Ca sursă suplimentară și alternativă de energie, panourile solare sunt utilizate în mod activ nu numai în condiții industriale, ci și în condiții casnice. Dar, înainte de a instala o astfel de sursă de energie electrică pentru sine, este important ca cumpărătorul să afle cum să aleagă panourile solare optime din punct de vedere al caracteristicilor și puterii pentru locuință, deoarece prețul truselor gata făcute variază într-un gamă destul de largă.
Utilizarea panourilor solare pe banda din mijloc - aici este posibilă și utilizarea energiei gratuite
Unde sunt cele mai utilizate panourile solare?
Domeniul de aplicare al panourilor solare este imens. Deja acum sunt folosite cu succes pentru alimentarea cu energie a clădirilor private și de apartamente, a fermelor, inclusiv pentru iluminarea și încălzirea serelor, clădirilor, iluminatul zonei locale, dispozitivele de alimentare.
Cel mai adesea, se gândesc la alimentarea autonomă în următoarele cazuri:
Dacă zona nu este electrificată, panourile solare pentru o casă privată vor fi mult mai ieftine decât utilizarea generatoarelor de combustibil lichid.
În zonele rurale, electricitatea este adesea întreruptă, iar oamenii rămân literalmente fără electricitate. Pornind sursa de alimentare autonomă, puteți trăi în confortul obișnuit perioadă lungă de timp, mai ales că o baterie este întotdeauna inclusă cu panourile solare.
În blocurile de locuințe, modulele solare sunt folosite și ca rezervă și există și proiecte care presupun utilizarea energiei solare pentru alimentarea cu apă caldă.
De regulă, în documentele pentru echipament, termenul de valabilitate este indicat de la 20 la 25 sau chiar 30 de ani. Cu toate acestea, multe dispozitive continuă să funcționeze după perioada specificată de producători. De exemplu, prima baterie solară din lume funcționează de peste 60 de ani, iar de-a lungul anilor, tehnologia de producție a fost îmbunătățită semnificativ.
Prototipul bateriei solare a fost dezvoltat la sfârșitul secolului al XIX-lea.
În mod evident, un singur dezavantaj poate fi evidențiat - cu funcționare constantă, capacitatea echipamentului scade, cu toate acestea, acești indicatori sunt nesemnificativi: timp de 10 ani nu mai mult de 10%.
Preveniți deteriorarea fizică, cum ar fi căderea copacilor, zgârierea elementelor de detectare a vântului. Eficiența dispozitivului depinde de acesta din urmă.
Efectuați întreținere regulată: întreținere și curățare.
Instalați bariere de vânt dacă este necesar.
Pe lângă module, sistemul include următoarele componente: baterii și electronică de putere. Durata de viață a primelor dispozitive este de la 2 la 15 ani, al doilea - de la 5 la 20 de ani, în funcție de caracteristici, intensitatea utilizării și întreținerea atentă.
Caracteristici generale și disponibilitate de achiziție
Echipamentul nu este dăunător pentru mediu și oferă o sursă de alimentare stabilă fără supratensiuni. Și, cel mai important, furnizează energie gratuită: pentru care nu vin facturile la utilități.
Aspectul panourilor solare s-a schimbat puțin după inventarea lor, ceea ce nu se poate spune despre „umplerea” internă
Modulul solar transformă lumina în energie electrica generatoare DC.... Suprafața panourilor poate fi de până la câțiva metri. Când este necesară creșterea capacității sistemului, numărul de module este crescut. Eficacitatea lor depinde de intensitatea luminii solare și de unghiul de incidență al razelor: de locație, anotimp, condiții climatice și ora zilei. Pentru a ține cont corect de toate aceste nuanțe, instalarea trebuie efectuată de profesioniști.
Monocristalin. Constă din celule de silicon care convertesc energia solară. Se disting prin dimensiunea lor compactă. În ceea ce privește performanța lor, acestea sunt cele mai eficiente (eficiență de până la 22%), ceea ce le afectează prețul - acesta este cel mai scump tip de panouri solare.
Policristalină. Ei folosesc siliciu policristalin. Nu sunt la fel de eficiente (până la 18% eficiență) precum celulele solare monocristaline. Dar costul lor este semnificativ mai mic, astfel încât sunt disponibile publicului larg.
