологией MPPT, который всегда будет работать в точке максимума доступной мощности при любой текущей интенсивности солнечного освещения.

Источник

Каталог стандартных солнечных батарей и модулей

Сертификат соответствия РОСС RU.МЛ07.Н00316

ДОСТАВКА ПРОДУКЦИИ ТРАНСПОРТНЫМИ КОМПАНИЯМИ, КУРЬЕРСКИМИ СЛУЖБАМИ И ПОЧТОЙ РФ ВО ВСЕ РЕГИОНЫ РОССИИ

СНИЖЕНЫ ЦЕНЫ НА БОЛЬШИНСТВО МОДЕЛЕЙ СОЛНЕЧНЫХ МОДУЛЕЙ

Каждая строчка каталога солнечных модулей активна-жмите название модели для просмотра

КАРКАСНЫЕ СОЛНЕЧНЫЕ МОДУЛИ серии МСК:

Модель	Размер, мм	Uн, В	Uxx, В	Iкз, А	Up, В	Ip, А	Wp, Вт	Вес, кг	Фотоэлементы	Цена, (руб)*
МСК-15	285*425*28	12	22,1	0,92	18	0,83	15	1,9	монокристалл	2200
МСК-20	425*425*28	12	22,1	1,30	18	1,22	20	2,7	монокристалл	2400
МСК-30	425*555*28	12	22,1	1,80	18	1,67	30	3,4	поликристалл	2500
МСК-50	545*668*28	12	22,1	2,75	18	2,50	45	4.0	поликристалл	3500
МСК-60	550*810*28	12	22,1	3,55	18	3,33	60	5,5	монокристалл	4000
МСК-100	540*1200*35	12	22,1	5,58	18	5,27	95	8,0	монокристалл	5300
ФСМ-150	667*1467*35	12	22,1	8,58	18	8,33	150	12	поликристалл	7000
МСК-150	674*1482*35	12	22,1	8,58	18	8,33	150	12	монокристалл	7500
МСК-200	805*1575*40	24	44,2	5,98	36	5,56	200	17	монокристалл	10000
МСК-250	991*1650*40	20	37,2	9,22	30	8,33	250	19.5	монокристалл	12000

*Возможно отклонение мощности, в этос случае стоимость рассчитывается пропорционально мощности;
*Оптовые цены согласовываются по запросу в результате переговоров;
*Возможно изготовление солнечных модулей по размерам заказчика;
*НДС отсутствует — цена окончательная.

БЕСКАРКАСНЫЕ СОЛНЕЧНЫЕ МОДУЛИ серии МСБ:

Модель	Размер, мм	Uн, В	Uxx, В	Iкз, А	Up, В	Ip, А	Wp, Вт	Вес, кг	Подложка	Цена, (руб)*
МСБ-7(6)	220*300*3.5	6	10,9	0,92	8,5	0,86-0,88	7	0,3	стеклотекстолит	1200
МСБ-15(12)	280*425*3.5	12	21,8	0,92	17	0,86-0,88	15	0,6	стеклотекстолит	2500
МСБ-20(12)	280*630*3.5	12	21,8	1,30	17	1,05-1,17	20	0,9	стеклотекстолит	2800

— освещенность поверхности 1000Вт/м 2

— рабочая температура 25ºС

— спектр излучения АМ1.5

— Uн — номинальное напряжение, В;

— Uхх — напряжение холостого хода, В;

— Iкз — ток короткого замыкания, А;

— Uр — напряжение максимальной мощности, В;

— Wp — максимальная мощность, Вт;

— Iр — рабочий ток, А;

ФОТОЭЛЕМЕНТЫ:

— Материал монокристаллический кремний солнечного качества. Элементы односторонние.Толщина элементов 180-200мкм. Форма псевдоквадрат или «чистый» квадрат. Тип проводимости «р», лицевая поверхность «-«, тыльная сторона «+». На заказ возможна лазерная резка из стандартных ФЭП.

