Solární panely: vlastnosti a vlastnosti použití

Každou minutu na povrchu naší planety dostane hodně sluneční energie, bez které život na Zemi není možný. To však není vše, co je schopno, dnes vstupujeme do éry alternativních obnovitelných zdrojů energie, využívajících aktivity Slunce, větru a vody. Největší solární elektrárny již produkují asi 1% světové elektřiny, takže budoucnost je v novém vývoji. A vděčíme za to vědě a moderním technologiím, díky kterým se to stalo možným.

Roste-li cena elektřiny, nechtějí vás přemýšlet o spoření. A vynikající alternativou v tomto případě jsou přírodní zdroje energie. Optimálním řešením pro soukromý dům je alternativní elektrárna - solární baterie.

Ve skutečnosti je heliosystém poměrně jednoduchý a skládá se ze čtyř hlavních prvků.

• Solární baterie - tvar a velikost je obdélníkový panel s určitým počtem desek. Základ solárního článku zahrnuje polovodičové materiály. Miniaturní převodníky jsou sestaveny do modulů a modulů do jediného systému solárních kolektorů.
• Regulátor - plní funkci prostředníka mezi solárním modulem a baterií. Je nutné sledovat úroveň nabití baterie. Jeho úloha je v celém obvodu nesmírně důležitá - regulátor neumožňuje varit nebo klesat elektrický potenciál, což je nezbytné pro stabilní fungování celého systému.
• Měnič - převádí stejnosměrný proud solárního modulu na AC 220-230 voltů. Hybridní síťový střídač může pro provoz používat přímý i střídavý proud. Je však třeba mít na paměti, že měnič také vyžaduje energii a jeho spotřeba je přibližně 30% ztráty při přeměně. A v zataženém počasí nebo v noci bude veškerá energie pro práci spotřebována z baterie. To znamená, že pokud je baterie vybitá, měnič přestane pracovat.
• Baterie - přeměněna na elektřinu, solární energie není vždy používána v domě. Nadměrné množství se může hromadit v baterii a používat v tmavém a oblačném počasí.

Hlavním prvkem každého solárního článku je fotoelektrický konvertor.

Při sériové výrobě se používají tři typy křemíkových prvků.

• Monokrystalický - uměle vypěstované křemíkové krystaly jsou rozřezány na tenké desky. Modul je založen na čištěném čistém křemíku. Povrch je spíše jako plástev nebo malé buňky, které jsou propojeny v jediné struktuře. Hotové malé desky jsou propojeny mřížkou elektrických vodičů. V tomto případě je výrobní proces náročnější na pracovní sílu a spotřebovává energii, což ovlivňuje konečné náklady na solární baterii. Jednokrystalické prvky však mají vyšší produktivitu a průměrná účinnost je přibližně 24%. Životnost krystalických baterií je delší, vydrží v průměru asi 30 let.
• Polykrystalické - na bázi silikonové taveniny. Tyto moduly jsou považovány za nejlepší řešení pro rezidenční soukromý venkovský dům. Několik křemíkových krystalů se spojí do jedné fotobuňky. Povrch polykrystalického solárního článku má nerovnoměrný povrch, díky kterému se světlo absorbuje horší. A účinnost, resp. Níže, je do 20%. Životnost polykrystalického panelu je 20-25 let. Mají charakteristický rozdíl - tmavě modrou barvu nátěru. Takové moduly jsou levnější než analogové, což umožňuje zpětné získání celého systému za cca 3 roky.
• Tenký film - mají pružný podklad, který umožňuje montáž baterie na jakýkoliv povrch s rohy a ohyby. Na povrchu baterie je nanesena tenká vrstva polovodičů. Tyto systémy mají zjevnou nevýhodu - malou účinnost. Průměrná produktivita je asi 10%. To znamená poskytovat energii doma, to bude trvat dvakrát tolik tenkovrstvých baterií jako polykrystalické. A životnost těchto panelů je nižší než u jiných analogů - životnost je v průměru asi 20 let.

