Как работают солнечные батареи в наших условиях


Солнечные батареи, изобретённые в 1950 году, ещё два-три десятилетия назад считались техникой исключительно для космических станций и фанатов экологии. Сегодня они прочно завоёвывают место в повседневной жизни. С падением цен (спасибо нашим китайским товарищам) на фотоэлектрические модули, устройства для преобразования солнечного света в электрическую энергию становятся с каждым годом доступнее. Светильники, зарядные для телефонов на солнечных преобразователях уже стали привычными. Понемногу, по примеру западноевропейских стран, солнечные мини-электростанции появляются и на крышах наших домов. Рассмотрим, что из себя представляют и как работают солнечные батареи в отечественных условиях.



Принцип действия

Фотоэлектрические преобразователи — «кирпичики» солнечной панели изготавливают из полупроводникового кремния с добавками других химических элементов. Преобразователь состоит из двух тонких кремниевых листов с различными добавками, сложенных вместе. В структуре наружного листа содержится переизбыток электронов, во внутреннем — недостаток. При интенсивном освещении солнечного элемента пластины взаимодействуют подобно электродам батареи, возникает электродвижущая сила.

Типы фотоэлектрических панелей

  • Монокристаллические пока имеют наибольшее распространение в «домашней» гелиоэнергетике. Состоят из силиконовых ячеек, защищённых стеклопластиковым корпусом. Лёгкие, тонкие, выдерживают незначительные деформации. Имеют самый высокий КПД, соответственно, меньшую площадь в сравнении с другими типами. Недостатки — сильное падение выработки энергии при затемнении и относительно высокая стоимость. Лучший вариант для местности с высоким уровнем круглогодичного освещения.
  • Поликристаллические или мультикристаллические в последнее время обгоняют по популярности предыдущий тип. Причина в меньшей стоимости. Они не так эффективны, зато не так зависят от уровня освещённости. Возможно, для белорусских условий с преобладанием пасмурных дней, это оптимальный вариант.
  • Тонкоплёночные солнечные элементы самые дешёвые. Они способны работать при очень небольшом уровне освещения, незначительно зависят от угла наклона батареи по отношению к солнцу. Лёгкие и гибкие. Однако, имеют невысокий КПД. Из-за этого их площадь для выработки единицы энергии должна быть в 2,5 раза выше, чем для монокристаллических панелей. Это тормозит их применение в домашней гелиоэнергетике.

Из чего состоит домашняя гелиоэлектростанция

  • Солнечные панели, вырабатывающие электроэнергию.
  • Контроллер, распределяющий энергию к потребителям, а её излишки к аккумуляторам или в общую сеть.
  • Аккумуляторы для хранения энергетического запаса.
  • Инвертор для преобразования постоянного электротока в переменный 220 В.

Эксплуатация солнечных батарей в наших условиях

У нас в стране уже есть успешные примеры применения гелиоэлектростанций. Например, на крыше Республиканского института контроля знаний установлено 153 солнечных батареи, которые круглогодично полностью обеспечивают потребности в электроэнергии всего институтского комплекса. А излишки поставляются в общую сеть по тройному тарифу. РИКЗ рассчитывает окупить вложенные средства за пять-семь лет. Есть и другие примеры, в том числе на селе.

Частные лица пока не торопятся инвестировать в гелиоэнергетику. Главная причина — физическое лицо не может поставлять в сеть излишки электроэнергии, как у наших западных соседей.  Хотя вопрос этот спорный, запртета на продажу физ. лицами в законе нет.   К сожалению, в наших широтах количество солнечного света сильно зависит от сезона. Учитывая высокую стоимость оборудования, невыгодно приобретать солнечные батареи исходя из расчёта на максимальное потребление. Приходится ориентироваться, наоборот, на минимум, чтобы не образовывались излишки, которые некуда девать. Именно несовершенство отечественного законодательства тормозит сегодня развитие гелиоэнергетики в частном секторе. Тем не менее, солнечные панели на крышах загородных домов уже встречаются, хоть и нечасто.



Гелиоэлектростанция — вполне приемлемый и уже выгодный способ энергообеспечения для дачи. В отличие от дома с постоянным проживанием, в сезонном жилье пик выработки и потребления электроэнергии совпадают. На даче можно использовать и «мобильные» батареи, которые убираться будут в отсутствие хозяев.

Сегодня уже можно обобщить опыт, как работает солнечная батарея зимой и летом в условиях Беларуси. Монокристаллические панели в солнечный и тёплый период выходят на производительность в 150 Вт/м2. Зимой в среднем в 2,3 раза меньше. Естественно, панели необходимо ориентировать по сторонам света и углу наклона на максимальное светопоглощение. Снеговой покров редко доставляет особые проблемы.

как работает солнечная батарея зимой

В безветренную погоду их тёмный цвет способствует таянию снега. Небольшой снеговой покров совсем незначительно задерживает солнечные лучи. Установка панелей на плоской крыше или на скатную не параллельно ей, полностью решает проблему снега. К тому же у батарей, установленных на кронштейнах, легко менять угол наклона. Таким образом можно повысить их эффективность ещё на 10%. Солнечные батареи служат долго. Сегодня практически все производители дают гарантию на сохранение производительности панелей не менее 80% в течение четверти века.

Это интересно:

Как рассчитать мощность солнечных батарей
Выбор контроллера для солнечных батарей
Как развиваются альтернативные источники энергии в Беларуси?

Подписывайтесь на рассылку блога, чтобы быть в курсе новостей.



Обсуждение: оставлено 2 коммент.
  1. Мило крокодил пишет:

    Не совсем понял вот это предложение: “Установка панелей на плоской крыше или на скатную не параллельно ей, полностью решает проблему снега”.
    1. Как установка панелей на плоскую крышу решает проблему снега? Ведь чисто логически на такой крыше “проблема снега” только завалит панели хорошим сугробом.
    2. Что значит “на скатную не параллельно ей”? И каким образом это решает проблему снега?

    • Павел пишет:

      Имелся в виду способ установки, показанный на картинке или похожим образом на плоской крыше. В данном случае угол наклона таков, что не позволяет налипать снегу. В летнее время угол наклона будет меньший. Вот ссылка на видео по этому случаю http://youtu.be/_RRG0cl5tiM


Поделитесь своим мнением
Для оформления сообщений Вы можете использовать следующие тэги:
<a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <strike> <strong>


АЛЬТЕРНАТИВНЫЕ ИСТОЧНИКИ ЭНЕРГИИ
это источники электрической и тепловой энергии, использующие энергетические ресурсы рек, водохранилищ и промышленных водостоков, энергию ветра, солнца, редуцируемого природного газа, биомассы (включая древесные отходы), сточных вод и твердых бытовых отходов
ИДЕЯ
Этот сайт был создан с той целью, чтобы следить за развитием альтернативной энергии. Этот сайт для тех, кто смотрит в будущее. Для тех, кто, не смотря на все сложности, верит в успех новой экологически чистой и неисчерпаемой энергии.
СОТРУДНИЧЕСТВО
Тем, кто также увлекается альтернативной энергетикой, желает поделиться опытом или задать вопрос, предлагаем писать на электронный адрес: info1@energya.by

© 2017 Альтернативные источники энергии Sitemap.xml