Amorf. Au celule solare cu peliculă subțire pe bază de siliciu. Sunt inferioare mono și policristale în ceea ce privește producția de energie, dar sunt și mai ieftine. Avantajul lor este capacitatea de a funcționa în lumină difuză și chiar slabă.
Panou solar policristalin
Sistemul include, de asemenea, următoarele componente:
Un invertor care convertește DC în AC.
Acumulator baterie. Nu numai că acumulează energie, dar și neutralizează căderile de tensiune atunci când nivelul luminii se modifică.
Controler pentru tensiunea de încărcare a bateriei, modul de încărcare, temperatură și alți parametri.
În magazine, puteți cumpăra atât componente individuale, cât și sisteme întregi. În acest caz, puterea dispozitivelor este determinată în funcție de nevoile specifice.
Funcționarea, tipurile de convertoare și eficiența energetică comparativă a acestora
Convertoarele sau invertoarele sunt componente cheie ale panourilor solare. Ele transformă curentul continuu generat de modul într-o tensiune alternativă de 220 V, care este necesară pentru funcționarea dispozitivelor electrice. Invertoarele sunt disponibile cu capacități cuprinse între 250 și 8000 W. La cumpărare, se recomandă să țineți cont de cea mai mare sarcină a rețelei și să corelați tensiunea și puterea. Următorii parametri sunt considerați optimi: 12 volți și 600 wați, 24 volți la 600-1500 wați, 48 volți dacă puterea este mai mare de 1500 wați.
Invertorul, pornit diagramă schematică panouri solare
Autonom. Înainte de a alege un invertor, trebuie să determinați ce dispozitive vor fi alimentate de la acesta și să calculați puterea maximă totală a acestora pe unitatea de timp. Se recomandă să luați puțin mai mult puterea invertorului. Unele aparate electrice de uz casnic, atunci când sunt pornite, creează o creștere bruscă a tensiunii, din cauza căreia dispozitivul se poate defecta.
Sincron. Acestea stochează energie, iar surplusul este transferat în rețeaua electrică. În cazul unui deficit de energie electrică generată de sistem, convertorul o va „împrumuta” de la rețeaua generală. Utilizarea unui model sincron va evita întreruperile de curent.
Dispozitivele multifuncționale au combinat avantajele primului și celui de-al doilea tip.
În funcție de forma semnalului de tensiune de ieșire, există mai multe tipuri de convertoare care diferă ca aplicație și cost:
Cu semnal sinusoidal. Ele creează un curent de înaltă calitate, care le afectează costul. Din ele funcționează electrocasnice mari: frigidere, cazane, aparate de aer condiționat.
Dreptunghiular. Corpurile de iluminat sunt conectate la aceste invertoare ieftine. Majoritatea aparatelor electrocasnice nu sunt compatibile cu acestea.
Pseudosinusoidal. Avantajul lor este capacitatea de a conecta aproape toate aparatele electrocasnice. Dar calitatea semnalului este redusă în comparație cu primul tip, deci sunt mai ieftine.
Forma cu nervuri a invertorului este necesară pentru cea mai eficientă răcire
Costul kit-ului și principalele caracteristici tehnice, perioada de rambursare
Prețurile pentru kiturile gata făcute variază în general între 30.000 și 2.000.000 de ruble. Acestea depind de dispozitivele care le compun (de tipul de baterii, numărul de dispozitive, producător și caracteristici). Puteți găsi opțiuni bugetare care costă de la 10.500 de ruble. Setul economic include un panou, un controler de încărcare, un conector.
Seturile standard includ:
* Furnizat în configurație extinsă.
Set standard de echipamente
Specificațiile sunt indicate în manualul de aplicare:
Puterea și dimensiunile panourilor. Cu cât aveți nevoie de mai multă putere, cu atât este mai profitabil să cumpărați baterii mai mari.
Coeficientul de temperatură arată cât de mult temperatura afectează puterea, tensiunea și curentul.
Principiul de funcționare a unei centrale solare acasă
O centrală solară este un sistem format din panouri, un invertor, o baterie și un controler. Un panou solar transformă energia radiantă în electricitate (după cum s-a menționat mai sus). Curentul continuu curge în controler, care distribuie curentul către consumatori (de exemplu, un computer sau iluminat). Invertorul convertește DC în AC și alimentează majoritatea aparatelor electrocasnice. Bateria stochează energie care poate fi consumată noaptea.