Ideální v případě, že solární panely mohou plně zajistit dům elektřinou. Energie Slunce se však často používá pro zásobování teplou vodou nebo pro vytápění. Pro splnění kteréhokoliv z těchto cílů je však nutné vypočítat skutečný výkon na metr čtvereční a požadovaný počet modulů. Výkon solárního modulu závisí na množství slunečního světla, které dopadá na povrch baterie. Chcete-li učinit správnou volbu, měli byste také studovat princip provozu domácí mini-elektrárny.

První prototyp slunečního kolektoru, který je znám již od minulého století, je letní letní sprcha. Byla to velká nádoba, která byla natřena černě, voda v ní byla během dne zahřívána, což umožnilo každému letnímu rezidentovi večer si zahřát teplou sprchu.

Solární kolektor je plochý panel, který se nachází na ulici.obvykle na střeše a dokáže přeměnit 90% slunečního záření na energii. V budoucnu je energie zasílána do systému a distribuována na potřeby napájení. Pokud se však solární systém používá pro vytápění nebo ohřev teplé vody, pak se energie pomocí čerpadla s nízkým výkonem odešle do zásobníku.

V různých časech dne a v různých ročních obdobích se mění úroveň osvětlení. Proto, aby bylo zajištěno nepřerušované napájení domu, má solární baterie celý systém. Vědci se naučili ovládat takový mikrofyzikální jev jako fotoelektrický efekt. Ačkoliv se na první pohled zdá, že princip fungování je technicky složitý, ve skutečnosti je princip fungování a obvod elektrického obvodu velmi jednoduchý.

Solární panely mohou instalovat kdokoli.

Navíc mají mnoho výhod.

• Energetická účinnost - v závislosti na typu solárních článků má jiný indikátor. V průměru se však účinnost pohybuje od 14 do 30%.
• Solární panely jsou v poptávce zejména v příměstských oblastech. A pro to existují dvě rozumná vysvětlení. Za prvé, pozemky typu dacha se často nacházejí daleko od centralizovaných zdrojů dodávek energie v oblastech se špatně rozvinutou infrastrukturou. A za druhé, přeměna slunečního světla na energii je zvláště důležitá ve výšce letní sezóny - v létě.
• V případě potřeby lze mini-elektrárnu doplnit o nové solární panely, aby se zvýšil výkon.
• Úspora - pro jižní regiony země může využití solárních panelů pro teplou vodu ušetřit v průměru až 60% energie ročně: 30% v zimě a 100% v létě.
• Tyto systémy jsou relevantní nejen pro soukromé účely, například pro domácnosti, ale také pro podniky, vzdělávací a zdravotnické instituce. Ve výrobní dílně lze solární panel použít jako dodatečný zdroj tepla pro ústřední vytápění v zimě av létě pro zásobování teplou užitkovou vodou.
• Výhodou je, že za zařízení stačí zaplatit pouze jednou, poté systém nevyžaduje žádné investice a údržbu.
• Ekologický zdroj energie je obzvláště důležitým aspektem planetárního plánu, protože energetické zásoby na Zemi nejsou neomezené.
• Spolehlivost - v tomto případě záleží na zvoleném modelu a správné instalaci.

Stojí za zmínku, že systém se vyplatí během několika let a umožňuje majiteli ušetřit spoustu peněz v budoucnu. Například, na základě dnešních tarifů za elektřinu a naftu, můžeme s jistotou říci, že solární systém se vyplatí za 3-4 roky v soukromé venkovské chatě pro rodinu 5-7 osob. A při přesunu z plynu - návratnost bude až 8-10 let.

V dnešní době získávají stále větší oblibu různé typy solárních panelů. Na první pohled se může zdát, že všechny solární moduly jsou stejné: velký počet jednotlivých malých solárních článků je propojen a pokryt transparentním filmem. Ve skutečnosti se však všechny moduly liší výkonem, designem a velikostí. V tuto chvíli výrobci rozdělili solární systém na dva hlavní typy: křemík a film.

