+7(499) 136 06 90

+7(495) 704-31-86

[email protected]

Схема солнечной батареи


Солнечная батарея 5В: описание, подключение, схема, характеристики

В процессе эволюции человечество научилось добывать электрическую энергию, используя природные ресурсы.

Содержание


Обзор солнечной батареи 5В

В процессе эволюции человечество научилось добывать электрическую энергию, используя природные ресурсы. Это могут быть полезные ископаемые (теплоэлектростанции, использующие нефть, уголь или атомные, использующие ядерное топливо), водные ресурсы (гидроэлектростанции), поток ветра (ветроэлектростанции). Солнечные батареи – это набирающий популярность источник дешевого электричества, получаемого из солнечных лучей. Солнечная батарея состоит из фотоэлементов на основе кремния, которые прямо преобразуют солнечную энергию в постоянный электрический ток.

К преимуществам солнечных батарей относятся:

  • высокая экологичность;
  • безшумность;
  • доступность;
  • постоянство – если полезные ископаемые могут закончиться, то наcчет солнечной энергии беспокоиться не стоит;
  • обширная область использования – могут применяться как в сельской местности, так и в космосе.

Однако у солнечных батарей есть и недостатки:

  • дороговизна;
  • cсолнечное освещение – непостоянная величина и КПД (коэффициент полезного действия) батареи будет снижаться в пасмурную погоду.

Солнечная батарея  5В 1.2 Вт (рис. 1) идеально подходит для зарядки небольших аккумуляторных батарей и питания маломощных устройств. 


Рисунок 1


Технические характеристики

  • Максимальная выходная мощность: 1.2 Вт;
  • Напряжения холостого хода: 5 В;
  • Рабочий ток: 200 мА;
  • Коэффициент полезного действия (КПД) : 17%;
  • Размеры: 70 х 55 х 3 (±0.2) мм;
  • Вес : 17 г.

Пример использования

Перейдем к практическому использованию батареи. Проверяем напряжение холостого хода – 5 В, как и заявлено. Попробуем подключить к батарее светодиод (рис. 2).


Рисунок 2.

Мощность естественно зависит от освещенности. Ток КЗ на окне при ярком солнце 50-70 мА.
Проверим, насколько эффективно можно использовать данные солнечные батареи, точнее нескольких батарей, соединенных параллельно, для зарядки Li-ion аккумулятора 18650.

Список деталей:

  • солнечная батарея  5 В, 1.2 Вт - 4 шт;
  • Li-ion аккумулятор 18650 - 1 шт;
  • Модуль для зарядки Li-ion батарей на микросхеме TP4056 - 1 шт;

По документации рабочий ток 200 мА на одну батарею. Соединим 4 данных солнечных батареи параллельно и проверим ток кз. На окне при ярком солнце 150-220 мА. Для зарядки аккумулятора 18650 будем использовать модуль для зарядки Li-ion батарей на микросхеме TP4056 (рис. 3).


Рисунок 3.

Контроллер заряда TP4056 отключается от аккумулятора при достижении на аккумуляторе заряда в 4.2 В, при заряде сила тока постепенно понижается.

Схема подключения показана на рисунке 4.


Рисунок 4

Собираем схему (рис. 5) и приступаем к испытаниям.

       

Рисунок 5,6,7.

Выставляем устройство на солнце. Пошел процесс зарядки. Об окончании зарядки сигнализирует синий светодиод. Скорость зарядки очень сильно зависит от освещения.

 

Рисунок 8,9.

Контакты OUT+ и OUT- выводим на USB-разъем и можем использовать заряженный аккумулятор, например для зарядки телефона.


Часто задаваемые вопросы FAQ

Батарея выдает недостаточный ток
  • Ток батареи зависит от солнечного освещения, найдите более солнечное место;
  • Объедините несколько батарей, подключив их параллельно.

 


Правильные схемы солнечных батарей: 4 особенности


Что нужно и как правильно подключить солнечную батарею

Схемы подключения солнечных батарей, достаточно типичны. Они состоят из отдельных элементов, который в совокупности, обеспечивают бесперебойную подачу электроэнергии к потребителям.

Основные элементы схемы:

  • Солнечная панель;
  • Контроллер;
  • Инвертор;
  • Аккумулятор (АКБ).

В зависимости от типа производства солнечных панелей, они делятся на два вида (поли и монокристаллические). Данные панели отличаются не только внешним видом, но и способом производства и материалом, из которого они сделаны.

Для обеспечения необходимого уровня заряда и разряда аккумуляторов, в схему солнечной батареи, встраивают контроллер. Существует несколько разновидностей контроллеров. Основными их отличиями являются, возможность осуществлять контроль по нескольким направлениям.

Обратите внимание! При отсутствии одного из элементов схемы, добиться ее оптимальной работы невозможно.

Любая бытовая техника, работает в основном от переменной сети 220 Вольт. В свою очередь, солнечные батареи производят постоянный ток с напряжением 12 или 24 Вольта. Поэтому для преобразования постоянного тока в переменный используют инвертор (преобразователь).

Так как солнечные батареи не способны работать круглосуточно, для накопления заряда используют аккумуляторные батареи.

Подключение всех элементов производится следующим образом. В первую очередь подключаются аккумуляторы к контроллеру. Затем, к нему подключаются солнечные панели. И после этого, производится подключение к аккумуляторной батарее инвертора. Так как схема работает на основе постоянного тока, обязательно соблюдение полярности подключения проводников.

Схема подключения солнечных батарей: примеры

В зависимости от различных факторов, для обеспечения нормальной работы солнечных батарей, существует несколько распространенных способов их подключения между собой. Каждый способ, подходит для определенных потребностей.

Как лучше соединять солнечные панели в автономной электростанции:

  • Последовательное подключение;
  • Параллельное подключение;
  • Смешанное подключение.

Важно понимать, что в первую очередь, необходимо правильно расположить солнечные панели. Делать это следует на открытых участках, которые не затемнены деревьями или кустами. Если подходящего места на участке нет, то панели располагаю на южной стороне крыши, например загородного дома или на стене.

Последовательное соединение солнечных панелей производится следующим образом. Плюсовой контакт, идущий от одной панели, подключаем к минусовому контакту следующей. Таким образом, панели соединяются в цепь. После, минусовой контакт от первой панели и плюсовой контакт последней, подключаются к контроллеру.

Обратите внимание! При последовательном подключении панелей, увеличивается исходное напряжение.

Для того чтобы соединить панели параллельно, необходимо соблюсти полярность. Для этого между собой необходимо соединить плюс с плюсом, и минус с минусом. Выходное напряжение при данном типе подключения не изменяется и составляет 12 Вольт.

Смешанный вид подключения, состоит из сочетания параллельного и последовательного подключения. Таким образом, подключаются отдельные группы солнечных батарей. Например, панели отдельной группы, подключены параллельно. И для соединения отдельных групп, используется последовательное подключение.

Правильная схема подключения аккумуляторов на 12 и 24 Вольта

Одним из важных показателей оптимальной работы системы солнечных батарей, является правильное подключение аккумуляторов в одну цепь. Существую два основных способа (параллельное и последовательное подключение), которых необходимо придерживаться.

Для чего нужны данные виды подключения:

  • Увеличение емкостных показателей;
  • Повышение выходного напряжения.

При параллельном подключении аккумуляторов, соблюдается полярность подключения контактов (плюс к плюсу, минус к минусу). После чего, два данных полярных контакта, подключаются к остальному оборудованию.

Важно понимать, что при параллельном соединении, увеличивается общая емкость аккумуляторов, но неизменным останется выходное напряжение. Для определения общей емкости (при условии, что аккумуляторы одной емкости), необходимо умножить емкость одного элемента на количество устройств.

Для увеличения выходного напряжения, используют последовательное подключение аккумуляторных батарей. При данном виде подключения, сохраняется емкость. Такое подключение обусловлено подключение контактов разной полярности. Отрицательный контакт первого аккумулятора, подключается к положительному контакту второго. К оборудованию подключаются положительный контакт первого аккумулятора и отрицательный контакт второго.

Стоит отметить, что главной особенностью при последовательном подключении аккумуляторов, является обязательное соблюдение равности значение по емкости отдельного устройства.

Важно понимать, что данные виды подключения аккумуляторных батарей используют по различным причинам. Например, если определенный проводник обладает высокими показателями сопротивления, то для придачи определенной мощности используют последовательное соединение.

Если нужен ток с высокими показателями, то аккумуляторы подключают параллельно.

Контроллер солнечной батареи: особенности и схема

Для обеспечения оптимальной работы аккумуляторов в составе солнечных батарей, используют контроллеры. В зависимости от параметров устройства, они подразделяются на несколько видов.

Виды контроллеров:

  • Простейшие;
  • ШИМ контроллеры;
  • МРРТ контроллеры.

Простейшие устройства, представляют собой обычный компаратор, который работает по принципу включения и выключения. Данное устройство, способно только включать или выключать зарядную цепь. Эти параметры определяются значениями исходного напряжения на аккумуляторных клеммах.

Являясь самым простым по устройству и дешевым, данный контроллер производит заряд аккумуляторов самым ненадежным способом. Обусловлено то тем, что такой контроллер, обеспечивает зарядку аккумуляторов, до определенного уровня, который составляет 90%.

Контроллеры на основе ШИМ (широтно – импульсная модуляция), обладают более совершенной начинкой. Помимо дискретных элементов, они оснащаются различной электроникой.

Обратите внимание! ШИМ контроллеры, способны заряжать аккумуляторы ступенчато, что позволяет продлить срок службы данных устройств.

Для того чтобы произвести полную зарядку аккумуляторной батареи, контроллер способен автоматически повысить напряжение и понизить силу тока, что дает возможность заряжать аккумуляторы полностью.

Контроллеры типа МРРТ, способны для обеспечения оптимального заряда аккумуляторов, отыскивать точку, при которой мощность солнечного модуля максимальна.

Подключение и схемы солнечных батарей (видео)

Основываясь на данную информацию, вы легко сможете не только выбрать подходящее для вас оборудование, но и полностью собрать электрическую схему автономной электростанции своими руками.

Поддержка сети солнечными батареями

Очень часто нам задают вопрос — насколько эффективно и нужно ли вообще использовать солнечные батареи, если уже есть подключение к сети. Ответ на это вопрос зависит от многих факторов. Ниже рассмотрены некоторые типичные случаи и даны рекомендации по применению солнечных батарей в этих случаях.

1. Сеть есть, качество электроэнергии отличное, перерывов в электроснабжении не бывает.

Соединенная с сетью фотоэлектрическая система электроснабжения

Вы счастливчик! В этом случае экономического эффекта от применения солнечных батарей, скорее всего, сразу не будет. Стоимость электроэнергии, генерируемой от солнечных батарей, в настоящее время выше, чем при покупке от местных энергосетей. Поэтому возможна только экономия потребляемой электроэнергии, но не денег.

Точнее, стоимость электроэнергии выше, если брать срок окупаемости 10 лет. Если разделить затраты на покупку солнечных батарей на весь их срок службы, то стоимость 1 кВт*ч будет примерно равна той цене, которую мы имеет сейчас от сетей — 2,5-3 рубля за кВт*ч. Поэтому, на самом деле, солнечные батареи, вопреки распространенному мифу, уже сегодня не убыточны. Этот миф возник около 20 лет назад, когда стоимость солнечных батарей была в разы больше, а стоимость электроэнергии от сетей — в разы дешевле.

Учитывая стремительный рост тарифов на электроэнергию после реформы РАО ЕЭС, вполне возможно, что экономический эффект от соединенной с сетью солнечной электростанции станет положительным в ближайшие годы. Если вспомнить, что срок службы кремниевых фотоэлектрических модулей составляет как минимум 30 лет, то вполне возможно, что ваша фотоэлектрическая станция принесет вам существенную прибыль в течение времени ее эксплуатации.