СОЛНЕЧНЫЕ МОДУЛИ:

— Каркасный солнечный модуль(серия МСК) конструктивно это лист закаленного стекла, на котором заламинированы фотоэлементы. Этот ламинат окантован каркасом из аллюминиевого профиля. Профиль может быть анодирован либо покрашен порошковой краской. Фотоэлементы надежно загерметизированы между 2-мя слоями этилвинилацетатной герметизирующей пленки(ЭВА). Рабочая поверхность защищается закаленным стеклом. В большинстве модулей это высокопрозрачное стекло с текстурой. Модули, которые изготавливаются на заказ также с закаленным стеклом, но гладким. Тыловая сторона модуля заламинирована полиэтилентерефталатной пленкой(ПЭТ). С обратной стороны находится и контактная коробка с электрическими контактами. По желанию заказчика модуль снабжается кабелем необходимой длины с коннекторами типа МС4 или МС3. Рядом располагается этикетка с электрическими параметрами солнечного модуля при стандартных тестовых условиях(STC).
— Беcкаркасные модули(серия МСБ) также ламинируются при помощи этилвинилацетатной пленки (ЭВА) и могут иметь в качестве подложки стеклотекстолит или не иметь подложки вовсе. Лицевая поверхность покрыта прозрачной ПЭТ пленкой, а обратная сторона стеклотекстолит или такая же пленка ПЭТ. По желанию заказчика солнечный модуль МСБ может снабжаться кабелем необходимой длины.

При производстве модулей применяются только высококачественные материалы производства РФ и стран Европы. Мы производим модули в течении 16 лет и имеем огромный опыт. Класс защиты солнечных модулей не ниже IP65. Контактная коробка в зависимости от мощности солнечного модуля снабжена двумя или тремя диодами, минимизирующими потери при затенении. В разделе «Прочее» можно приобрести специальный «солнечный» кабель и прочие принадлежности для монтажа солнечных батарей. Там же Вы можете заказать систему крепления солнечных модулей на кровле. Если Вы планируете разместить солнечные батареи на крыше автомобиля или автодома, то у нас в продаже имеется удобный монтажный комплект для этого. Ищите его в разделе «Прочее».

Вся необходимая электроника, аккумуляторы и другие аксессуары находятся в разделах: «Контроллеры заряда» , «Инверторы» и «Аккумуляторы».

Кроме того на сайте много полезной информации по истории, теории и практике солнечных батарей и фотоэлектрических систем на их основе.

Пересылка солнечных модулей осуществляется в деревянных ящиках или паллетных бортах. Для оформления заявки на покупку солнечных батареи перейдите к пункту «Сделать заказ» или напишите e-mail. Связавшись с нами Вы гарантированно получите исчерпывающую и качествунную консультацию по интересующему Вас вопросу. Мы поможем Вам спроектировать солнечную станцию любой мощности.

Все солнечные модули имеют российский сертификат соответствия ГОСТ-P № РОСС RU.МЛ07.Н00316. Гарантия на солнечные модули 5 лет.

— в температурном диапазоне –50ºС до +75ºС;

— в диапазоне атмосферного давления до 85-107 кПа;

— в диапазоне относительной влажности 0-100%;

— максимальной интенсивности дождя до 5 мм/мин;

— максимальная нагрузка снег+ветер до 2000 Па.

Гарантируется снижение мощности за первые 10 лет эксплуатации не более чем на 10%. В течении 25 лет снижение мощности не более чем на 20%.

Источник

Размеры солнечных батарей и другие их параметры: на что необходимо обратить внимание?

В предварительном расчете любой СЭС одной из важнейших характеристик являются размеры солнечных батарей. Исходя из длины, ширины и общего количества этих элементов будет определяться конфигурация их размещения на крыше или участке. Не менее принципиален и ряд других параметров – тип полупроводникового материала ячеек, категория качества, мощность панелей и станции в целом, и т.д. Поэтому перед покупкой следует внимательно изучить все основные показатели.