Pro domácí účely jsou solární panely instalovány se silikonovými fotovoltaickými články. Jsou nejoblíbenější na trhu. Z toho můžete také rozlišovat tři typy - je polykrystalická, monokrystalická, již byla podrobněji popsána v článku a amorfní, na které se zaměřujeme.

Amorfní - jsou také vyráběny na bázi křemíku, ale mají také pružnou elastickou strukturu. Nejsou však vyrobeny z křemíkových krystalů, ale ze silanu - jiným názvem je křemíkový vodík. Mezi vlastnosti amorfních modulů lze zaznamenat vynikající výkon iv případě zataženého počasí a schopnosti opakovat jakýkoliv povrch. Účinnost je však mnohem nižší - pouze 5%.

Druhý typ solárních panelů - fólie, vyráběný na základě několika látek.

• Kadmium - takové panely byly vyvinuty v 70. letech minulého století a využívány ve vesmíru. Dnes se však kadmium používá také při výrobě průmyslových a domácích solárních elektráren.
• Moduly založené na polovodičových CIGS - vyvinuté z mědi, selenidu india a jsou filmové panely. Indium je také široce použitý ve výrobě LCD monitorů.
• Polymer - používá se také při výrobě solárních filmových modulů. Tloušťka jednoho panelu je asi 100 nm, ale účinnost zůstává na 5%. Ale z výhod je možné poznamenat, že takové systémy jsou cenově dostupné a nevypouštějí škodlivé látky do atmosféry.

Také dnes jsou na trhu méně objemné přenosné modely. Jsou speciálně navrženy pro venkovní aktivity. Často se takové solární baterie používají k dobíjení přenosných zařízení: malých přístrojů, mobilních telefonů, fotoaparátů a videokamer.

Přenosné moduly jsou rozděleny do čtyř typů.

• Nízký výkon - dávejte minimální poplatek, který stačí na dobití mobilního telefonu.
• Flexibilní - může být navinut a mít malou váhu, a to díky velké oblibě mezi turisty a cestujícími.
• Připojené k podkladu - mají podstatně větší hmotnost, asi 7-10 kg, a proto poskytují více energie. Tyto moduly jsou speciálně navrženy pro použití na dálkových cestách aut a mohou být také použity pro částečné autonomní napájení venkovského domu.
• Univerzální - nepostradatelný pro turistiku, zařízení má několik adaptérů pro současné nabíjení různých zařízení, hmotnost může dosáhnout 1,5 kg.

Sluneční soustava nezáleží na počasí. Hlavní je zde počet jasných světelných dnů. A pokud například používáte solární panel pro zásobování teplou vodou, i v zimním období třicetistupňového mrazu můžete mít v nádrži stabilně vodu o teplotě 40 ° C - 50 ° C.

V regionech s ostře kontinentálním podnebím a drsnou zimou není možné opustit ústřední vytápění. Systém je však možné doplnit nepřímými ohřívacími nádržemi, které umožňují kombinovat různé zdroje tepla s možností zapnutí sluneční energie automaticky a podle potřeby.

Můžete také použít solární systém pro podporu vytápění v "teplé podlaze". Současně pro 100 m2 podlahy potřebujete asi 8 sběratelů. Ale v létě bude takový velký systém zbytečný, až na to, že ho můžete použít k udržení teploty v bazénu nebo v sauně.

Jeho role v systému je zcela pochopitelná - baterie vám umožní zásobit elektřinu ze solárního modulu. A pak bude možné využít sluneční energii jako elektřinu.

Instalace solární soustavy na své vlastní místo bude stát slušnou částku. Před zahájením instalace solární baterie je nutné určit požadovaný výkon pro všechna zařízení. Nejdříve je nutné vypočítat optimální špičkové zatížení v kilowattech a racionálně podmíněnou průměrnou spotřebu energie v kilowatt / hod., Aby byly splněny potřeby domu nebo lokality.

