Сколько нужно солнечных батарей для дома или другого объекта?

  1. Принципы, по которым работает система
  2. Технические характеристики солнечной батареи
  3. Эффективность и преимущества солнечных батарей
  4. Когда солнечные батареи наиболее актуальны?

Содержание статьи:

Принципы, по которым работает система

Сегодня, как источник электроэнергии, солнечные батареи уже трудно отнести к числу самых передовых технологий. Впервые они были применены более 40 лет назад для энергообеспечения космических станций, а в настоящее время они прочно вписались в быт загородного дома, в качестве источника бесплатной и экологически чистой энергии, исходящей от солнца в том количестве, сколько нужно.

Впервые они были применены более 40 лет назад для энергообеспечения космических станций, а в настоящее время они прочно вписались в быт загородного дома, в качестве источника бесплатной и экологически чистой энергии, исходящей от солнца в том количестве, сколько нужно

Типичная электрическая схема автономного энергоснабжения на основе солнечных батарей, модулей, панелей.

Солнце постоянно посылало и продолжает посылать на нашу землю миллиарды киловатт энергии, и данный источник еще много миллионов лет не иссякнет. Казалось бы, для чего строить тепловые, атомные и гидроэлектростанции? Ведь можно брать и пользоваться солнечной энергией сколько нужно. Но система, о которой идет речь, пока используется весьма ограниченно. Так в чем же заключается причина?

Принцип работы солнечной батареи представляет из себя фотоэлектрическую генерацию постоянного тока, которая превращает лучистую энергию в электрическую.

Иными словами, такая система применяет свойство полупроводников на базе кристаллов кремния.

Кванты света попадают на пластину полупроводника и с внешней орбиты атома этого химического элемента выбивают электрон, способствует созданию достаточного количества свободных электронов, для того чтобы образовался электрический ток.

Кванты света попадают на пластину полупроводника и с внешней орбиты атома этого химического элемента выбивают электрон, способствует созданию достаточного количества свободных электронов, для того чтобы образовался электрический ток

Схема работы солнечных батарей.

Однако, чтобы мощности и напряжения такого источника хватило для использования в хозяйстве загородного дома или любого другого объекта, одного-двух кремниевых элементов будет недостаточно. Для этого их собирают в целях панели и соединяют последовательно или параллельно. При этом площадь данных панелей может составлять он нескольких сантиметров в квадрате до нескольких метров в квадрате. Увеличивая количество панелей, можно достичь большей мощности, производимой данными элементами.

Производительность солнечных батарей зависит как от площади, так и от интенсивности солнечного света и угла падения солнечных лучей. Соответственно, их производительность зависит от географической широты и от местности, где расположен частный дом, от времени года и погоды, от времени суток. Кроме этого, чтобы система работала и подавала энергию в сеть, необходимо установить некоторые дополнительные электроприборы, в частности:

  • инвертор, который будет преобразовывать постоянный ток в переменный;
  • аккумуляторную батарею, которая будет накапливать энергию и сглаживать перепад напряжения вследствие изменения освещенности;
  • контроллер заряда аккумулятора, который не позволяет ему разрядиться раньше или перезарядиться.

Это все в комплексе называется "автономная система энергоснабжения на основе солнечных батарей".

Технические характеристики солнечной батареи

Как и любое другое техническое устройство, солнечные батареи имеют свои технические и эксплуатационные характеристики, отличаются для разных моделей и производителей, но достаточно небольшой расхождением.

Панель с площадью примерно 0,2 квадратных метра будет иметь мощность модуля примерно 10 Вт и напряжение около 25 В при максимальной нагрузке. Ток короткого замыкания в данном случае составляет примерно 500 мкА. Такой модуль будет весить около 2 кг. Типичный КПД такого элемента составляет 14-18%. Срок службы данной пластины - не менее 25 лет.

Эффективность и преимущества солнечных батарей

Схема подключения солнечных батарей.

Несмотря на низкий КПД, солнечные батареи считаются наиболее эффективным источником электроэнергии среди автономных и альтернативных источников питания. Но в результате достаточно высокой стоимости и в зависимости от условий погоды, в большинстве случаев они позиционируются не в виде основного, а в виде дополнительного источника питания для загородного дома. Это вызвано двумя причинами: их достаточно высокой стоимостью и сравнительно невысоким выходом электроэнергии из одной единицы площади.

Ясным солнечным днем ​​с 1 квадратного метра элемента можно получить 120 Вт мощности. Такого количества энергии не хватит даже для того, чтобы обеспечить работу компьютера. Для этого с целью получения более высокой мощности солнечные панели объединяются в целые мини-электростанции. Одна солнечная батарея площадью 10 квадратных метров способна дать уже более 1 кВт энергии, а это в силе обеспечить нормальную работу нескольких лампочек, телевизора и компьютера.

Для загородного дома, в котором проживают 3-4 человека, в светлое время года и светлое время дня, может оказаться достаточно 20 квадратных метров площади солнечных батарей (это примерная ежемесячная потребляемая мощность - 200-300 кВт).

