Скільки потрібно сонячних батарей для будинку або іншого об'єкта?

1. Принципи, за якими працює система Сьогодні, як джерело електроенергії, сонячні батареї вже важко...
2. Ефективність і переваги сонячних батарей
3. Коли сонячні батареї найбільш актуальні?

Принципи, за якими працює система

Сьогодні, як джерело електроенергії, сонячні батареї вже важко віднести до числа самих передових технологій. Вперше вони були застосовані більш 40 років тому для енергозабезпечення космічних станцій, а в даний час вони міцно вписалися в побут заміського будинку, в ролі джерела безкоштовної і екологічно чистої енергії, що виходить від сонця в тій кількості, скільки потрібно.

Типова електрична схема автономного енергопостачання на основі сонячних батарей, модулів, панелей.

Сонце постійно посилало і продовжує посилати на нашу землю мільярди кіловат енергії, і дане джерело ще багато мільйонів років не вичерпається. Здавалося б, для чого будувати теплові, атомні і гідроелектростанції? Адже можна брати і користуватися сонячною енергією скільки потрібно. Але система, про яку йде мова, поки використовується дуже обмежено. Так в чому ж полягає причина?

принцип роботи сонячної батареї вдає із себе фотоелектричні генерацію постійного струму, яка перетворює променисту енергію в електричну.

Іншими словами, така система застосовує властивість напівпровідників на базі кристалів кремнію.

Кванти світла потрапляють на пластину напівпровідника і з зовнішньої орбіти атома цього хімічного елемента вибивають електрон, що сприяє створенню достатньої кількості вільних електронів, для того щоб утворився електричний струм.

Схема роботи сонячних батарей.

Однак, щоб потужності і напруги такого джерела вистачило для використання в господарстві заміського будинку або будь-якого іншого об'єкта, одного-двох кремнієвих елементів буде недостатньо. Для цього їх збирають в цілі панелі і з'єднують послідовно або паралельно. При цьому площа даних панелей може становити він кількох сантиметрів в квадраті до декількох метрів в квадраті. Збільшуючи кількість панелей, можна досягти більшої потужності, виробленої даними елементами.

Продуктивність сонячних батарей залежить як від площі, так і від інтенсивності сонячного світла і кута падіння сонячних променів. Відповідно, їх продуктивність залежить від географічної широти і від місцевості, де розташований приватний будинок, від пори року і погоди, від часу доби. Крім цього, щоб система працювала і подавала енергію в мережу, необхідно встановити деякі додаткові електроприлади, зокрема:

• інвертор, який буде перетворювати постійний струм в змінний;
• акумуляторну батарею, яка буде накопичувати енергію і згладжувати перепад напруги внаслідок зміни освітленості;
• контролер заряду акумулятора, який не дозволяє йому розрядитися завчасно або перезарядитися.

Це все в комплексі має назву «автономна система енергопостачання на основі сонячних батарей».

Технічні характеристики сонячної батареї

Як і будь-який інший технічний пристрій, сонячні батареї мають свої технічні та експлуатаційні характеристики, що відрізняються для різних моделей і виробників, але з досить невеликим розходженням.

Панель з площею приблизно 0,2 квадратних метра буде мати потужність модуля приблизно 10 Вт і напруга близько 25 В при максимальному навантаженні. Струм короткого замикання в даному випадку становить приблизно 500 мкА. Такий модуль буде важити близько 2 кг. Типовий ККД такого елемента становить 14-18%. Термін служби даної пластини - не менш 25 років.

Ефективність і переваги сонячних батарей

Схема підключення сонячних батарей.

Незважаючи на низький ККД, сонячні батареї вважаються найбільш ефективним джерелом електроенергії серед автономних і альтернативних джерел живлення. Але внаслідок досить високу вартість і залежно від умов погоди, в більшості випадків вони позиціонуються не у вигляді основного, а у вигляді додаткового джерела живлення для заміського будинку. Це викликано двома причинами: їх досить високою вартістю і порівняно невисоким виходом електроенергії з однієї одиниці площі.

Ясним сонячним днем ​​з 1 квадратного метра елемента можна отримати 120 Вт потужності. Такої кількості енергії не вистачить навіть для того, щоб забезпечити роботу комп'ютера. Для цього з метою одержання більш високої потужності сонячні панелі об'єднуються в цілі міні-електростанції. Одна сонячна батарея площею 10 квадратних метрів здатна дати вже більше 1 кВт енергії, а це в силі забезпечити нормальну роботу декількох лампочок, телевізора і комп'ютера.

Для заміського будинку, в якому проживають 3-4 людини, в світлий час року і світлий час дня, може виявитися досить 20 квадратних метрів площі сонячних батарей (це приблизна щомісячна споживана потужність - 200-300 кВт).

