Установка системи енергопостачання на сонячних панелях
Як працює система і з чого складається
Сонячна панель – це комплекс паралельно чи послідовно з'єднаних фотоелектричних перетворювачів (напівпровідникових фотоелементів), які трансформують сонячну енергію в постійний електричний струм.
Оскільки для задоволення господарських потреб заміського будинку чи будь-якого іншого об'єкта потрібно вельми багато енергії, площа сонячних панелей, встановлених у приватних садибах, може сягати десятків квадратних метрів. Необхідність використання такої кількості об'єднаних фотоелементів пов'язана з їхнім досить низьким ККД – близько 13-23 %. Чим більша загальна площа панелей, тим більше енергії можна отримати.
Продуктивність сонячних батарей залежить не лише від площі. Важливу роль також відіграє інтенсивність світла і кут падіння променів на поверхню панелей. Саме тому великий вплив на кількість виробленої електроенергії має географічна широта й місцевість, де розташований будинок, а ще – пора року, час доби і погода. Вночі, взимку чи в періоди, коли небо вкрите густими хмарами і не пропускає сонячного світла, ефективність роботи батарей суттєво падає. Для того, щоб вони працювали максимально стабільно та ефективно, їх доповнюють деякими додатковими пристроями:
- інверторами (перетворюють постійну напругу в змінну задля того, щоб остання могла використовуватися побутовими приладами);
- акумуляторами (накопичують невикористану енергію, аби її можна було витратити пізніше);
- контролерами заряду АКБ (не дозволяють акумуляторам передчасно розрядитися чи перезарядитися і тим самим збільшують термін їхньої служби).
Всі перелічені вище вузли утворюють автономну систему енергопостачання.
Контролер заряду акумуляторних батарей Altek ASL1024 для сонячних модулів 96719
Види батарей
Наразі найбільш поширеними є три види сонячних батарей: аморфні, тонкоплівкові та кремнієві (монокристалічні, полікристалічні).
Модулі на базі аморфного кремнію виготовляються за плівковою технологією, тому їх можна вважати своєрідним компромісом між тонкоплівковим і кремнієвим видами сонячних батарей.
Аморфні елементи є одними з найдешевших за собівартістю, до того ж, наділені підвищеною гнучкістю і здатністю продуктивно працювати навіть в похмуру погоду. Та через короткий термін служби та дуже низький ККД (всього 5-6 %) вони не надто поширені серед споживачів. Саме тому дуже часто створюють гібридні моделі на основі аморфного кремнію та спеціальних нано- чи мікрокристалів, завдяки чому коефіцієнт корисної дії підвищується до 18-20 %.
Тонкоплівкові елементи здебільшого складаються з шарів кремнію, напиленого у вакуумних умовах на фольгу або скло. Також до складу напилення можуть входити такі матеріали як індій, галій, селенід, телурид кадмію тощо.
Цей тип елементів має наступні переваги: невисока вартість, порівняно з іншими видами батарей, а також стійкість до нагрівання, завдяки чому спостерігається висока стабільність роботи.
Однак є в них і певні недоліки: займають більшу площу під час установки, ніж полі- або монокристалічні аналоги з тією ж потужністю; мають відносно короткий термін служби; демонструють коефіцієнт корисної дії на рівні 13%, що досить мало, порівняно з іншими видами сонячних елементів.
Полікристалічні сонячні елементи характеризуються квадратною формою та неоднорідним малюнком поверхні, обумовленим вмістом великої кількості різнофракційних кристалів та домішок.
Порівняно з тонкоплівковими аналогами полікристалічні батареї мають вищу ціну та рівень продуктивності (приблизно 14-18%). Також через низьку чистоту кристалів кремнію вони мають досить високу чутливість до нагрівання, що призводить до скорочення терміну служби.
У монокристалічних елементах батарей колір поверхонь досить однорідний, завдяки вмісту кристалів ретельно очищеного кремнію. Типовою формою окремих виробів є квадрат, як правило, із заокругленими кутами.
ККД у монокристалів досить високий і часто сягає 23%, а середня площа, яку може займати комплекс сонячних батарей такого типу потужністю 1 кВт, становить 7 кв.м. При цьому вартість установок на їхній основі найвища серед усіх можливих варіантів.