Если вы решаете поставить солнечную батарею у себя в доме даже при наличии надежного централизованного электроснабжения, наиболее оптимальный вариант — это соединенная с сетью система, состоящая из:

  • солнечных фотоэлектрических панелей необходимой мощности
  • сетевых инверторов соответствующей мощности.
  • опционально можно поставить дополнительные счетчики электроэнергии (если такая функция не встроена в инвертор)

Все! Больше ничего не нужно для того, чтобы вы начали вырабатывать свою экологически чистую и, в каком-то смысле, бесплатную электроэнергию. Стоимость электроэнергии от соединенных с сетью фотоэлектрических станций гораздо ниже, чем в автономных системах, за счет того, что:

  1. Нет необходимости в аккумуляторах — сеть является бесплатным аккумулятором практически бесконечной емкости. Она принимает излишки энергии когда есть избыток солнечного электричества, и дает энергию, если солнечной энергии не хватает
  2. Сетевые инверторы дешевле батарейных
  3. В сетевой системе гораздо меньше элементов, чем в батарейной — не нужно аккумуляторов, соединителей аккумуляторов, контроллеров заряда, защитных устройств постоянного тока и т.п.
  4. Соединения на стороне переменного тока также проще — не нужно выделять в щитке нагрузку, которую нужно резервировать, не нужно заботиться о соответствии мощностей нагрузки и инвертора и т.д. Вы просто подключаете выход сетевого инвертора к щитку.
  5. Обслуживание практически не требуется

Все вышеперечисленное объясняет, почему во всем мире самыми распространенными системами являются соединенные с сетью.

Следует учитывать некоторые требования, которые имеют местные энергосети к подключению дополнительных источников энергии к сети. Обычно, для генерации энергии в сеть необходимо оформлять довольно дорогостоящее разрешение, да и дело это хлопотное. К сожалению, в отличие от продвинутых в отношении солнечной энергетики стран, наше законодательство пока не предусматривает безусловное подключение солнечных генерирующих мощностей к общей электросети.

Несмотря на то, что солнечные инверторы вырабатывают очень качественное напряжение, зачастую намного лучшее, чем напряжение в сети, сети не разрешают вашему электросчетчику просто крутиться в обратную сторону. И это даже невзирая на тот факт, что никакой опасности для сетей солнечные сетевые инверторы не представляют — они прекращают генерацию энергии как только в сети пропадает напряжение (например, его отключают для проведения ремонтных работ на линии электропередач).

Поэтому, для исключения претензий со стороны местных энергосетей, нужно обеспечить потребление всей электроэнергии, вырабатываемой солнечными батареями.

Справедливости ради нужно сказать, что в последнее время стало все больше таких объектов — люди просто хотят иметь у себя на крыше солнечные батареи. Тем самым они показывают, что заботятся о сохранении окружающей среды, думают о том, что они оставят своим детям после себя. К счастью, иметь солнечные батареи у себя дома становится даже модным! Это подтверждает в очередной раз известный закон развития рынка — на первом этапе новые технологии применяют «продвинутые» люди, которые уловили тенденции развития техники, и которые пользуются этими новыми технологиями несмотря на то, что они пока еще дороже традиционных решений.

2. Сеть есть, но выделенной мощности не хватает. Есть кратковременные перерывы в электроснабжении.

В этом случае есть достаточные основания рассмотреть введение в систему электроснабжения солнечных батарей и аккумуляторов. Очень часто выделяемой мощности электрических сетей недостаточно для питания всей нагрузки в доме. Это бывает связано как с лимитом на выделяемые мощности (например, в садовом товариществе ставят трансформаторную подстанцию определенной мощности, и каждому участку достается максимум 3 кВт), или с прогрессивной стоимостью подключения мощности сверх лимитированной (например, до 5 кВт одна цена, а все, что свыше 5 кВт — в 10 раз дороже).

Система в качестве основных элементов будет включать в себя блок бесперебойного питания (ББП), аккумуляторы, солнечные батареи. Инверторно-аккумуляторная система будет обеспечивать покрытие пиковых нагрузок. Солнечные батареи будут питать электрические потребители в доме, когда светит солнце, а если есть излишки электроэнергии от солнца — заряжать аккумуляторы. Далее возможны варианты, связанные с тем, как будет «обвязываться» система — по постоянному или по переменному току. Основные способы соединения различных источников тока рассмотрены на странице «Методы построения гибридных систем электроснабжения«.

Мы предлагаем различные комплекты систем резервного электроснабжения с поддержкой солнечными батареями и ветроустановками, с обвязкой как по переменному току, так и по постоянному.

Эти комплекты позволяют обеспечить резервное электроснабжение в доме при пропадании энергии в сети, а также уменьшить потребление электроэнергии от сети за счет солнечной энергии. Система работает параллельно с сетью централизованного электроснабжения в полностью автоматическом режиме.

Для того, чтобы обеспечить электроснабжение во время аварий в сетях централизованного электроснабжения в системе применены аккумуляторы. Их емкость зависит от количества электроэнергии, которое необходимо обеспечить во время перерывов в централизованном электроснабжении. Наличие аккумуляторов также позволяет перейти при желании на полностью автономную работу; однако в этом случае может потребоваться увеличить емкость аккумуляторов и мощность солнечных батарей.

Работа параллельно с сетью имеет неоспоримые преимущества.

  1. Аккумуляторы должны запасать энергию только в количестве, достаточном для обеспечения нагрузки во время перерывов в электроснабжении. А они, при наличии сети, бывают не часто.
  2. Так как аккумуляторы работают в буферном режиме и при наличии сети практически всегда полностью заряжены, можно применять более дешевые AGM аккумуляторы. Применение аккумуляторов глубокого циклирования позволяет закладывать  допустимый разряд до 80% (изредка такие АБ допускают глубоких разряд).
  3. Выработка энергии солнечными модулями повышается примерно на 15-30% за счет наиболее полного использования солнечной энергии. Солнечные модули работают всегда в точке максимальной мощности. Энергия потребляется в первую очередь резервируемой нагрузкой, излишки направляются на питание других потребителей в доме. Если ваш счетчик может учитывать электроэнергию, поставленную в сеть (т.е. считать в обратную сторону) , то можно «отматывать» счетчик в периоды, когда генерация энергии солнечными батареями больше потребления нагрузкой в доме. Этот режим является настраиваемым и может быть запрещен или разрешен настройками блока бесперебойного питания (ББП).
  4. Система при необходимости может добавлять мощность от солнечных батарей и от ББП к мощности сети. Это бывает необходимо при недостаточной подключенной мощности централизованной сети.
  5. Возможно ограничить потребление от сети настройками ББП. Если в системе применен ББП Xtender, можно также динамически ограничивать потребление от сети в зависимости от падения напряжения в сети — это очень полезно, если сеть «плохая» и напряжение просаживается при подключении мощной нагрузки. Это также полезно при питании от генератора небольшой мощности.
  6. В предлагаемой системе солнечные батареи работают через сетевой фотоэлектрический инвертор. Это позволяет повысить эффективность работы солнечных батарей на 20-30%.

Состав системы

  1. Солнечного фотоэлектрического инвертора мощностью 2-5 кВт
  2. Фотоэлектрических модулей общей мощностью от 2 до 5 кВт.
  3. Блока бесперебойного питания на 6 кВт
  4. Устройств защитного отключения (автоматы постоянного и переменного тока, предохранители и т.п.)
  5. Солнечный провод (специальный, с двойной изоляцией и стойкий к ультрафиолету) — для соединения солнечных панелей между собой и с коммутационным боксом
  6. Коннекторы для присоединения к модулями и инверторам
  7. Дополнительное электромонтажное оборудование (провода, кабельные наконечники, боксы, байпас и т.д.)

В системе могут применяться различные комплектующие. Некоторые варианты приведены в таблице ниже.

Провода переменного тока для подключения к розетке или щитку, а также автоматы переменного тока не входят в комплект. Используются уже имеющиеся в щитке или покупаются дополнительно.

Типовые комплекты таких систем есть в нашем Интернет-магазин в разделе «Комплекты — СБ+сеть«. Дополнительная информация по комплектующим — на страницах с описанием соответствующих товаров.

Эта статья прочитана 19160 раз(а)!

Продолжить чтение

  • 50

    Повышение мощности сети с помощью комплектов бесперебойного электроснабжения Бурное развитие коттеджного строительства в последние годы привело к тому, что электрические сети не успевают развиваться соответственно потребностям в электроэнергии. Очень часто типичной выделенной мощности не достаточно для бесперебойного электропитания нагрузки в…

Схема автономного питания от солнечных батарей без контроллера заряда.

 

Схема автономного питания от солнечных батарей без контроллера заряда

отличается от типовой схемы подключения солнечных батарей простотой, надёжностью и эффективностью использования альтернативной энергии.

 

При всей своей простоте, и отсутствии контроллера заряда, позволяет зарядить аккумуляторные батареи на 100%.

 

Поскольку солнечные батареи являются полупроводником, обратный ток солнечных батарей в тёмное время суток ничтожно мал. Тем не менее, установка низковольтного диода в цепь между солнечной батареей и аккумулятором, весьма желательна, в целях безопасности короткого замыкания.

 

Для самой солнечной батареи короткое замыкание абсолютно безопасно.

Опасно замыкание аккумуляторной батареи.

Многим доводилось видеть, как плавиться  автомобильная проводка в случае короткого замыкания. Более 90% возгорания автомобилей происходит по этой причине.

 

Включение в цепь диода осуществляется возможно ближе к аккумуляторной батарее, чтобы обезопасить весь отрезок проводки от солнечной батареи до аккумулятора.

Разумеется, можно поставить плавкий автомобильный предохранитель или блок предохранителей.

В этом случае мы не отсекаем обратный ток,  исключаем возможность подключения "дневной нагрузки" непосредственно к солнечным батареям и усложняем проверку работоспособности солнечной батареи.

При наличии в цепи диода, достаточно убедиться в его нагреве при достаточной инсоляции.

При обрыве он будет холодным, а напряжение на входе диода отсутствовать.

Рекомендуется устанавливать диод с теплоотводом, радиатором.

Нагрев до 60°С считается нормальным.

Низковольтный диод, порядка 40 вольт, выбирается ввиду низкого падения напряжения на p-n переходе, 0,3 - 0,4 v.

В более высоковольтных диодах, 0,6 – 1,0 v. Вследствие чего, при равном токе, на низковольтном диоде происходит меньший нагрев, с соответствующими потерями мощности. Из школьной программы помним: I x U = W.

 

Далее..

 

* Все объёмные картинки являются ссылками по теме.

схема монтажа и подключения панелей, как собрать китайских вариант своими руками

Альтернативные источники получения энергии в последние десятилетия становятся все более популярными, особенно распространены солнечные батареи. Преимущества такого источника в том, что он практически неиссякаем, по крайней мере, в следующие пять миллиардов лет Солнце будет отдавать планете свою энергию и тепло. Именно поэтому производители не смогли обойти такой уникальный природный дар и создали солнечные батареи, которые эффективно собирают и аккумулируют энергию нашего главного светила.

Особенности

В наши дни максимальное распространение имеют батареи на базе фотоэлектрических поликристаллов. Такие модели отличаются оптимальным сочетанием стоимости и объемом выделяемой энергии, они характеризуются насыщенно-синей окраской и кристаллической структурой основных элементов. Они очень просты в монтаже, ведь справиться с их установкой в своем частном доме и на дачном участке сможет даже мастер без большого опыта работы. Монокристаллические фотоэлектрические панели являются вторыми по популярности.

По своему КПД они эффективнее, чем поликристаллические модификации, однако, их стоимость гораздо выше, а монтаж значительно сложнее. Такие панели характеризуются многоугольной формой заполняющих элементов.

Солнечные батареи, которые изготовлены с использованием аморфного кремния, отличаются довольно низкой эффективностью. Однако их цены несколько ниже, чем стоимость аналогов, поэтому модель пользуется спросом у собственников загородных домов. На данный момент подобные изделия составляют 85% рынка. Они не могут похвастаться высокой мощностью и модификации из теллурида кадмия, в основе их производства лежит высокотехнологичная пленочная методика: несколько сотен микрометров вещества наносят тончайшим слоем на прочную поверхность. Примечательно, что при очень низком уровне эффективности изделия его мощность довольно высокая.