Pro racionální využití solární elektřiny je nutné stanovit:

• špičkové zatížení - pro jeho určení je nutné doplnit výkon všech připojených zařízení současně;
• maximální spotřeba energie - parametr nezbytný k určení kategorie zařízení, která musí pracovat současně;
• denní spotřeba je určena vynásobením individuálního výkonu jednoho zařízení časem, během něhož pracoval;
• průměrná denní spotřeba - je určena přidáním spotřeby energie všech elektrických spotřebičů na jeden den.

Všechny tyto údaje jsou nezbytné pro kompletní nastavení a stabilní následnou práci solárního akumulátoru. Získané informace umožní vybrat vhodnější parametry akumulátoru - drahý prvek solárního systému.

Pro všechny výpočty budete potřebovat list v buňce, nebo pokud chcete pracovat na počítači, bude nejvhodnější použít soubor aplikace Excel. Připravte šablonu tabulky s 29 sloupci.

Zadejte názvy grafu v pořadí.

• Název spotřebiče, domácích spotřebičů nebo nástrojů - odborníci doporučují začít popisovat spotřebitele energie z chodby a pak se pohybovat ve směru nebo proti směru hodinových ručiček. Pokud dům má více než jedno patro, pak výchozím bodem všech následujících úrovní je schodiště. A také označte pouliční elektrické spotřebiče.
• Individuální spotřeba energie.
• Denní doba od 00 do 23 hodin, to znamená, že potřebujete 24 sloupců. Ve sloupcích v čase budete muset zadat dvě čísla ve formě zlomku: trvání práce během konkrétní hodiny / individuální spotřeby energie.
• Ve sloupci 27 uveďte celkovou provozní dobu spotřebiče za den.
• Pro 28 sloupců je nutné násobit mezi sebou data z 27 sloupců podle individuálně spotřebovaného výkonu.
• Po vyplnění tabulky se pro každou hodinu vypočítá celkové zatížení každého zařízení - získané údaje se zadají do sloupce 29.

Po vyplnění posledního sloupce je určena denní průměrná spotřeba. Za tímto účelem jsou shrnuta všechna data v posledním sloupci. Tento výpočet však nebere v úvahu spotřebu celého systému solárních kolektorů. Pro výpočet těchto dat je třeba při závěrečných výpočtech vzít v úvahu pomocný faktor.

Takový opatrný a pečlivý výpočet vám umožní získat podrobnou specifikaci spotřebitelů energie s přihlédnutím k hodinovému zatížení. Vzhledem k tomu, že solární energie je velmi drahá, její spotřeba musí být minimalizována a racionálně použita pro napájení všech zařízení. Pokud je například solární kolektor používán jako záložní zdroj energie doma, získaná data umožní eliminovat energeticky náročná zařízení ze sítě až do konečné obnovy hlavního napájení.

Pro nepřetržitý přísun energie do domu ze solární baterie při výpočtu hodinového zatížení jsou tlačeny dopředu. Spotřeba elektřiny musí být nastavena tak, aby se vyloučily nouzové situace při provozu systému a aby se vyrovnalo maximální zatížení.

Tento graf jasně ukazuje, jak efektivně využít energii slunce v domě. Počáteční graf ukazuje, že zátěž byla během dne rozdělena náhodně: průměrná denní hodinová rychlost byla 750 W a ukazatel spotřeby byl 18 kW za hodinu. Po přesných výpočtech a správném plánování bylo možné snížit denní spotřebu na 12 kW / hod a průměrné denní hodinové zatížení na 500 wattů. Tato možnost je také vhodná pro záložní napájení.

Solární panely jsou nejvýraznějším úspěchem v oblasti alternativní energie. Plní základní funkci pro úsporu energie a zachování přínosů civilizace. V létě, v zemi, solární panely mohou být používány poskytovat sílu pro elektrické spotřebiče a domácí spotřebiče, systémy topení, nebo pro horkou vodu.

Turisté a cestující si zpravidla vybírají přenosné solární baterie pro nabíjení přenosných zařízení. Jsou nenahraditelné v místech, kde není napájení.