Площадь солнечной батареи и габариты отдельных ячеек

Гелио модуль представляет собой гибкую или жесткую конструкцию прямоугольной формы, основу которой составляют ряды полупроводниковых ячеек. Каждая из них генерирует напряжение около 0,5-0,6V и может иметь различные типоразмеры. Наиболее распространены следующие варианты габаритов (в миллиметрах):

Например, модуль Sunways ФСМ-270П из 60 ячеек (по 10 в длину и 6 – ширину) размером 156 × 156 мм каждая имеет размеры, с учетом рамы, 1640 × 992 мм. Площадь такой солнечной панели составит чуть больше 1,6 м2.

При монтаже необходимо устанавливать модули таким образом, чтобы не допустить частичного затенения одним рядом батарей соседнего. В связи с этим на одну панель 250 – 400 ватт обычно выделяется 1,5 — 2 квадратного метра пространства.

Устройство солнечной панели

Конструктивно каждый модуль состоит из следующих составляющих:

• жесткая или гибкая подложка;
• несколько рядов уложенных вплотную полупроводниковых ячеек, разделенных токопроводящими дорожками;
• рама по периметру, удерживающая ячейки вместе (в некоторых современных моделях отсутствует);
• полностью герметичное, защитное поверхностное стеклянное или полимерное покрытие с антибликовыми свойствами;
• выходные кабели для подключения к соседним модулям и электрической сети.

От размера и КПД солнечных батарей зависит их совокупная мощность. В настоящий момент выпускаются панели от десятых долей до 500 ватт. Наиболее легкие и компактные варианты используются в небольших автономных устройствах – часах, фонариках, туристических «кейсах» и т.д. Полноразмерные крупные модули служат основой частных и промышленных солнечных электростанций производительностью от нескольких сотен до миллионов киловатт-часов.

Виды солнечных батарей и их особенности

На эффективность фотоэлектрических ячеек огромное влияние оказывает тип полупроводника, отвечающего за преобразование излучения в электрический ток. Сегодня на рынке преобладают панели, созданные на базе:

• монокристаллического кремния Mono-Si;
• поликристаллического кремния Poli-Si.

Значительно реже в устройстве солнечных панелей применяются малопроизводительный аморфный кремний, редкоземельные элементы (например, теллурида кадмия Cd-Te) и дорогостоящие «аэрокосмические» германиево-галлиевые батареи типа CIGS. На стадии прототипов активно исследуется фотовольтаика следующего поколения, с использованием органики и минеральных перовскитов.

1. Монокристаллические.

Изготавливаются из выращенных методом Чохральского кремниевых кристаллов высокой степени очистки. Выдают максимальный КПД 22-24% при идеальных условиях освещения – ярком солнце, ориентации на юг и оптимальных углах наклона. Рекомендуются к установке в наиболее солнечных регионах на крышах домов и земляных участках, позволяющих провести размещение, близкое к оптимальному. Эффективный срок службы 25-30 лет.

2. Поликристаллические.

Отличаются от монокристаллов другим методом кристаллизации. Технология выращивания делает рабочую поверхность не гладкой, а «игольчатой». Это несколько снижает продуктивность поглощения при прямом солнце, но повышает (по данным многих исследований) производительность в не самых благоприятных условиях. При работе в средней полосе, при неидеальном положении относительно солнца среднегодовая генерация солнечных панелей данного вида с КПД 18-20% лишь немного уступает Mono-Si. Срок службы составляет 20-25 лет, но цена таких батарей на 8-10% ниже.

3. Тонкопленочные.

Такие виды солнечных панелей последних поколений тоньше и легче классических моделей, за счет гибкости могут устанавливаться на криволинейные поверхности. Они наименее чувствительны к ухудшению условий освещения и обладают самым низким температурным коэффициентом. Максимально удобны в миниатюрных мобильных солнечных станциях, активно используются автотуристами и любителями многодневных походов пешком или на лодках.