Еще одним вариантом батарей, работающих от солнечной энергии, являются разновидности на базе полупроводника CIGS. Как и предыдущий вариант, они производятся по пленочной технологии, однако, показатель их эффективности гораздо выше. Отдельно стоит остановиться на механизме работы солнечных источников тепла и света. Главное – это четко осознавать, что общее количество вырабатываемой энергии никак не может находиться в зависимости от степени эффективности самого устройства, поскольку обычно все типы подобных устройств дают примерно идентичную мощность. Основная разница состоит лишь в том, что панели, которые имеют максимальную эффективность, требуют меньше места для своей установки.

К примеру, 8 квадратных метров монокристаллических изделий дают 1 кВт энергии, а вот для получения этого же количества тепла батареям из кремния потребуется уже 20 кв. м. Ну и, конечно же, интенсивность и время воздействия солнечного света оказывает большое значение на окончательную выработку тепла.

Солнечные батареи имеют следующие преимущества:

  • экологичность установки;
  • длительный срок использования, на протяжении которого эксплуатационные особенности панелей остаются неизменно высокими;
  • технологии довольно редко ломаются, поэтому не нуждаются в сервисном и техническом обслуживании, а также дорогостоящем ремонте;
  • использование батарей на основе энергии солнца позволяет сократить расходы на электричество и газ в доме;
  • солнечные батареи отличаются исключительной простотой в использовании.

Впрочем, без недостатков тоже не обошлось, среди наиболее существенных можно обозначить следующие:

  • высокая сцена панелей;
  • потребность в установке разнообразного дополнительного оборудования для эффективной синхронизации энергии, получаемой от батареи, и того что получается от традиционных источников;
  • панели не могут использоваться в контакте с такими приборами, которые требуют высоких мощностей.

Схема подключения

Энергия, которая вырабатывается солнечными батареями, не имеет технической возможности напрямую использоваться для работы каких-либо электрических приборов. Для выделения необходимого для работы напряжения используют своеобразные инверторы, расположенные между панелью и основной сетью потребления.

При этом нужно знать три основных типа подключения солнечных панелей.

  • Автономное подключение. Этот вариант чаще других применяется в тех территориальных зонах, где отсутствует какая-либо централизованная сеть электроснабжения. В этом случае конструкцию формируют аккумуляторные высокомощные батареи. Принцип их работы состоит в накапливании внутри себя энергии в светлое время. Когда наступает время недостаточного освещения, накопленные потоки и перенаправляются в сеть.
  • Резервное подключение. Этот способ оптимален в местах, где проведено централизованное электроснабжение через сеть переменного тока. Создание резервной системы получения энергии в данном случае используется как запасной вариант, потребность в котором может возникнуть в случае аварийных ситуаций. Перебои с электроснабжением – это далеко не редкость для дачи и в загородных хозяйствах и территориях, поэтому многие домовладельцы создают дополнительные возможности получения тепла и света.
  • Последовательное подключение к сети. Чтобы подключить систему к электросети, этот метод предполагает формирование избыточной солнечной энергии и ее дальнейшего поступления в сеть для окончательной продажи.

Монтаж

Солнечные панели крепятся на особую конструкцию, соединение с которой обуславливают способность фотоэлементов выдерживать любые неблагоприятные атмосферные воздействия, такие как сильный ветер, дождь или снег, а также способствует формированию корректного угла наклона.

Такая конструкция представлена в продаже в следующих вариантах:

  • наклонная – подобные системы оптимальны для монтажа на скатной кровле;
  • горизонтальная – эта конструкция крепится к плоским крышам;
  • свободностоящая – установить батареи подобного типа можно на крышах различного типа и размера.

Непосредственно процесс установки батарей проводится по следующей схеме:

  • для крепления каркаса панели необходимы угольники из металла размером 50х50 мм, а кроме того, потребуются угольники 25х25 мм, которые используют для распорных перекладин. Присутствие этих деталей позволяет добиться требуемой крепости и надежной устойчивости опорной конструкции, а также придает требуемую степень наклона;
  • нужно собрать каркас, для этого понадобятся болты размером 6 и 8 м;
  • конструкция крепится под покрытие кровли при помощи 12-миллиметровых шпилек;
  • в подготовленных угольниках формируются небольшие отверстия, в них закрепляются панели, а для более прочного сцепления следует применять шурупы;
  • во время монтажных работ следует особенное внимание уделить каркасу – в нем не должны возникать какие-либо перекосы. В противном случае может возникнуть перенапряжение системы, которое приведет к растрескиванию стекол.

Монтаж солнечных источников тепла и света на лоджии или на балконе происходит по подобной схеме. Единственным исключением является то, что каркас крепится на наклонной плоскости. Он монтируется между основной несущей стеной здания и торцом строения, обязательно на солнечной стороне. Самостоятельная сборка и установка солнечных батарей всех типов не требует опыта ведения строительных работ, однако, некоторые навыки монтажных работ все-таки потребуются. Если есть желание, то можно смело заняться установкой самостоятельно, однако, перед этим было бы неплохо почитать специальную литературу об особенностях установки палей и изучить мастер-классы, которые имеются в интернете, ну и, конечно же, запастись необходимыми инструментами.

Плюсы от работы своими руками очевидны – это экономия немалых денег на услугах специалистов, а также колоссальный опыт, который, возможно, понадобится в дальнейшем. В то же время если личных способностей окажется недостаточно, то можно не только потерять время, но и стать причиной поломки панелей либо их низкой эффективности.

Следует учитывать, что только специалисты могут оказать по-настоящему квалифицированную помощь по монтажу модулей конструкции. В случае поломок они будут нести ответственность за ремонт и замену вышедшего из строя оборудования.

Советы

Специалисты дают несколько рекомендаций о том, как правильно уложить и соединить солнечные батареи.

  • Чаще всего изделия, использующие альтернативные источники энергии, крепят на кровле либо на стенах домостроения, реже используют специальные надежные опоры. В любом случае должны быть полностью исключены какие-либо затемнения, то есть батареи должны ориентироваться таким образом, чтобы на них не падала тень от высоких деревьев и расположенных по соседству зданий.
  • Монтаж набора пластин проводят рядами, их расположение параллельное, в связи с этим крайне важно предусмотреть, чтобы вышерасположенные ряды не бросали тень на те, что находятся ниже. Это требование очень важно, поскольку полное или частичное затенение провоцирует сокращение и даже полное прекращение какой-либо выработки энергии, кроме того, может возникнуть эффект образования «обратных токов», что зачастую служит причиной поломки оборудования.
  • Грамотная ориентация относительно солнечного света имеет принципиальное значение для эффективности и результативной работы панелей. Очень важно, чтобы поверхность получала весь возможный поток ультрафиолетовых лучей. Правильную ориентацию рассчитывают, основываясь на данных о географическом расположении строения. К примеру, если монтаж панелей производится с северной стороны здания, то панели следует ориентировать на юг.
  • Не меньшее значение имеет и общий угол наклона конструкции, он также определяется географической ориентацией строения. Специалисты рассчитали, что этот показатель должен соответствовать широте расположения дома, а поскольку солнце в зависимости от времени года несколько раз меняет свое удаление расположения над горизонтом, то имеет смысл продумать корректировку окончательного угла монтажа батарей. Обычно коррекция не превышает 12 градусов.
  • Батареи нужно укладывать таким образом, чтобы обеспечить к ним свободный доступ, поскольку в холодное зимнее время потребуется периодически очищать их от нападавшего снега, а в теплое время года – от дождевых разводов, которые существенно снижают эффективность использования батарей.
  • На сегодняшний день в продаже имеется немало китайских и европейских моделей солнечных батарей, которые отличаются стоимостью, поэтому каждый может устанавливать оптимальную для своего бюджета модель.

В заключение следует обратить внимание на то, что наибольшую выгоду от применения солнечных батарей получит наша планета, поскольку данный источник энергии не причиняет абсолютно никакого вреда окружающей среде. Если вам как потребителю небезразлично будущее нашей Земли, потенциал ее земельных ресурсов и сохранение природных богатств, то солнечные батареи – это лучший выбор.

О том, как установить солнечную батерею на крышу дома, смотрите в следующем видео.

Установка солнечных батарей

Классические солнечные электростанции имеют крайне типовую схему: солнечные батареи установлены на скате крыши, а остальные компоненты системы – вблизи щита, в котором потребители разбиты на группы и разведены. Но электростанции такого типа почти никогда не планируют на фазе проектирования и строительства дома, а поэтому не всегда типовая схема работает хорошо. 

Установка солнечных батарей на фасад дома

В тех случаях, когда крыша не отвечает требованиям, например, имеет неверную ориентацию (восток-запад) или слишком пологий (а иногда и крутой) склон, установка солнечных батарей возможна на фасад. При этом конструкция  для крепления солнечных панелей должна учитывать требуемый наклон и не затенять окон и дверей дома.

Для инженеров с обширным опытом эта задача не сложнее, чем классическая установка на южный скат крыши. Современные материалы, используемые для монтажа, позволяют собирать различные конструкции, в том числе с регулируемым или сменным углом наклона солнечного массива из алюминия, не поддающегося коррозии. Такие конструкции не менее надежны, чем классические и могут выдерживать большие ветровые нагрузки, а в некоторых случаях они могут дополнить дизайн фасада или сделать интересный акцент.

Монтаж солнечных батарей на отдельно стоящие конструкции на участке

Монтаж солнечных батарей на фасад не единственное решение. Крайне актуальным, и даже более правильным было бы установить панели на отдельно стоящей конструкции, отвечающей всем требованиям ориентации и наклона относительно солнца. Но такие конструкции занимают порой много места, а поэтому могут быть рассмотрены только на объектах, где площадь участка позволяет.

Отдельно стоящие каркасы могут быть:

  • Статичные конструкции, с расчётным углом (рекомендуемым в данном регионе), ориентированные строго на юг;
  • Поворотные, с суточным датчиком (реле времени), следящие за солнцем;
  • Со сменным углом наклона. Ориентированные на юг, но с возможностью ручной смены угла наклона для «летней» (около 60°) и зимней ( 90°) эксплуатации.

Такие системы могут быть выполнены из алюминия, железа и даже из дерева, в зависимости от прилагаемых к ним требований. Они должны учитывать сезонные особенности региона, уровень зимних и летних осадков (высоту снега и прочие), то есть иметь запас определённой высоты над уровнем грунта.

Вне зависимости от выбранного варианта установки, солнечные панели должны иметь надежную коммутацию, по средствам специального PV кабеля. Особенность наружной установки заключается в постоянной смене температурного режима работы оборудования, и если для фотоэлектрических панелей скачки температуры не критичны, то кабель в обычной изоляции рассыпается за один сезон. Стоит отметить, что кабель для внешней прокладки большинства российских производителей тоже «живёт» не долго, порядка двух сезонов. Поэтому для соединения солнечных панелей между собой и с другими компонентами системы рекомендуется использовать специализированный кабель, например FLEX-SOL и герметичные разъемы типа MC3/MC4.

 

Солнечные батареи для дома. Применение и схемы подключения своими руками. Солнечные батареи для дома своими руками. Характерные особенности гелиосистем. Вариант сборки и установки солнечных панелей

Обустройство современного частного дома не обходится без использования вспомогательных механизмов. Нагревательные котлы, водяные насосы, системы фильтрации бассейна – все они были созданы, чтобы упростить жизнь человеку. Каждая система требует большого количества энергии, не говоря уже об освещении жилых помещений и придомовых территорий. Если пользоваться общей электросетью, то в итоге в конце месяца можно получить внушительный счёт для оплаты коммунальных услуг. Чтобы сэкономить, можно обустроить дом с использованием солнечных батарей, при этом сделать всё собственноручно. Изначально вам придется потратиться, однако впоследствии вы увидите, что результат налицо. 