Ефективність і переваги сонячних батарей
Попри низький ККД, сонячні батареї вважаються одним з найбільш ефективних джерел альтернативної енергії. Але через високу вартість установок на їх базі та залежність від погодних умов такі системи найчастіше позиціонуються в якості додаткового, а не основного способу енергозабезпечення приватних будинків.
У світлий безхмарний день один квадратний метр сонячної батареї може генерувати близько 120-250 Вт. Цього надто мало, щоб забезпечити роботу бодай найпростіших побутових пристроїв. Тому підвищення продуктивності такої системи енергопостачання відбувається шляхом збільшення площі елементів сонячних батарей. Десяти квадратних метрів уже вистачає для генерації енергії такої потужності, щоб міг працювати телевізор, ПК і декілька лампочок, а двадцяти – аби забезпечити потреби родини з 3-4 осіб, які проживають в заміському будинку. Зазвичай такі площі сонячних батарей з легкістю вміщаються на південних ділянках дахів невеликих житлових споруд.
Головні переваги використання установок на сонячних батареях:
- системи мають тривалий термін служби (в середньому 25-30 років);
- повна незалежність від організацій, що постачають електроенергію;
- безоплатність утвореної енергії;
- висока надійність сонячних елементів;
- відсутність потреби в регулярному технічному обслуговуванні;
- можливість продажу надлишкової енергії за так званим «зеленим тарифом», що дозволяє компенсувати частину витрат на покупку панелей та їхній монтаж.
Певні недоліки у сонячних батарей також є:
- висока вартість панелей та інших робочих вузлів і як наслідок – тривалий термін окупності;
- низький ККД у порівнянні з традиційними джерелами електроенергії, що обумовлює необхідність встановлення батарей з великими площами;
- залежність від пори року та погодних умов;
- неможливість застосування для приладів, які споживають велику потужність.
Встановлення сонячних батарей
Монтаж сонячних батарей передбачає виділення в будинку приміщення для акумуляторів та інших робочих вузлів і систем.
Сонячні панелі можна встановлювати як на дахах, так і в інших доступних місцях. Рекомендується робити це на південних сторонах покрівель будинків, оскільки при ясному сонці ефективність роботи значно зростає.
Установка сонячних батарей на даху зручна і нескладна. При цьому не потрібно переробляти покрівлю чи горище будинку. Максимум знадобиться зміцнити конструкцію даху, аби він міг впевнено витримувати вагу сонячної установки. Важливо також пам'ятати, що правильно підібраний кут нахилу панелей допомагає не тільки швидко очищати їх від снігу чи сміття. Це ще й збільшує продуктивність батарей.
Коли рішення про встановлення сонячних батарей є найбільш актульним?
Одним з випадків, коли покупка і монтаж систем енергопостачання на сонячних батареях себе виправдовують, є встановлений ліміт на використання електрики у місцях з недостатньою потужністю локальних підстанцій. В більшості випадків зняти такі обмеження технічно неможливо або ж це коштує значно більше, ніж установка сонячних батарей.
Є сенс використовувати сонячну електростанцію і в тому разі, якщо потрібно забезпечити безперебійне живлення окремої мережі, наприклад, комп’ютерної або охоронної.
Очевидно, що такі параметри, як окупність і рентабельність систем на основі сонячних батарей безпосередньо залежать від кількості сонячних днів у році у тій чи іншій місцевості. Наприклад, у більш південних країнах і регіонах продуктивність сонячних панелей є відчутно вищою, ніж на півночі. Однак сучасні панелі здатні ефективно функціонувати і в похмуру погоду, адже такі технології постійно розвиваються та удосконалюються.
Купуючи обладнання для виробництва електроенергії з сонячних променів, власник приватного будинку здобуває незалежність від централізованого постачальника енергії з постійно зростаючими розцінками за кіловат електрики й отримує стільки електроенергії, скільки потрібно саме йому.
Якщо необхідно обладнати дах сонячними батареями, але в подібних справах Ви – новачок, то кращим варіантом буде звернутися до перевірених фахівців з відповідним досвідом.
Прагнете мати енергонезалежний дім, де не потрібно платити за електрику й опалення? Почніть з плану дій та ознайомлення зі способами досягнення мети, а наш інтернет-гіпермаркет з радістю Вам допоможе! Купуйте товари для енергозабезпечення за кращими цінами і наблизьтесь ще на один крок до своєї мрії!