Категории качества фотоэлектрических панелей

Помимо размера, номинальной мощности и КПД солнечных батарей, критически важной характеристикой является качество их исполнения. На гелио рынке по данному показателю модули делятся на четыре категории.

Первая – Grad A.

Характеризуется наивысшим качеством. Производится компаниями из всемирно известного ТОП рейтинга TIER-1 от Bloomberg. Отличительные черты:

• минимальная степень деградации ячеек со временем;
• идеальная внутренняя кристаллическая структура;
• однородная поверхность без цветовых перепадов и дифракционной картины;
• полное отсутствие сколов, микротрещин и скрытых дефектов.

Вторая – Grad B

Первой категории солнечных батарей по характеристикам уступает незначительно. Отличается:

• наличием небольших перепадов насыщенности цветового оттенка;
• несколько большей скоростью деградации.

Производители – менее престижные, но хорошо зарекомендовавшие себя на рынке компании, преимущественно из юго-восточной Европы, Турции и Китая.

Третья – Grad С

Категория представлена панелями «no name» фирм из Поднебесной или европейской б/у продукцией. Характерные признаки:

• визуально различимые небольшие поверхностные дефекты;
• цветовая неоднородность поверхности;
• невысокий срок эксплуатации.

Несмотря на существенно сниженную стоимость, для полноценных новых СЭС использовать такую продукцию не рекомендуется.

Четвертая – Grad D

Включает все виды солнечных батарей с низким КПД и непредсказуемым сроком службы. Отличительные черты:

• большое количество явных дефектов;
• некачественная пайка;
• сильные перепады цвета.

Ввиду невозможности оценить эффективность и длительность использования, покупка нежелательна даже для второстепенных целей. Приобретаются обычно на запчасти.

Солнечные батареи – прочие важные характеристики

Среди прочих наиболее принципиальных параметров фотоэлектрических панелей выделяют следующие показатели.

Представляет собой допустимое положительное и отрицательное отклонение от номинальной мощности. Например, обозначение 300  3 Вт означает толеранс, соответствующий 1%.

2. Температурный коэффициент.

Одной из особенностей полупроводниковых ячеек является снижение эффективности при сильном перегреве панелей. Для элементов на базе кремния падение составляет около 0,4-0,5% на каждый градус выше 25°C. Под прямыми лучами летнего солнца рабочая поверхность способна нагреваться до 65-75°C, что соответствует снижению КПД на 20-25%. Редкоземельные солнечные батареи малочувствительны к высоким температурам, их температурный коэффициент в несколько раз ниже.

Диапазон рабочих температур всех типов высококачественных модулей примерно одинаков и колеблется в пределах от – 45°C до +90°C.

С течением времени фотоэлектрические ячейки постепенно теряют свою эффективность. На графике процесс деградации выглядит как гиперболическая кривая. У качественных панелей категории Grad A падение производительности составляет 2-3% в первый год, до 10% за 10 лет и до 20% спустя 25-30 лет. Солнечные батареи не столь высокого качества деградируют быстрее.

4. Фотоэлектрическая чувствительность к интенсивности освещения.

Худшими показателями в этой категории обладают монокристаллические ячейки, у которых снижение эффективности при падении яркости освещения максимально. Поликристаллические элементы на 3-4% менее чувствительны.

5. Удельная эффективность.

Измеряется как отношение номинальной мощности к единице площади. У монокристаллов она максимальна, поскольку эти солнечные панели характеризуются наивысшим КПД и сроком эксплуатации. Для достижения тех же показателей СЭС на базе Poli-Si потребуется большая площадь и размеры отдельных модулей.

6. Защитное покрытие.

В дешевых моделях лицевая рабочая сторона закрывается обычным стеклом. Дорогостоящие модули премиального класса комплектуются сверхпрочной каленой разновидностью. Сами ячейки покрываются специальной пленкой EVA, а тыльная часть батареи – полиэтиленом высокой плотности ПЭТ.

Источник