Характеристика солнечных батарей для дома

Изначально гелиосистемы использовались в космических технологиях. С развитием прогресса они видоизменялись и совершенствовались, благодаря чему стали широкодоступными. На смену устаревшим панелям, которые использовались в калькуляторах, пришли высокотехнологичные фотоэлементы с более высокими показателями энергоэффективности. Все солнечные батареи содержат специальные элементы (две соединённые друг с другом пластины из кремния), которые играют роль полупроводника.

Достоинства солнечных батарей для дома

К главным преимуществам солнечных батарей можно отнести следующие показатели:

  1. Лёгкость панелей.
  2. Экологически чистый функционал батареи. Гелиосистемы абсолютно безвредны для внешней среды.
  3. Быстрое обслуживание системы. Вы не потратите много времени на уход за батареями и системой выработки и накопление электроэнергии.
  4. Лёгкость монтажа. Опоры солнечных панелей не требуют дополнительной прокладки кабеля.
  5. Бесшумность. Конструкция неподвижна, благодаря чему уровень шума функционирующей системы сведён к нулю.
  6. Долгий срок эксплуатации. При правильном уходе, батареи прослужат десятки лет, не нуждаясь в ремонте или замене.
  7. Экономия. Сначала покупка и установка гелиосистемы может показаться затратным мероприятием, однако со временем вы оцените свой выбор по достоинству.

Безусловно, самым основным преимуществом такой системы принято считать её экономичность. Именно благодаря этому показателю всё больше и больше владельцев частных домов выбирают гелиосистемы, которые в должной мере обеспечивают строение электроэнергией, заботясь при этом о сохранности ваших денежных средств.

Недостатки солнечных батарей для дома

Если вы собрались изготовить систему выработки электроэнергии, с применением солнечных панелей, то немаловажно обратить внимание на все «минусы» такого проекта. Хоть их и немного, но и такие имеются.

К недостаткам батарей энергосбережения, изготовленных с использованием солнечных панелей, можно отнести следующие:

  1. Достаточно долгий и трудозатратный процесс изготовления. Чтобы создать такую систему потребуется немало времени и терпения.
  2. Панели боятся грязи, которая может уменьшить свойства поглощения световых лучей, или вовсе вывести их из строя.
  3. Для того чтобы запитать дом большой площади, необходимо использовать громоздкие панели, которые будут иметь достаточно большую массу. Иногда установить такие панели на крыше не представляется возможным.
  4. Непостоянство функционирования. Ввиду того, что погода переменчива, а с наступлением зимнего периода количество пасмурных дней только увеличивается, солнечные батареи не смогут постоянно выполнять свою задачу. То же самое относится и к ночному времени суток.

Способ установки солнечных панелей для дома

Каждый дом имеет собственную особенность строения, поэтому о месте будущего размещения солнечной батареи лучше позаботиться заранее. Иногда бывает так, что это и вовсе невозможно, тогда нужно найти место вблизи дома.

Монтируя солнечную батарею, можно воспользоваться следующими способами:

  1. Стационарный. В этом случае, панель размещают таким образом, чтобы лицевая часть была направлена на юг. При этом нужно выставить её так, чтобы угол горизонтального наклона и широта местности совпадали. Чтобы панель поглощала солнечный свет с максимальной эффективностью, к полученному значению добавляют ещё +15°.
  2. Подвижный. Для такого способа характерна установка солнечной батареи на специальную траверсу. Она поворачивает панель по направлению движения солнца. Процесс схож с движением головы подсолнечника в течение дня. Таким образом, солнечные лучи попадают на панель под углом 90°, увеличивая её КПД. Если вы захотите использовать этот метод, то учтите, что придётся потратиться на привод траверса и систему его управления.

Выбирая способ установки вашей батареи, учтите погодные факторы местности. Немаловажно обратить внимание на количество потребляемой энергии. Иногда лучше установить панели на траверсы, и потратить на это некоторую сумму, зато впоследствии система будет более эффективно выполнять свою задачу.

Особенности установки солнечных батарей для дома

Перед тем как начинать непосредственную сборку и установку гелиосистемы, лучше рассмотреть все нюансы. Они помогут вам избежать ошибок, тогда система будет работать максимально эффективно.

Чтобы смонтировать солнечную систему в собственном доме придерживаются следующих правил:

  • выберите место на крыше дома, на которое чаще всего попадают солнечные лучи. Если это невозможно, то найдите такое место на участке. Тогда панели нужно будет установить на опоры. Учитывайте также, что вблизи нет объектов, которые будут отбрасывать тень на солнечную батарею;
  • выставьте панель под правильным градусом. Чтобы узнать широту, в которой находится ваш дом, можно воспользоваться GPS-навигатором, или посмотреть координаты в интернете, например, в «Yandex Карты». Не поленитесь изменять наклон панели в течение года. В зависимости от региона, он может увеличиваться до 10 градусов летом, и уменьшаться на такое же значение зимой;
  • всегда следите за чистотой панелей. Если они загрязнились, или покрылись снежной коркой в зимний период, то не будут работать. Если солнечная батарея расположена высоко, то учтите, что вы должны иметь к ней доступ;
  • в случае, если вы монтируете много панелей, убедитесь, что они не будут отбрасывать друг на друга тень.

Не пренебрегайте правилами установки во избежание потери работоспособности гелиосистемы. Если вы хотите добиться от батареи максимальной эффективности, то уделите внимание каждому вышеперечисленному пункту в отдельности.

Солнечные батареи для дома своими руками. Пошаговая инструкция

Если вы собрались собственноручно собрать и смонтировать систему энергосбережения, то лучше быть во всеоружии. В теории может показаться, что этот процесс достаточно прост и незамысловат, но это не так. Сборка гелиосистемы может потребовать некоторых навыков и знаний, используемых в электромонтажных работах. На случай, если вы не имели опыта работы с электричеством, то лучше купить готовый комплект и установить собственноручно. На крайний случай можно попросить более компетентного человека, предоставив ему весь необходимый реквизит и материал.

Выбор основных компонентов гелиосистемы

Солнечная батарея играет роль всего лишь первичного преобразователя, поглощая энергию солнца. Чтобы изготовить в домашних условиях работоспособную систему сбережения и накопления энергии, необходимо рассмотреть каждый компонент в отдельности. Это поможет лучше понять принцип работы гелиосистемы, а также другие особенности её функционала.

Ниже приведём составные элементы гелиосистемы, используя которые можно собрать простейший вариант такой конструкции, среди которых:

  1. Аккумуляторная батарея (АКБ). Играет роль накопителя энергии солнца. Её относят к расходному материалу, поскольку она со временем теряет свои сберегающие свойства. Если вы хотите оборудовать небольшой дом, то вам потребуется АКБ с напряжением в 12V. Для помещений большей площади этот параметр может увеличиваться до 24 V или 48V. Также при выборе аккумуляторной батареи обратите внимание на её ёмкость. Чем она больше, тем дольше система работает в автономном режиме. Обязательно узнайте об уровне саморазряда (чем он ниже, тем дольше прослужит АКБ).
  2. Контроллер заряда аккумуляторной батареи. Это устройство предназначено для управления ёмкостью АКБ. Обычно оно представлено в двух вариантах: ШИМ (прямое подключение аккумулятора к солнечной батарее без преобразования напряжения) и ОТММ (используют для систем с напряжением выше 28 V). Если вы собрались обустроить дачу, на которую будете приезжать несколько раз в месяц, то целесообразно будет использовать ШИМ-контроллер. Если же вам необходима круглосуточная система энергогенерации, лучше приобрести ОТММ-контроллер. Он будет немного дороже, зато позволит использовать более мощные гелиосистемы (более 400 Вт).
  3. Инвертор напряжения. Преобразовывает постоянное напряжение АКБ в 220 V. Выбирая инвертор, обязательно поинтересуйтесь о его мощности. Важно также, чтобы он имел функцию встроенной защиты от перегрузок, а также ограничитель заряда. Лучше описать все желаемые требования консультанту, тогда вы подберёте необходимый прибор в соответствии с параметрами гелиосистемы. Не забудьте сообщить о наличии в доме бытовой техники с электроприводом, например, стиральной машины или вентилятора.

Материал и инструмент для создания солнечной батареи

Для того чтобы самостоятельно изготовить гелиосистему, заранее приобретите всё необходимое. Ниже приведём список всех компонентов, которые понадобятся для сборки того или иного элемента системы.

К ним относятся:

  • фотоэлементы из поликристаллического кремния для «впитывания» солнечной энергии;
  • алюминиевые уголки для каркаса;
  • оргстекло, прозрачный поликарбонат или калёное стекло для защитного слоя;
  • набор проводников для соединения фотоэлементов;
  • паяльник, канифоль, олово или серебро;
  • крепёжные элементы, нож строительный;
  • мультиметр, дрель, свёрла, диоды Шотке;
  • вакуумные подставки.

Полезный совет: для будущей конструкции, лучше покупать составные части одной фирмы. Такая схема будет надежнее, нежели собранная из разных компонентов.

Как сделать солнечную батарею своими руками

Если вы собрались создать контроллер заряда и солнечную панель для гелиосистемы своими руками, то лучше сразу купить всё необходимое. Изредка можно встретить солнечную батарею, собранную из подручных средств собственноручно. В данном вопросе нужно иметь некоторые знания в сборке электроприборов, а также неплохо пользоваться паяльником.

Чтобы самостоятельно изготовить солнечную батарею, необходимо придерживаться следующей инструкции, действуя при этом пошагово:

  1. Чтобы создать рамку для фотоэлементов лучше всего подойдёт дерево или твёрдый пластик. Использование других материалов неприемлемо из соображений правил техники безопасности. В качестве основы подойдёт влагостойкая фанера толщиной не менее 4 мм. Размеры рамки зависят от количества фотоэлементов. В качестве защитного бортика хорошо использовать рейку из деревянного массива, которую следует предварительно обработать. Она должна проходить по периметру каждого фотоэлемента. В основе сверлят отверстия под контакты, после чего обрабатывают битумом.
  2. На получившуюся форму наносят специальные защитные средства, после чего грунтуют, красят и оставляют сохнуть. Лучше всего использовать фасадную краску белого цвета без содержания акрила.
  3. Фиксируем преобразовательные блоки на клей или специальные защёлки. Соединяем все контакты в соответствии с предоставленной схемой. Используйте припой с большим содержанием олова либо серебро. Для фиксации также отлично подойдёт газовый паяльник.
  4. Поверх фотоэлементов устанавливают защитную крышку из оргстекла. Для этого советуем заранее приобрести молекулярный клей. Стекло должно полностью покрывать всю поверхность панели. Все щели герметизируются битумом или атмосфероустойчивым силиконом.

Сделав всё последовательно, вы получите надёжную долговечную батарею для преобразования солнечного света. Обязательно загерметизируйте все щели, чтобы избежать в них попадания влаги. Соблюдайте полюсность при соединении контактов.

Схема подключения солнечной батареи для дома

Остаётся завершающий этап установки солнечной батареи, изготовленной собственноручно.

Чтобы сделать всё верно, пользуются следующим алгоритмом:

  1. Контроллер заряда соединяют с АКБ при помощи выходных клем.
  2. Подключаем аккумуляторную батарею. Обязательно соблюдайте одинаковую полюсность (плюс к плюсу, минус к минусу). В противном случае батарея попросту спалит АКБ.
  3. Подаём питание от АКБ, поместив проводники на входные клеммы инвертора.
  4. Теперь можно включить контроллер с инвертором. Электричество начнёт зарядку аккумулятора.

Как видим, собрать и смонтировать такую конструкцию возможно, если придерживаться правильной последовательности действий. Используйте качественные материалы для сборки гелиосистемы, тогда вы получите долговечную конструкцию, которая сэкономит вам круглую денежную сумму. Существуют также солнечные батареи, которые собирают вручную из транзисторов. Для нас же приемлемым остаётся вышеописанный вариант.