Taková zařízení mohou být také použita k napájení bytu. A pokud okna vašeho bytu výhled na slunné straně, můžete bezpečně instalovat solární panely na balkon nebo přední části domu, stačí získat povolení od správcovské společnosti nebo HOA.

Solární panely mohou být umístěny na střeše domu, ať už je to šikmá nebo plochá, nebo na balkóně, fasádě nebo dokonce ve dvoře. Bude však také nutné přidělit prostor v podkroví nebo v suterénu pro zbytek systému.

Při instalaci solárního panelu musíte dodržovat základní doporučení odborníků.

• Před nákupem za škody a závady pečlivě zvažte všechny prvky solárního systému. Během přepravy uchovávejte originální obal soupravy, aby nedošlo k poškození integrity obrazovky.
• Hlavní prvky řízení a seřízení solárních článků zabírají minimální prostor. Nezbytné minimum zpravidla zahrnuje střídač, regulátor a baterii. A také v případě, že to dovoluje klima v regionu a technické vlastnosti místa, mohou být řídicí a monitorovací zařízení instalována na ulici.Je však lepší zvolit vyhřívanou suchou místnost pro celý systém mini-elektráren, protože když teplota okolí klesne na -5 ° C, kapacita baterie se sníží o polovinu.

• Solární moduly, regulátory a střídače jsou k dispozici pod 12, 24 a 48 volty. Vysoké napětí umožňuje použití vodičů s menším průřezem. Čím nižší je však napětí, například při 12 V, je snazší vyměnit rozbité baterie. Při práci s 24 volty budete muset vyměnit baterie ve dvojicích. Při výměně 48-voltové baterie budete potřebovat 4 baterie na jedné větvi, což je nebezpečné a může vést k úrazu elektrickým proudem.
• U solárních baterií musíte použít speciální baterie označené Solar. V ideálním případě by všechny baterie měly být od stejného výrobce a ze stejné šarže.
• Počet fotobuňek v jednom modulu by měl být od 36 do 72 kusů - to je optimální množství pro získání uvedeného proudu. Neměli byste instalovat duální moduly s počtem fotobuněk od 72 do 144. Za prvé, jsou problematické pro dopravu. A za druhé, jsou první, kdo selhává při silných mrazech.

• Velké moduly by měly mít zesílenou skříň a dodatečnou ochranu ve formě skla. Vzhledem k tomu, že moduly jsou instalovány na střeše, jsou to těžké zátěže ve formě srážek a větru.
• Je nutné sestavit sadu solárních baterií na volném prostranství nebo v prostorné místnosti.
• Pro instalaci solárního panelu na parcelu je nutné zvolit dobře osvětlený otevřený prostor, na kterém se neobjeví žádný stín ze sousedních budov nebo stromů. Perfektní pro tuto střechu domu nebo jiné budovy.
• Úhel sklonu solárních modulů hraje velkou roli při získávání energie. Tok energie je úměrný poloze slunce. Proto je vhodné předvídat možnost změny úhlu sklonu pro upevnění při změně sezóny, kdy se změní poloha slunce a směr paprsků.

Integrovaný heliosystém bude vyžadovat značné investice. Všechny peníze, které jste utratili, se však v budoucnu vrátí. Doba návratnosti závisí na počtu modulů a metodách využití sluneční energie. Je však možné snížit počáteční náklady ne kvůli ztrátě kvality, ale díky rozumnému přístupu k volbě komponentů solárních baterií.

Pokud jste v oblasti instalace solárních modulů neomezeni a máte slušný prostor, pak 100 metrů čtverečních. Můžete instalovat polykrystalické solární panely. Tím se ušetří značná částka v rodinném rozpočtu.

Nepokoušejte se zcela zakrýt střechu solárními panely. Chcete-li začít, nainstalujte pár modulů a připojte k nim zařízení, které pracuje z konstantního napětí. Můžete zvýšit výkon a zvýšit počet modulů s časem.