Как правило, участки крыши, ориентированного на юг, для установки данной площади солнечной батареи будет достаточно. В случае если площадь крыши, которая ориентирована на юг, составляет 40 квадратных метров, то это при 18-20 солнечных днях может выдавать до 500 кВт в месяц.

В зимнее время солнечная батарея будет неэффективна. В то же время нельзя не отметить и очевидные преимущества:

Типичная схема элементов солнечной батареи.

  • длительный срок службы;
  • независимость от технических неполадок организации, поставляющей энергию;
  • крайне низкая вероятность выхода из строя солнечной батареи;
  • отсутствие необходимости в постоянном техническом обслуживании;
  • бесплатность энергии (после того как в данную систему вложены немалые средства).

Как у источника энергии, недостатки в солнечных батарей тоже есть, но их не так уж и много, но они весьма конкретные и убедительные:

  • высокая стоимость и длительный срок окупаемости;
  • зависимость от погодных условий;
  • низкий КПД по сравнению с традиционными источниками электроэнергии;
  • невозможность применения для приборов, потребляющих большую мощность.

Для того чтобы пользоваться дармовой солнечной энергией, нужно инвестировать в солнечную электростанцию ​​сразу очень значительную сумму. Это всегда труднее, чем платить регулярно, но небольшие суммы.

Это всегда труднее, чем платить регулярно, но небольшие суммы

Монтаж солнечных батарей.

Поэтому наличие на крыше частного дома солнечной батареи в большинстве случаев свидетельствует не только о приверженности владельцев к экологическим технологиям и техническому прогрессу, но и о наличии у них избыточных сумм денег на банковском счете. Именно в связи с этим в странах Европы солнечные батареи можно встретить гораздо чаще, поскольку там намного выше покупательная способность, чем в других странах.

Кроме этого, использование солнечных батарей требует выбирать в доме подходящее помещение, для того чтобы установить аккумуляторы, оборудовать схему синхронизации напряжения с тем, что подается от местной подстанции.

Когда солнечные батареи наиболее актуальны?

Подключение солнечной батареи к аккумуляторам.

Одним из случаев, когда себя оправдывают солнечные батареи, ситуация, когда в частном доме или на другом объекте лимитировано энергопотребления из-за нехватки мощности. Местная подстанция не способна изменить лимит потребления, а если и может, то это будет стоить дороже, чем солнечные батареи. Оправдано использование солнечных батарей в тех случаях, когда дома удалены от трансформаторной подстанции настолько, что протянуть к ним кабель или провода окажется по стоимости сравнимо с самостоятельным источником электроэнергии.

Имеет смысл использовать солнечную электростанцию ​​и в тех случаях, когда необходимо обеспечить бесперебойное питание какой-либо системы, например, компьютерной сети или охранной сигнализации. Естественно, окупаемость и рентабельность систем на основе солнечных батарей тем выше, чем больше в году ясных солнечных дней в данной местности. Например, в Крыму, в южных районах, на курортах и ​​высокогорных плато, где большую часть дня небо свободно от облаков.

Большинство задается вопросом: где приобрести солнечные батареи и сколько это будет стоить? Само собой, в специализированных магазинах, торгующих качественными изделиями. Это могут быть как китайские устройства, так и немецкие панели высокого качества и изделия производителей других стран.

Подобные устройства есть и у отечественных производителей. Все упирается в потребности каждого домовладельца, стоимость и мощность панелей. Деньги в данном вопросе экономить рекомендуется, лучше покупать качественные и передовые солнечные панели, которые окупятся со временем.

Деньги в данном вопросе экономить рекомендуется, лучше покупать качественные и передовые солнечные панели, которые окупятся со временем

Схема подключения солнечных батарей.

Покупая устройства для производства электроэнергии из солнечных лучей, владелец частного дома обретает независимость от централизованного поставщика энергии с постоянно растущими расценками за киловатт электричества и получает столько электроэнергии, сколько ему нужно. Если нужно сделать крышу на солнечных батареях, то лучшим вариантом будет обратиться в проверенную надежную компанию. Здесь помогут не только с выбором устройства по доступным ценам, но и полностью установить все оборудование.

Не нужно бояться, что в некоторых местностях мало солнечных дней. Панели эффективно функционируют и в пасмурную погоду, а технологии солнечной энергии развиваются и совершенствуются постоянно.

Солнечные панели можно установить как на крыше, так и в другом доступном месте. Рекомендуется устанавливать их на южной стороне кровли дома, так как при ясном солнце эффективность работы панелей значительно возрастает.

Установка солнечных батарей удобная и несложная. Главное - грамотно установить их в нужном месте. При этом не нужно будет переделывать крышу дома. Единственное, что нужно сделать, - это укрепить конструкции при недостаточно прочной кровельной системе. Наклон солнечных панелей необходим не только для их быстрой очистки от снега.

Казалось бы, для чего строить тепловые, атомные и гидроэлектростанции?
Так в чем же заключается причина?
Когда солнечные батареи наиболее актуальны?
Большинство задается вопросом: где приобрести солнечные батареи и сколько это будет стоить?