Солнечные батареи своими руками, видео

Примеры солнечных установок - KOSPEL

Солнечные коллекторы KSH можно объединять в батареи до 5 коллекторов. Подключение большего количества коллекторов (более 5) производится путем создания последовательно-параллельных соединений.

Примеры солнечных установок:


Схема 1. Принципиальная схема солнечной установки.


Схема 2. Солнечная установка с переброской воды во второй бак.


Схема 3. Установка с коллекторами на двух скатах крыши (восток - запад), с баками, соединенными по системе Тихельмана.


Схема 4. Обширная отопительная установка, в которой источниками тепла являются: котел центрального отопления, камин с водяной рубашкой и солнечные коллекторы. В здании 2 контура отопления: радиаторы и теплые полы, горячая вода нагревается в комбинированном баке (бак в баке с солнечным змеевиком).Коллекторы одновременно нагревают воду в бассейне.


Схема 5. Вертикальные коллекторы КШ могут быть объединены максимум 5 в одну батарею, а горизонтальные коллекторы КШ.Х - максимум 3 в каждой секции. Одним из решений является использование распределителей и ротаметров. Для обеспечения требуемой производительности может потребоваться параллельное подключение двух групп насосов.Резервуары горячей воды для бытовых нужд подключены к коллекторам и в системе Тихельмана, а тепло передается в следующий бак, подключенный последовательно.


Диаграмма 6. Аналогично схеме 5 - больше коллекторов - здесь подключено с помощью ротаметров для каждой батареи.


Диаграмма 7. Аналогично схемам 5 и 6 - больше коллекторов - здесь соединены в систему Тихельмана.


Схема 8.Наглядная схема установки с 50 и более коллекторами. Горячая вода буферизуется в баках емкостью несколько тысяч литров. В системе горячего водоснабжения используется меньший резервуар, который загружается через пластинчатый теплообменник и меньший резервуар для воды. Из-за санитарных требований необходимо периодически перегревать бак ГВС, а получение высокой температуры для нескольких тысяч литров воды было бы очень неэкономично.

.

Солнечные коллекторы и фотогальванические панели

Солнечные коллекторы и фотогальванические панели – это две системы, позволяющие получать и обрабатывать солнечную энергию. Хотя оба решения существенно различаются по структуре, работе и типу получаемой энергии, бывает, что их путают. Фотогальваника и солнечные панели - в чем самые важные отличия между солнечными коллекторами и фотогальваническими панелями? Мы постараемся приблизить их в статье ниже.

1) Использование по назначению

Солнечные коллекторы отличаются от фотоэлектрических панелей типом энергии, получаемой при работе обеих систем. Панели (фотоэлектрические модули) преобразуют солнечную энергию в электричество. Полученную таким образом энергию можно использовать по-разному. Его можно использовать для освещения здания, а также для питания электрических и электронных устройств.

Солнечные коллекторы преобразуют энергию солнечного излучения в тепловую энергию. Таким образом, коллекторы могут нагревать воду для бытовых нужд, поддерживать работу центрального отопления или служить для нагрева воды в бассейне. Хотя электричество, полученное благодаря фотоэлектрическим модулям, можно использовать и для нагрева горячей воды для бытовых нужд, с экономической точки зрения это невыгодное решение. Так, солнечные панели предназначены для производства тепловой энергии, а фотоэлектрические панели предназначены для преобразования в электроэнергию.

2) Принцип действия

Принцип работы коллекторов и фотоэлектрических панелей также диаметрально отличается.Это происходит из-за различий в конструкции систем и типа получаемой энергии. В коллекторах солнечное излучение улавливается поверхностью поглотителя и преобразуется в тепло. Благодаря абсорберу теплоноситель нагревается и перемещается в накопительный бак, где находится техническая вода. После выделения тепла среда возвращается в коллектор. По типу теплоносителя солнечные коллекторы можно разделить на три типа: плоские, плоские, вакуумные и трубчатые коллекторы.

фотоэлектрические панели используют в своей работе фотоэлектрический эффект, заключающийся в образовании электродвижущей силы в твердом теле под действием солнечного излучения. Проще говоря, фотогальванические элементы в панелях генерируют постоянный ток под воздействием солнечного излучения. После преобразования электроэнергии в устройстве, называемом инвертором или инвертором, выработанная энергия может питать бытовые потребители переменного тока. На рынке доступны фотоэлектрические панели, т.е. подключенные фотоэлектрические элементы различных типов, поэтому их эффективность не одинакова.

3) Сметные расходы

Солнечные коллекторы и фотогальваника – какое решение дешевле? Как установка солнечных коллекторов, так и фотоэлектрических панелей является инвестицией, стоимость которой может окупиться только через несколько или даже несколько лет.Общая стоимость инвестиций в солнечную энергию зависит от размера системы, потребностей членов домохозяйства, место установки и тип системы.Например, плоские коллекторы дешевле вакуумных. Однако в целом солнечные коллекторы дешевле фотоэлектрических панелей.

Это связано с тем, что солнечные коллекторы преобразуют энергию солнечного излучения только в нагрев горячей воды для бытовых нужд, а фотоэлектрические панели вырабатывают электроэнергию с разнообразными возможностями последующего использования. Однако с рынка поступают сигналы о том, что вскоре фотогальванические системы начнут конкурировать с вакуумными коллекторами по цене.Инвестиционные затраты также включают эксплуатационные расходы, ежегодные сборы, связанные с техническим обслуживанием и осмотром установки. Фотогальваническая установка означает более высокие разовые затраты, а затем и эксплуатационные расходы, связанные, например, с обслуживанием и заменой батарей. Именно эта высокая цена является основным препятствием для распространения солнечных батарей.

4) Потенциал заработка

В случае с теплом невозможно продать его излишки от небольших бытовых установок в сеть централизованного теплоснабжения.Иначе обстоит дело с фотогальваническими панелями. Если она не используется для личных нужд, ее можно продать. Такой закон гарантируется Законом об энергетике с поправками, внесенными осенью 2013 года. Благодаря ему у нас есть гарантированная возможность реализации излишков электроэнергии в сеть. Однако продажа электроэнергии в Польше не так выгодна, как в других странах Европы, где больше внимания уделяется использованию возобновляемых источников энергии. Закон об энергетике гласит, что цена выкупа должна составлять 80% от средней биржевой цены энергии в предыдущем году.Эта цена, однако, не включает передачу и фиксированные платежи для клиентов. Кроме того, продавец обязан уплатить налог на прибыль.

Для кого коллектор, для кого фотоэлектрические панели?

Солнечная и фотогальваника – какое решение выбрать? И солнечные коллекторы, и фотоэлектрические панели являются энергосберегающими решениями, но рентабельность инвестиций каждой солнечной системы следует рассматривать в контексте их использования. Выбор солнечных коллекторов кажется очевидным, если мы в первую очередь хотим получить горячую воду для бытовых нужд. Летом правильно спроектированная и установленная установка с солнечными коллекторами может полностью удовлетворить потребности домохозяйств в ГВС, а с весны по осень - частично.

Включение солнечных коллекторов в систему отопления – хорошее решение для тех, у кого твердотопливные котлы. Солнечная установка избавляет от необходимости топить котел летом, поэтому хорошо вписывается в концепцию экономичного отопления частного дома.Котел, который не работает в течение части года, также является дополнительным преимуществом для окружающей среды. Современное домашнее отопление также позволяет комбинировать солнечную систему с тепловым насосом или конденсационным устройством для газа/мазута. Даже когда коллектор нагреет воду в резервуаре до 20°С, она будет поднята котлом с использованием меньшего количества топлива. Контроллеры солнечных коллекторов используются для оптимизации работы коллекторов. Эти небольшие современные устройства повышают эффективность солнечной установки и облегчают ее эксплуатацию.

Предложение TECH Controllers включает в себя различные модели контроллеров солнечных коллекторов. Основное различие между ними касается количества и типа поддерживаемых функций. Однако их объединяет высокое качество материалов, используемых в производстве, и современный дизайн. Контроллер ST-402N имеет в общей сложности целых 17 встроенных монтажных схем, что значительно облегчает настройку всей системы отопления. Примеры установок, которыми можно управлять с помощью контроллера ST-402N, показаны на рисунке ниже:

Контроллер ST-402N имеет в общей сложности целых 17 встроенных монтажных схем, что значительно облегчает настройку всей системы отопления.Если же установка будет служить в первую очередь для получения электроэнергии, то нужно ориентироваться на фотоэлектрические панели. Их главное преимущество – универсальность. Энергию можно использовать как угодно, от освещения, до питания бытовых приборов, до нагрева горячей воды для бытовых нужд. Тем не менее, нестабильность субсидий и опасения по поводу условий поддержки в 2017 году означают, что рынок развивается достаточно импульсивно.

Институт возобновляемых источников энергии опубликовал пятое издание отчета «Фотоэлектрический рынок в Польше».В отчете показано, что общая установленная мощность фотоэлектрических систем в Польше на конец 2016 года составила 199 МВт. Документ, как и в предыдущие годы, содержит обобщение состояния развития отрасли и представление тенденций рынка фотовольтаики.

Солнечные коллекторы и панели - зеленая энергия в наших домах

Фотоэлектрические и солнечные батареи — разница между ними заключается в принципе их работы, но оба они одинаково энергоэффективны.И солнечные коллекторы, и фотоэлектрические панели полагаются на использование солнечной энергии и ее преобразование (в тепло/электроэнергию). Вложив средства в их установку, вы сможете сократить потребление ископаемого топлива, а также сократить расходы, ведь солнечная энергия бесплатна и в то же время неисчерпаема. Еще одним преимуществом является отсутствие выбросов CO2 в окружающую среду. Хотя обе системы производят экологическую энергию, их эффективность недостаточна для круглогодичного удовлетворения потребности в электричестве и отоплении частного дома.Тем не менее, они могут облегчить бюджет в летние месяцы. Стоит помнить, что на работоспособность каждой установки влияют различные факторы. Одним из важнейших является интенсивность солнечной радиации, которая зависит от времени года и уровня облачности. Другими словами, даже небольшая установка, при условии достаточной инсоляции, может принести пользу, но в случае длительного отсутствия солнца, горячей воды или электричества электричества просто не будет. Помимо солнечных коллекторов и фотоэлектрических панелей, в концепцию энергосберегающего дома вписываются также тепловые насосы и рекуперация.

Дополнительную информацию о контроллерах для возобновляемых источников энергии, доступных от TECH Controllers, можно найти в статье: Контроллеры для возобновляемых источников энергии - обзор доступных решений.

.

Солнечные коллекторные системы, проектирование - Vademecum для студентов техникума

ВВЕДЕНИЕ

Термин - последовательная, параллельная система в случае с солнечными коллекторами - дело непростое. Способ прохождения фактора через отдельные коллекторные поля зависит от их внутренней структуры. На практике мы имеем дело со следующими типами коллекторов:

- плоский, извилистый (с 4 соединениями)

- плоская, разъемная конструкция арфы (с 2 соединениями)

- одиночная арфа плоского типа (с 4 соединениями)

- Вакуумная трубка (с 4 штуцерами)

Серийный макет

Можно говорить о последовательном расположении нескольких коллекторов, когда рабочая среда проходит через первый коллектор, выходит из него и поступает в следующий коллектор.Величина потерь давления в такой системе равна сумме потерь на отдельных коллекторах.

Рис. Принципиальная схема последовательного включения.

Последовательно может быть соединено ограниченное количество коллекторов, обычно до 5. Это связано с увеличением потерь давления и снижением КПД всей системы.

Последовательное расположение популярно для плоских коллекторов с так называемым расщепленная арфа, в которой среда течет через коллектор в двух направлениях, сначала сверху вниз, а затем снизу вверх.С гидравлической точки зрения коллектор представляет собой сифон, что затрудняет его опорожнение в случае стагнации температуры.

Рис. Плоский коллектор с расщепленной арфой. Серийный макет внизу.