Pokud máte omezený rozpočet, můžete řadič odmítnout - Jedná se o pomocný prvek, který je potřebný pro sledování stavu baterie. Místo toho můžete do systému dodatečně připojit další baterii - to zabrání přebíjení a zvýší kapacitu systému. A ke kontrole náboje, můžete použít běžné auto hodiny, které mohou měřit napětí, a stojí mnohem méně.

Při výběru solární baterie pro domácnost byste se měli zaměřit nejen na poměr ceny a kvality, ale také na značku. V této důležité záležitosti musíte naprosto důvěřovat výrobci. A aby bylo možné zjistit kvalitu výrobků, měli byste se seznámit s technickým pasem a recenzemi.

Často na trhu najdete trubkový vakuový solární kolektor. Tyto panely jsou vyráběny převážně v Číně a teoreticky mají vyšší účinnost. Ale v zimě se na takových výrobcích vytváří mráz a na povrchu se tyčí sníh. Vrstva srážek nedovolí slunečnímu záření projít a v horkém letním dni může takový systém „varit“, pokud není včas chráněn před přehřátím.

Zvažte nejoblíbenější solární panely na trhu.

Sharp je značka japonské korporace, která je široce známá ve výrobě vysoce výkonných solárních článků. Vyrobené výrobky podléhají důkladnému výzkumu a testování. Solární moduly mají tři vrstvy a účinnost se pohybuje od 37,9% do 44,4%.

IES - vyrábí se ve Španělsku. Hlavním rysem produktu jsou dvě vrstvy modulu a efektivita do 32%, což se v konečném důsledku promítá do nákladů. Španělské značky solární panely jsou mnohem levnější než japonské protějšky, ale stále zůstávají velmi drahé v soukromých domech.

Amonix je také jedním z lídrů ve výrobě solárních článků pro průmyslové použití. Účinnost výrobků je 36%.

Solární panely Sun Power - americké značky jsou také zahrnuty v hodnocení efektivních systémů. Účinnost populárních modelů je 21%.

Telecom-STV - ruské panely (Zelenograd) také zaujímají vedoucí postavení mezi výrobci. Sortiment je velmi široký. Společnost nabízí krystalové baterie od 18 do 270 W, multikrystal - od 5 do 250 W, pro námořní použití - od 16 do 215 W, a skládací - od 120 do 180 W. Účinnost solárních modulů je 20-21%, ale zároveň náklady na baterie jsou o 30% nižší než u dovážených značek.

Je to jen malá část známých výrobců solárních článků. Ale ne sleva ostatní domácí značky. Například společnost Hevel (Chuvashia, Rusko) vyrábí mikromorfní tenkovrstvé baterie. A jak ukázaly studie, vylepšený panel společnosti účinněji zachycuje paprsky rozptýlené energie. A v neposlední řadě mají domácí solární panely atraktivní vzhled a mohou být instalovány nejen na střechu, ale i na fasádu budovy.

Nezapomeňte instalovat levné duální solární moduly s velkým počtem fotobuňek. Jak praxe ukazuje, během anomálních mrazů, které systematicky zasáhly mnoho oblastí země, jsou to právě tyto panely, které se nejprve rozpadnou. Jde o to, že tenký transparentní film natažený na povrchu modulu se stlačuje za studena a odlupuje se od velkého napětí a zlomů. Proč výkon solární baterie klesá, což může vést k rychlému selhání.

Při výběru vhodného systému je také nutné věnovat pozornost skutečnosti, že výkon heliosystému se časem snižuje o 10%.

Snižte také zdrojové panely:

• poškozený film na povrchu modulu;
• zakalení filmu;
• deformace povrchu.

Není to tak dávno, co vědci dospěli k závěru a prokázali možnost skladování tepla v zemi. Co otevírá velké vyhlídky na alternativní energii. Nadměrné letní teplo může být uloženo v podzemí v akumulátorech zemního nebo vodního tepla umístěných v hloubce 2 až 35 metrů a v zimě využívat energii jako topení nebo elektřinu.

Tipy pro solární panely - v dalším videu.