Як правило, ділянки даху, орієнтованого на південь, для установки даної площі сонячної батареї буде достатньо. У разі якщо площа даху, яка орієнтована на південь, становить 40 квадратних метрів, то це при 18-20 сонячні дні може видавати до 500 кВт щомісяця.

У зимовий час сонячна батарея буде неефективна. У той же час не можна не відзначити і очевидні переваги:

Типова схема елементів сонячної батареї.

• тривалий термін служби;
• незалежність від технічних неполадок організації, що поставляє енергію;
• вкрай невисока вірогідність виходу з ладу сонячної батареї;
• відсутність необхідності в постійному технічному обслуговуванні;
• безкоштовність енергії (після того як в дану систему вкладено чималі кошти).

Як у джерела енергії, недоліки у сонячних батарей теж є, але їх не так вже й багато, проте вони дуже конкретні і переконливі:

• висока вартість і тривалий термін окупності;
• залежність від погодних умов;
• низький ККД в порівнянні з традиційними джерелами електроенергії;
• неможливість застосування для приладів, які споживають велику потужність.

Для того щоб користуватися дармової сонячної енергією, потрібно інвестувати в сонячну електростанцію відразу дуже значну суму. Це завжди важче, ніж платити регулярно, але невеликі суми.

Монтаж сонячних батарей.

Тому наявність на даху приватного будинку сонячної батареї в більшості випадків свідчить не тільки про прихильність власників до екологічних технологій та технічного прогресу, а й про наявність у них надлишкових сум грошей на банківському рахунку. Саме в зв'язку з цим в країнах Європи сонячні батареї можна зустріти набагато частіше, оскільки там набагато вища купівельна спроможність, ніж в інших країнах.

Окрім цього, використання сонячних батарей вимагає вибирати в будинку підходяще приміщення, для того щоб встановити акумулятори, обладнати схему синхронізації напруги з тим, що подається від місцевої підстанції.

Коли сонячні батареї найбільш актуальні?

Підключення сонячної батареї до акумуляторів.

Одним з випадків, коли справджуються сонячні батареї, є ситуація, коли в приватному будинку або на іншому об'єкті лімітовано енергоспоживання за браком потужності. Місцева підстанція не здатна змінити ліміт споживання, а якщо і може, то це буде коштувати дорожче, ніж сонячні батареї. Чи виправдане використання сонячних батарей в тих випадках, коли вдома віддалені від трансформаторної підстанції настільки, що протягнути до них кабель або дроти виявиться за вартістю можна порівняти з самостійним джерелом електроенергії.

Має сенс використовувати сонячну електростанцію і в тих випадках, коли треба забезпечити безперебійне живлення який-небудь системи, наприклад, комп'ютерної мережі або охоронної сигналізації. Природно, окупність і рентабельність систем на основі сонячних батарей тим вище, чим більше в році ясних сонячних днів в даній місцевості. Наприклад, в Криму, в південних районах, на курортах і високогірних плато, де більшу частину дня небо вільно від хмар.

Більшість задається питанням: де придбати сонячні батареї і скільки це буде коштувати? Само собою, в спеціалізованих магазинах, які торгують якісними виробами. Це можуть бути як китайські пристрої, так і німецькі панелі високої якості і вироби виробників інших країн.

Подібні пристрої є і у вітчизняних виробників. Все впирається в потреби кожного домовласника, вартість і потужність панелей. Гроші в даному питанні економити не рекомендується, краще купувати найякісніші і передові сонячні панелі, які окупляться з часом.

Схема підключення сонячних батарей.

Купуючи пристрої для виробництва електроенергії з сонячних променів, власник приватного будинку здобуває незалежність від централізованого постачальника енергії з постійно зростаючими розцінками за кіловат електрики і отримує стільки електроенергії, скільки йому потрібно. Якщо потрібно зробити дах на сонячних батареях, то кращим варіантом буде звернутися в перевірену надійну компанію. Тут допоможуть не тільки з вибором пристрою за доступними цінами, а й повністю встановити все обладнання.

Не потрібно боятися, що в деяких місцевостях мало сонячних днів. Панелі ефективно функціонують і в похмуру погоду, а технології сонячної енергії розвиваються і удосконалюються постійно.

Сонячні панелі можна встановити як на даху, так і в іншому доступному місці. Рекомендується встановлювати їх на південній стороні покрівлі будинку, так як при ясному сонці ефективність роботи панелей значно зростає.

Установка сонячних батарей зручна і проста. Головне - грамотно встановити їх в потрібному місці. При цьому не потрібно переробляти дах будинку. Єдине, що потрібно зробити, - це зміцнити конструкції при недостатньо міцною покрівельної системі. Нахил сонячних панелей необхідний не тільки для їх швидкого очищення від снігу.