В случае плоских коллекторов с меандровым поглотителем последовательное расположение будет происходить при вертикальной установке коллекторов, т.е. один над другим.

Рис. Последовательное соединение коллекторов с меандровым поглотителем.

В данном конкретном случае коллектор меандра использует только два из четырех соединений.Двое других остаются слепыми. Последовательное вертикальное расположение обычно используется только для двух коллекторов. Подача и возврат могут осуществляться с одной стороны коллекторной решетки или с противоположных сторон (рис.).

Вакуумные трубчатые коллекторы типа HEAT PIPE могут быть соединены последовательно, если они имеют только два соединения (подача и обратка на противоположных сторонах коллектора). Пример здесь:

- Коллектор Vitosol 200-T, тип SPE от Vissmann

- Коллектор Immergas

EV

Рис.Последовательное соединение трубчатых коллекторов.

Последовательное расположение вакуумных трубчатых коллекторов ограничивает размер коллекторной батареи максимум до 15-20 м 2 Поверхность теплообмена.

Параллельное расположение.

В параллельной конфигурации только часть жидкости проходит через каждый коллектор. Потеря давления в одном поле коллектора такая же, как и потеря давления во всем поле коллектора.

Рис. Принципиальная схема параллельной системы.

Параллельное соединение коллекторов меандр может быть выполнено с одной или с двух сторон (крест-накрест). Одностороннее питание не рекомендуется. Это может вызвать «короткое замыкание», что снижает эффективность всего поля. Его преимущество в том, что трубы подачи и обратки можно провести в непосредственной близости от крыши.

Рис. Параллельное соединение вверху - одностороннее, внизу перекрестное.

При наличии нескольких рядов коллекторов параллельное соединение должно быть выполнено таким образом, чтобы потери давления через каждый ряд коллекторов были одинаковыми.Если нет, отрегулируйте поток. Гидравлически сбалансированные параллельные системы называются Tichelmann's .

Рис. Параллельные системы двух коллекторных полей, слева не гидравлически сбалансированная, справа сбалансированная система Тихельмана.

При количестве коллекторов более 20 целесообразнее использовать коллекторы и регулировать потоки в отдельных ответвлениях ротаметрами.

Рис. Параллельное соединение > 20 коллекторов.

Рис. Параллельное соединение трубных коллекторов площадью: слева 2, справа >30м 2 .

Отсеки трубных коллекторов большой площади (> 30 м 2 ) должны питаться через коллекторы для обеспечения возможности регулирования расхода ротаметрами, прикрепленными к коллектору.

9.7.3 Последовательно-параллельная система.

Обеспечивает параллельное соединение двух или более массивов коллекторов, соединенных последовательно.Такие решения используются спорадически, обычно при необходимости преодоления препятствий.

.

Солнечная панель в трейлере

Солнечные батареи стали намного доступнее (дешевле) и все чаще используются в автодомах. Зачем жить без электричества или платить за электричество в кемпингах, когда можно иметь собственное электроснабжение? Мы также выбрали этот маршрут в соответствии с принципом нашей реконструкции - «энергетически независимый прицеп Niewiadów n126e». Что стоит знать о панелях? Сколько стоит солнечная панель и когда окупится вся установка?

На написание этого поста меня побудило множество вопросов, возникших после публикации фотографии солнечной панели, установленной на крыше нашей Невядувки.Чтобы удовлетворить ваше любопытство и поделиться некоторыми техническими знаниями, которые мы получили сами, изучая тему караванинга фотогальваники, я не буду ничего скрывать. Пост упрощает многое и не является подробной инструкцией. Его миссия - осветить предмет солнечной батареи в караване. Даже без особых условий мы можем составить правильный солнечный комплект для каравана или автодома 🙂

Спрос на электроэнергию

Вопреки видимому, перед любой покупкой мы должны, , точно рассчитать фактическую потребность в электроэнергии в караване или доме на колесах .Только так можно проверить, на какую мощность должна быть направлена ​​солнечная батарея. То, что мы установили солнечную панель на 100Вт (вернее 110Вт из шильдика) не означает, что такая же модель будет работать и у вас! Может быть достаточно будет менее производительной панели (дешевле купить), а может комплект 2х150Вт все же будет маловат?

Расчет потребности в электроэнергии следует начинать с поиска информации о мощности всех устройств или потребляемом ими токе.Он указывается в ваттах [Вт] или амперах [А или мА]. Затем, используя основную физическую формулу, вычисляем силу тока. Формула силы тока: Мощность [Вт] / Напряжение 12 В [В] = Ток [А]. Следующим шагом является суммирование мощности всех устройств, которые мы собираемся подключить к электричеству (каждой лампы, радиоприемника и т. д.) Важно добавить мощность всего, что мы подключаем и используем в 12 [В] трейлер. Затем мы рассчитываем, сколько времени в среднем будет использоваться каждое устройство. Например, у нас зарядка для телефона берет 2А, а время зарядки смартфона 2 часа и мы это делаем каждый день.Умножаем интенсивность потребляемого тока на время работы в часах и получаем информацию о суточной потребности в энергии [Ач - ампер-часы]. Если бы использовалось только такое зарядное устройство для смартфона, наша ежедневная потребность в электроэнергии составила бы 2 Ач.

Теоретически поэтому батареи емкостью 2Ач было бы достаточно - но вы должны помнить две вещи:

  1. Аккумулятор не должен разряжаться ниже определенного уровня,
  2. Солнце светит не все время - батареи должно хватить на несколько дней в соответствии с нашими потребностями в энергии.

Поэтому очень важно выбрать аккумулятор, отвечающий обоим этим требованиям! Поэтому можно предположить, что наша батарея должна быть как минимум в 1,5-3 раза больше, чем наша суточная потребность в электроэнергии.

Солнечная панель

В Интернете полно информации о солнечных панелях — будь то для домашних установок или для автодомов и караванов. К сожалению, большинство статей, посвященных мобильным решениям, лишены конкретики, а содержат лишь общие фразы, касающиеся подбора панелей, аккумулятора и регулятора.Чаще всего все сводится к фразе «чем больше мощность солнечной панели на крыше, тем лучше». Одним из исключений, которое я могу порекомендовать, является статья «Солнечные панели в караване/доме на колесах», опубликованная Бартеком «Tarapukuar» в фан-клубе Niewiadówek (туда я также отсылаю все подробные расчеты относительно расчета тока, потребляемого устройствами). , потери заряда между регуляторами PWM и MPPT или способ подключения солнечной панели при выходе из энергоблока (это решение больше для кемперов).

Там Бартек также указывает, что в случае использования прицепа в Польше мы можем рассчитывать на 0,2 Ач с каждого 1 Вт мощности солнечной панели. Используя основы математики и возвращаясь к нашему примеру с зарядным устройством для телефона, можно указать, что тогда потребуется панель на 10 Вт. При суточной потребности в 20Ач мощность солнечной панели уже должна быть 100Вт.

На рынке представлены различные типы панелей, но нас должны интересовать только монокристаллические панели (они наиболее эффективны).Они доступны в «жестком» (с алюминиевой рамой) и гибком исполнении. Второй вариант теоретически предназначен для мобильных решений из-за меньшего веса. Из-за небольшого пространства крыши в прицепе Niewiadów n126e/d удобнее использовать заводское решение - раму. В случае с прицепом Niewiadów n126n гибкая панель идеально подходит между креплениями на крыше прицепа (согласно информации с форума). Однако приклеивание панели может привести к снижению ее эффективности из-за повышения ее температуры из-за ограниченной циркуляции воздуха по отношению к жесткой панели).

Контроллер заряда

В настоящее время на рынке есть два типа регуляторов заряда, которые используются с солнечными панелями - PWM и MPPT. Это незаменимый элемент установки, обеспечивающий правильную зарядку нашего аккумулятора и предохраняющий его от перезаряда. При правильном подключении аккумулятора через регулятор он защищает его от чрезмерного разряда. Можно считать, что ШИМ-контроллер является базовым типом контроллера, а его более совершенным развитием является МРРТ-контроллер.Контроллер MPPT позволяет отслеживать точку максимальной мощности MPP. Это точка ВАХ модулей, при которой они вырабатывают наибольшую мощность. Подробнее об этом можно прочитать в разделе «Алгоритмы отслеживания точки максимальной мощности (MPPT) для фотоэлектрических систем».

Если перевести на более простой язык - регуляторы MPPT могут вырабатывать больше электроэнергии и быстрее заряжать аккумулятор по сравнению с более простыми регуляторами PWM. Предполагается, что разница в эффективности находится на уровне от 10% до даже 30% (напр.тест эффективности регулятора Izumi Corporation (Япония) в 2011 году показывает разницу в 15,5% в пользу регулятора MPPT).

Выбирая конкретный регулятор зарядки, следует также подстроить его КПД под планируемую мощность солнечных батарей - 10А, 20А или может 30А? Большинство регуляторов имеют в нашей системе функцию автоматического определения напряжения (12 или 24 В). Выбирая регулятор MPPT, остерегайтесь самых дешевых устройств - много говорят, что многие из них только выдают себя за регуляторы MPPT, а на самом деле работают по принципу PWM.

Аккумулятор

В дополнение к солнечной панели и регулятору требуется вложение в батарею для хранения энергии. На рынке представлены, в частности, кислотные, гелевые и AGM-аккумуляторы. Кислоту (стартовую — стандартную) можно найти в легковых автомобилях. Гели (теоретически более безопасные в использовании) не содержат жидкого электролита. Аккумуляторы AGM также считаются более безопасными — электролит впитывает маты из стекловолокна. Однако автомобильные аккумуляторы самые дешевые в покупке, и в то же время, если вы используете хороший регулятор, с ними не должно случиться ничего плохого.

Насколько большой должна быть батарея? Здесь мы возвращаемся к информации о нашем ежедневном потреблении электроэнергии и выбранной солнечной панели (для конкретных расчетов я снова обращусь к статье Бартека о фан-клубе Niewiadówek). Очень упрощенно можно предположить, что:

Универсальное правило: мощность солнечной панели = ампер-часы батареи. На практике, однако, стоит обеспечить себя мин. оптимальный ток заряда аккумулятора, который получается путем умножения емкости аккумулятора на 0,1, т.е.: 100 Ач * 0,1°С = 10 А . т. е. для аккумулятора 100Ач лучше всего подойдет фотогальваническая панель, генерирующая ток 10А, но и элемент 130Вт 7,5А легко подзарядит аккумулятор 100Ач или даже больше. источник: suntrack.pl

Стоимость установки солнечной панели

Но давайте перейдем к нашей установке солнечной батареи и расходам, которые придется понести.

Мы решили:

  1. Фотоэлектрическая панель 100 Вт / 12 В Монокристаллическая - 380, -
  2. зл.
  3. Контроллер заряда Tracer 1210A 12V / 24V 10A MPPT - 269 зл.
  4. Разъем MC4 - 5 злотых
  5. Соединительный кабель солнечной батареи (контроллер заряда солнечной батареи), поперечное сечение 4 мм, 8 метров - 31,20 зл.
  6. Люверс для крыши - 29.73 злотых
  7. Квадратная алюминиевая трубка - 38,88 зл.
  8. 4 металлических уголка - 12,60 зл.
  9. 8 болтов M8, 8 болтов M6, включая гайки и шайбы - ~ 10 злотых
  10. Аккумулятор Kozak KO1000 100AH ​​/ 890A - 293,99 зл. + 30 зл. Сбор за утилизацию
  11. бутиловая лента (оставшаяся после сборки алюминиевых полос)
    ИТОГО: 1100,40 зл.

Из-за овальной формы крыши в нашем трейлере Niewiadów n126e мы решили использовать солнечную панель с алюминиевой рамой.Теоретически за ту же цену панель на гибкой подложке можно вывезти из Китая, но для этого потребуется создание под нее соответствующего каркаса, чтобы можно было крепить на неровную кровлю. В качестве метода редактирования мы скопировали хорошую идею из фан-клуба Niewiadówek, идею stacha_gda. Два куска квадратной трубы, вырезанные по размеру панели, позволили использовать оригинальные отверстия в каркасе солнечной панели, а крепление на уголках обеспечило подгонку под кривизну крыши и равномерное распределение веса на ламинате.В наш верхний шкаф попадают 4 крепежных винта, а для маскировки следующих 4-х мы будем использовать пластиковые заглушки под винты М6.

Это наша установка солнечной панели:

Установка солнечной панели на крышу заняла у нас менее двух часов - больше всего времени ушло на то, чтобы правильно замерить отверстие для сверления в крыше.

Прибыльна ли солнечная батарея?

Вопрос, который необходимо задать, это, безусловно, вопрос о рентабельности всех инвестиций.Когда оно окупится? Если мы ночуем в кемпингах, в большинстве случаев цена за подключение к электричеству составляет от 5 до 15 злотых за ночь. При начальной цене солнечного комплекта 1100 злотых и средней цене подключения 10 злотых в день окупаемость инвестиций произойдет через 110 дней использования каравана в кемпинге (почти 8 лет при стандартном 14-дневном отпуск). Смысл гелиоустановки наиболее заметен при кемпинге «на природе» и использовании собственной энергии в любом месте — во время ночевки на стоянке или на лугу.

.

СОЛНЕЧНЫЕ КОЛЛЕКТОРЫ – ФОТОГРАФИИ

Солнечные батареи - прямое преобразование солнечной энергии в электрическую.

Фотовольтаика это технология, с помощью которой солнечное излучение направляется преобразуется в электричество.

Работы по использованию прямого преобразования солнечной энергии в электрическом фотогальваническом методе проводятся в Польше с 1973 г. год. Он основан на накоплении электродвижущей силы в результате облучение полупроводника солнечными лучами. Для того, чтобы это явление используется для построения коллекторов в виде солнечных батарей представляет собой набор фотоэлементов, соединенных последовательно для получения правильное напряжение и параллельно, чтобы получить мощность, которая вам нужна.Кроме коллекторы, фотогальванические установки могут включать в себя опорную конструкцию совместно с системой контроля движения коллекторов, системой регулирования и контроля, устройство, преобразующее ток, полученный от коллекторов, в электричество переменная и система накопления энергии или резервный источник энергии.

Как это работает?

Фотогальванический элемент он состоит из полупроводниковой платы с разъемом P (положительный) - N (отрицательный).В такой структуре есть поле электрический (потенциальный барьер). Когда солнечный свет падает на связь, создается пара сред с противоположными зарядами. электрический, электрон - дырка, которая остается потом разделены электрическим полем. Разделенные грузы вызывают и в ячейке возникает напряжение. После добавления нагрузки (устройства потребляет энергию), протекает электрический ток.

Объяснение структуры и схемы работы ячейки фотогальванический:

  1. электроды металлические,
  2. Полупроводник типа N,
  3. электрическое поле (потенциальный барьер),
  4. Полупроводник P-типа,

В настоящее время солнечные элементы чаще всего изготавливаются из кремния, который второй (после кислорода) по популярности элемент на шаре земной (встречается м.в в песке). Есть несколько технологий производство кремниевых фотоэлектрических элементов:

  1. Технология монокристаллического кремния,
  2. технология поликристаллического кремния,
  3. Технология аморфного кремния (a-Si).

Следует упомянуть многочисленные преимущества фотоэлектрических установок. наиболее важные следующие характеристики:

  • топливо не требуется и, следовательно, любые проблемы, связанные с транспортировка и хранение топлива исключены
  • 90 028 их эффективность не снижается с течением времени 90 029
  • срок службы 20-30 лет
  • не подвержены износу из-за отсутствия подвижных частей, нет требуются запасные части или техническое обслуживание
  • энергия электричество вырабатывается даже в пасмурные дни при использовании рассеянное излучение
  • установка не требует обслуживания или обслуживания
  • за раз при производстве электроэнергии не образуются вредные отходы загрязняющий окружающую среду
  • без эксплуатационных расходов.

Начальный КПД – это физический параметр, характеризующий солнечный элемент. КПД ячейки – это отношение электричества, полученного от ячейки к энергии солнечного излучения, падающего на клетку. Оку1960 ячейки имели диаметр 19 мм и их эффективность составляла от 6 до 7%. В течение пяти лет далее КПД увеличивается до 9%, диаметр до 30 мм, средняя мощность до 2,5Вт.

Третий поколение клеток появилось в 70-х гг. диаметр 57 мм, КПД на 12,5%.Сегодня КПД солнечных батарей превышает 25%. Образцовый Фотомоды, доступные в коммерческом предложении, представлены ниже Таблица.

Технические характеристики солнечных батарей (фотомодов) SUN SET - серия SM.

для: веб-сайта www.ekologika.com

Подарок Электричество от фотогальванических элементов, однако, явно более дороже других источников.Однако, если это произойдет дальше электроэнергия находится на расстоянии более 10 км от получателя, а спрос на энергию это небольшой (например, один дом), даже сегодня это может быть более выгодно установка фотоэлементов.

Два основные типы наземных фотоэлектрических систем возможны для использование для производства высокой энергии:

  • установок расположенные на поверхности земли, которые они могут обслуживать местный спрос сельских хозяйств
  • установок на зданиях с коллекторами площадью 50-10000 кв.м.и среднесуточной выработкой 25-5000 кВтч

Вт. в обоих случаях можно использовать собиратели с оптической концентрацией, т.е. с помощью рассеянного солнечного излучения, которые находятся в наших состояния чаще всего возникают.

Особенно привлекательным решением является сочетание тепловых коллекторов с солнечные панели в одну систему, так как большинству зданий нужны оба тепло и электричество. В этом случае поглощающая поверхность Коллектор тепла частично сформирован из солнечных элементов, которые преобразовать часть излучения в электричество, излучение остальные 50% излучения преобразуются в полезное тепло.По крайней мере, в результате такого соединения КПД фотогальванических коллекторов частично снижается, однако в целом такие установки позволяют Всего можно использовать до 60% солнечной радиации и более эффективен при использовании общей площадки для коллекторов тепловые и фотоэлектрические.

Цена имеет решающее значение для использования солнечных батарей для производства электроэнергии. солнечной батареи, преобразованной в 1 Вт полученной электроэнергии.В соответствии с исследования в Америке фотоэлектрическая энергия в 10 раз дороже ни ядерная энергия. Однако следует учитывать, что солнечные батареи дешевле а затраты на получение энергии на атомных электростанциях растут. В настоящее время стоимость единицы энергии фотоэлектрических систем достаточно высока. Ожидается в ближайшие годы однако, быстрое снижение затрат.

Фотоэлектрическая технология является высокоразвитой технологией.

Технологический цикл, используемый при производстве фотогальванических элементов:

  1. Тестирование клеток.Измерения и сортировка солнечных элементов по производительности.
  2. Чистка стеклянных листов. Стирка и сушка.
  3. Резка фольги и укладка на стеклянные листы.
  4. Пайка ячеек. Полностью автоматическая пайка ячеек в струнах.
  5. Поперечная пайка. Завершение модулей по пайка струн.
  6. Ручная штабелировка. Параллельно всему автоматизированная пайка ячеек, сборные жилы (строки) можно размещать на подготовленных вопросах стекла, с помощью автомата вакуум.
  7. Управление. Визуальный осмотр и замеры производительности реактивный ток. Нанесение остальных пленок, необходимых для ламинирование.
  8. Ламинирование. Ламинирование комплекта соединенных фольг под вакуум, высокая температура и высокое давление. Таким образом, солнечные батареи герметичны. десятки лет.
  9. Окончательная сборка.Обработка кромок, установка ящиков соединений или установка прокладок и рамок.
  10. Испытание высоким напряжением. Проверка надежности изоляции между токовой цепью ячейки и держателем модуля.
  11. Проверка мощности. В смоделированных условиях освещения солнечная панель, измеряется мощность модулей. Модуль, который прошел этот тест и получает серийный номер. Все параметры сохраняются и связываются с номером сериал.
  12. Контроль качества/окончательный сбор. Визуальный контроль готовые модули с точки зрения качества материалов и изготовления. Повторная проверка всех предыдущих тестов качества.

    Солнечные электростанции

    Солнечную энергию можно использовать для производства электроэнергии и для производства горячей воды. Есть два способа использования энергии Солнечная:

    1. - гелиотермический метод;
    2. - гелиоэлектрический метод.
    3. Гелиотермический метод основан на преобразовании солнечного излучения тепло, которое затем подается на турбину, приводящую в движение генератор, производство электроэнергии. В нем использованы следующие элементы: - гелиостаты - зеркала нагревая энергию солнца и направляя его отраженные лучи поглотитель, расположенный в центре высокой башни, состоит из фокусирующих трубок, расположенных друг над другом солнечное излучение, отраженное от гелиостатов. Внутренние фланцевые абсорбирующие трубы рабочий фактор (SD, букв.азотнокислый калий), пары которых приводят в движение турбины. Крупнейшая солнечная электростанция, работающая по этому принципу, — электростанция Барстоу. 10 МВт работает в Калифорнии (США). В проекте такой электростанции мощностью 100 МВт Высота поглотительной башни 225 м, гелиостаты размещены в поле 450 м, температура рабочей среды достигает 530С. Другой проект американскую солнечную электростанцию ​​мощностью 250 МВт планируют построить в пустыне, где мощность солнечного излучения достигает 900 Вт/м2.Полученные параметры рабочей среды 15 МПа, 500°С. Принципиальная схема такая силовая установка показана на рисунке ниже

      Принципиальная схема CRS
      гелиоцентрическая силовая установка 1 - зеркала с компьютерным управлением, 2 - абсорбер, 3 - бак с подогревом гелий, 4 - охлаждаемый гелиевый бак, 5 - парогенератор, 6 - турбина, 7 - конденсатор, 8 - чиллер, 9 - генератор, 10 - гелиевый контур, 11 - паровой контур, 12 - контур охлаждающей воды 90 163

      Гелиоэлектрический метод основан на прямом преобразовании энергии солнечного излучения в электричество с помощью фотоэлементов.Они преобразуют такие элементы в электричество не только напрямую солнечное излучение, но и рассеянное излучение (облачный покров). Фотоэлементы изготовлены из кристаллического кремния, арсенида сульфат галлия или кадмия. Мощность фотоэлектрических установок 20-1000 кВт. Лидируйте в их строительстве в США, Японии и Франции. Величайший, Электростанция CarissaPlainas в г. Калифорния мощностью 6,5 МВт.Планируется построить электростанцию ​​такого типа мощностью 10 МВт. Они применяют концентрацию солнечного излучения путем применения параболические зеркала или линзы Френеля. Фотоэлементы заботятся большая площадь. Для электростанции мощностью 1000 МВт потребуется площадь 50 км2. КПД фотоэлементов невелик и составляет от 10% (элементы с поликристаллическим кремнием) до 12-16 % (ячейки с монокристаллическим кремнием) и 23 % (ячейки с арсенидом галлия). Стоимость электростанции с ячейками фотоэлектрический 1995 г.составляет 10 000 $/кВт

      Фотография фрагмента солнечной электростанции.

      Для игры

.

Принцип работы - Hemibau

Принцип работы солнечной установки следующий: солнечный коллектор преобразует солнечное излучение в тепло. Теплоносителем является незамерзающий раствор пропиленгликоля, циркулирующий в установке за счет работы циркуляционного насоса в блоке управления и насоса. Коллекторная батарея гидравлически связана со змеевиком, расположенным в нагревателе технической воды, двумя гибкими трубами из нержавеющей стали или меди, диаметр которых соответствует размеру солнечной батареи.Носитель (раствор гликоля) забирает тепло от коллекторов и передает его змеевику, который нагревает воду в нагревателе.

схема системы подготовки горячей воды (ГВС)

Предлагаем солнечные коллекторы HEWALEX и WATT.

Помогаем в получении 45% субсидии из Национального фонда на покупку коллекторов.

.

Все о солнечных коллекторах | Дом.пл

Цены на газ, электроэнергию, уголь, кокс и другие материалы для отопления в последнее время сделали солнечные коллекторы очень популярными в нашей стране. Обилие предложений и информации ошеломляет потенциальных клиентов, в результате чего они отказываются от покупки или уступают продавцам, тратя на это десятки тысяч злотых. Это правильно? Должен ли коллектор стоить десятки тысяч злотых? На такие и подобные вопросы мы постараемся ответить с полной достоверностью, профессионализмом и собственной совестью.

Перед покупкой у каждого покупателя спрашивают, какой коллекционер мне купить.

Коллекторы в этом случае делятся на две категории:

  • Плоские коллекторы
  • вакуумные коллекторы

Параметры коллектора

Из-за слабого знания принципа работы солнечных коллекторов многие потенциальные покупатели затрудняются правильно их оценить и правильно проанализировать рентабельность своего выбора.Недостаток технических знаний и не обязательно верное общественное мнение подвергают клиентов ненужным чрезмерным расходам, которые не приносят ожидаемых результатов. Многие продавцы солнечных коллекторов уверяют в их высокой эффективности, перечисляя преимущества материалов и технологий, используемых в их производстве, к сожалению, опуская основные данные, позволяющие определить их реальный КПД . Солнечные коллекторы, как рыночные продукты, имеют определенные параметры, строго их характеризующие.Они позволяют рассчитать ожидаемые эффекты работы и сравнить разные коллекторы друг с другом. Эти параметры и метод их определения указаны в европейском стандарте EN12975:2006. На основании указанного стандарта авторизованные исследовательские центры проводят комплексные энергетические и качественные испытания коллекторов.

1. Коллектор тем лучше, чем выше его оптическая эффективность и меньше коэффициент потерь.

2. Преимущество вакуумных коллекторов заключается в меньшем приросте потерь при повышении температуры коллектора по отношению к температуре окружающей среды.

3. Как и в случае с плоскими коллекторами, вакуумные коллекторы могут существенно различаться по производительности. Не следует огульно поддаваться рекламным лозунгам, которые часто переоценивают возможности и преимущества вакуумных коллекторов.

4. Мощность плоских коллекторов, достигаемая при излучении 400 Вт/м и большом перепаде температур, означает, что они также подходят для использования в переходный и зимний периоды. Плоские коллекторы могут успешно использоваться для поддержки отопления.Важным преимуществом является возможность легкого удаления снега с плоских коллекторов. В случае вакуумных коллекторов это практически невозможно (конвекция внутри коллектора отсутствует).

5. За счет достижения значительно большей мощности в солнечную погоду в случае установки с плоскими коллекторами вода будет нагреваться намного быстрее, достигая более высокой температуры.

6. Если мы хотим знать, за какую площадь коллектора мы платим, нам нужно знать площадь их апертуры. Общая площадь вакуумного коллектора может быть значительно больше его апертуры.

7. Вакуумные коллекторы сопоставимой производительности будут занимать больше места на крыше, чем плоские коллекторы. Чтобы достичь такой же предполагаемой годовой энергоэффективности для нагрева воды для бытовых нужд, нам необходимо установить плоский коллектор площадью 5,66 м2 брутто и целых 9,26 м2 брутто в случае вакуумного коллектора.

8. При правильно подобранной поверхности плоских коллекторов при гораздо меньших затратах мы можем получить больше энергии, чем в случае вакуумных коллекторов.

Конструкция коллектора

Очередной вопрос, с которым столкнулся заказчик - строительство коллекторов . Многие производители используют собственные технологии производства коллекторов. Однако есть одно общее правило, ниже мы приводим типовую конструкцию плоского коллектора . Коллектор состоит из:

1. Стекла коллектора изготовлены из закаленного стекла с низким содержанием оксида железа. Они характеризуются высоким коэффициентом пропускания солнечного излучения (ок.92% энергетического спектра).

2. Поглотитель - медная пластина (характеризующаяся высокой электро- и теплопроводностью), покрытая слоем, поглощающим солнечное излучение. Мы используем два типа селективных покрытий – черный хром и слой TiNOX® Classic, представляющий собой соединения титана и оксида кремния. Оба покрытия характеризуются высокой эффективностью поглощения солнечного света (около 95%) и низким коэффициентом излучения. Под коэффициентом излучения следует понимать, что при нагреве поглотителя до рабочей температуры на высоту, например,70°C часть поглощенной солнечной энергии излучается обратно. Под пластиной абсорбера находится коллекторный трубопровод из медных трубок, по которому течет незамерзающая жидкость. Его задачей является сбор тепла с поверхности абсорбера и передача его технической воде в нагревателе.

3 Изоляция и корпус коллектора . Для уменьшения потерь тепла от коллектора поглотитель помещен в кожух из алюминиевого листа, внутри которого имеется теплоизоляция.Этот утеплитель изготовлен из специальной минеральной ваты.

(Схема конструкции плоского коллектора)

Принцип действия

Представленная до сих пор информация позволяет понять работу солнечного коллектора, ниже мы опишем принцип работы солнечной установки , что позволит вам ознакомиться с работой всего комплекта.

Каждая солнечная установка состоит из набора коллекторов, обычно размещаемых на крыше здания, нагревателя, расположенного внутри здания (обычно в непосредственной близости от ц.п., а насосно-регулирующий блок размещают рядом с обогревателем (обычно на стене).

Принцип работы солнечной установки заключается в следующем: солнечный коллектор преобразует солнечное излучение в тепло. Теплоносителем является незамерзающий раствор пропиленгликоля, циркулирующий в установке за счет работы циркуляционного насоса в блоке управления и насоса. Коллекторная батарея гидравлически соединена со змеевиком, расположенным в хозяйственном водонагревателе, двумя медными трубами, диаметр которых соответствует размеру солнечной батареи.Носитель (раствор гликоля) забирает тепло от коллекторов и передает его змеевику, который нагревает воду в нагревателе.

В правильно сконструированной солнечной установке разница температур среды, вытекающей из коллектора, и среды, поступающей в коллектор, не должна превышать 15°C. Это означает, что солнечный коллектор всегда имеет более высокую температуру, чем температура воды в баке. Правильно спроектированная установка (состоящая из правильно подобранных компонентов по мощности нагревателя, количеству солнечных коллекторов и правильно подключенной всей установке) должна нагревать воду в баке до температуры не выше 70оС в часы работы коллекторов.Чем выше рабочая температура коллектора, тем больше потери тепла за счет излучения.

(Схема работы Солнечной системы)

Солнечные коллекторы – часто задаваемые вопросы

На этом можно было бы закончить описание солнечных коллекторов и гелиоустановок. Однако по опыту мы знаем, что вопросов больше, поэтому ниже мы представляем наиболее часто задаваемые вопросы с ответами, которые, как мы надеемся, убедит вас в покупке.

1. Когда будут возмещены инвестиции в солнечные коллекторы?

Окупаемость инвестиционных затрат зависит от многих факторов, в том числе объем суточного потребления горячей воды, тип энергии, используемой для целей отопления, назначение установки коллектора (нагрев воды для бытовых нужд, подогрев воды в бассейне, поддержка центрального отопления). Самая короткая окупаемость связана с самым дорогим топливом – электричеством.Срок окупаемости установки с солнечными коллекторами, поддерживающими подогрев технической воды, при использовании в качестве топлива электроэнергии, как правило, не превышает 10 лет.

2. Как правильно подобрать коллекторы для системы отопления?

Правильный выбор коллекторов для системы отопления зависит от многих факторов, в т.ч. Каково суточное количество потребляемой воды? Каково назначение солнечных коллекторов, т.е.для какого типа установки будут использоваться коллекторы (нагрев воды для бытовых нужд, поддержка центрального отопления, подогрев воды в бассейне). При использовании коллекторов для нагрева воды в плавательных бассейнах необходимо ответить на ряд вопросов, например, это закрытый или открытый бассейн? Какова зеркальная площадь бассейна? Бассейн с подогревом или нет? Какой тип отопления используется? Можно ли его адаптировать к существующей системе отопления? Какую сумму мы можем потратить на инвестиции?

В солнечных установках, предназначенных для поддержки нагрева воды для бытовых нужд в одноквартирных домах, мы придерживаемся следующих рекомендаций: активная площадь коллектора на 1 человека в семье не должна превышать 1,5 м2.Это значение относится к самым маленьким установкам, состоящим из двух коллекторов. В установках, предназначенных для многоместных семей, это соотношение не должно превышать 1 м2/чел. Проще всего подобрать мощность водонагревателя по показателю – на каждые 100 литров воды в водонагревателе приходится 1 коллектор.

3. Какой тип коллектора более эффективен для использования в солнечных установках в Польше?

Все вакуумные коллекторы отличаются лучшей теплоизоляцией по сравнению с плоскими коллекторами, поэтому в условиях больших температурных перепадов между температурой абсорбера и температурой окружающей среды дают более высокие теплоотдачи.Чем больше разница, тем выше эффективность вакуумных коллекторов по сравнению с плоскими коллекторами. Поэтому вакуумные коллекторы обеспечивают больший приток тепла зимой в условиях хорошего солнечного света и в то же время низкой температуры окружающего воздуха (к сожалению, зимних морозных дней с безоблачным небом в Польше мало). Такие условия не характерны для всей низменной территории Польши.

Летом плоские коллекторы лучше работают в условиях, когда разница температур между поглотителем и температурой окружающего воздуха не превышает 50°С.Это касается всех типов вакуумных коллекторов, представленных на отечественном рынке.

4. Можно ли смонтировать солнечную установку самостоятельно?

Самостоятельное выполнение и ввод в эксплуатацию солнечной установки возможно и не влияет на условия гарантии, однако большинство клиентов решают воспользоваться услугами монтажных компаний, обладающих профессиональными знаниями и опытом установки солнечных коллекторов.

5. Где лучше всего устанавливать солнечные коллекторы?

Выбор места установки солнечных коллекторов остается за клиентом.Мы производим различные держатели коллекторов для установки коллекторов на наклонных и плоских крышах, на вертикальных стенах и на земле. Тип держателей или опорной конструкции следует выбирать соответственно выбранному месту установки коллекторной батареи.

6. Что выгоднее установить коллектор в скате крыши или на конструкции крыши?

Рекомендуем устанавливать коллекторы на держателях над поверхностью крыши. Из эстетических соображений заказчики часто решают установить коллектор в скате крыши.Встраивание коллектора в крышу, аналогично мансардным окнам, также возможно и легко реализуемо в случае крыш, покрытых цементной черепицей или битумной черепицей. Для этого используется строительная арматура.

7. Можно ли устанавливать коллекторы на крышу с уклоном, отличным от 45 градусов?

С точки зрения величины энергетического эффекта за полный год наклон коллектора к горизонтали не имеет большого значения. Однако необходимо учитывать, что при меньших углах наклона прирост энергии будет больше летом, а при больших углах наклона (даже 60°) прирост энергии будет больше зимой.Предпочтительный угол наклона от 30° до 45° представляет собой компромисс между летними и зимними условиями и выгоден для установок, предназначенных для круглогодичной эксплуатации. Здесь следует отметить, что при углах наклона менее 30° зимой коллекторы покрываются снегом, что полностью препятствует приему солнечной энергии. При больших углах наклона снег автоматически соскальзывает с поверхности коллектора.

8. Нужно ли чистить коллекторы?

Нет необходимости чистить солнечные коллекторы.В результате загрязнения поверхности стекла коллектора, вызванного атмосферными загрязнениями, изменения способности к восприятию солнечной энергии практически незначительны (они колеблются в пределах ок. 3% - источник исследования: Хенрик Кайзер "Механика. Книга 8. Анализ некоторых вопросы, связанные с получением солнечной энергии)». АГХ Краков, 1986 ). Кроме того, осадки очищают коллекторы, обеспечивая их правильную работу.

.

Смотрите также