Cum se folosește energia solară pentru a genera căldură
Sistemele solare sunt folosite pentru a încălzi apa și încălzirea unei locuințe. Pot furniza căldură (la cererea proprietarului) chiar și atunci când sezonul de încălzire s-a încheiat, și asigură casa apa fierbinte este gratuit. Cel mai simplu dispozitiv este un panou metalic care este instalat pe acoperișul unei case. Acestea stochează energie și încălzesc apa care circulă prin țevile ascunse dedesubt. Funcționarea tuturor sistemelor solare se bazează pe acest principiu, în ciuda faptului că acestea pot fi diferite structural unul de celălalt.
Colectorii solari constau din:
După tipul de construcție, se disting colectoarele plate și în vid. În primul, fundul este acoperit cu material termoizolant, iar lichidul circulă prin țevi de sticlă. Colectoarele de vid sunt foarte eficiente deoarece pierderile de căldură din ele sunt minime. Acest tip de colector oferă nu numai încălzire cu panouri solare ale unei case private - este convenabil de utilizat pentru sistemele de alimentare cu apă caldă și încălzirea piscinelor.
Cum funcționează colectorul solar
Cele mai des întâlnite în Rusia sunt produsele producătorilor chinezi, din cauza relativ ieftinității în comparație cu produsele fabricate în alte țări. De exemplu, panourile solare din China sunt aproape de două ori mai ieftine decât cele germane.
Cel mai adesea, produsele de la Yingli Green Energy și Suntech Power Co. se găsesc pe rafturi. Panourile HiminSolar (China) sunt de asemenea populare. Panourile lor solare generează electricitate chiar și pe vreme ploioasă.
Producția de panouri solare este stabilită și de un producător autohton. Acest lucru este realizat de următoarele companii:
SRL „Hevel” din Novocheboksarsk;
Telecom-STV în Zelenograd;
Sun Shines (LLC Autonomous Lighting Systems) din Moscova;
SA „Uzina Ryazan de dispozitive cermet”;
CJSC „Thermotron-zavod” și altele.
Puteți găsi întotdeauna o opțiune potrivită la un cost. De exemplu, la Moscova, puteți comanda și cumpăra seturi gata făcute de panouri solare - la un preț de 21.000 până la 2.000.000 de ruble. Costul depinde de configurația și puterea dispozitivelor.
Panourile solare nu sunt întotdeauna plate - există o serie de modele care concentrează lumina la un moment dat
Pașii de instalare a bateriei
Pentru a instala panourile, se alege locul cel mai iluminat - cel mai adesea acestea sunt acoperișurile și pereții clădirilor. Pentru ca dispozitivul să funcționeze cât mai eficient posibil, panourile sunt montate la un anumit unghi față de orizont. Se ia în considerare și nivelul de întuneric al teritoriului: obiectele din jur care pot crea umbră (cladiri, copaci etc.)
Panourile sunt instalate folosind sisteme speciale de prindere.
Apoi modulele sunt conectate la baterie, controler și invertor, iar întregul sistem este reglat.
Pentru funcționarea eficientă a echipamentului și o durată lungă de viață, o instalare corectă este o condiție prealabilă, pe care o pot face doar specialiștii cu experiență.
În ciuda complexității conexiunii și calibrării, perioada de lucru este scurtă - cu instrumentele adecvate, instalatorii competenți vor petrece aproximativ jumătate de zi pentru toate.
Pentru instalarea sistemului, se elaborează întotdeauna un proiect personal, care ia în considerare toate caracteristicile situației: modul în care se va realiza instalarea panourilor solare pe acoperișul casei, prețul și condițiile. În funcție de tipul și domeniul de activitate, toate proiectele sunt calculate individual. Clientul acceptă lucrarea și primește o garanție pentru aceasta.
Instalarea panourilor solare trebuie facuta de catre profesionisti si cu respectarea masurilor de siguranta
Ca rezultat - perspectivele dezvoltării tehnologiilor solare
Dacă pe Pământ maximul munca eficienta Deoarece panourile solare sunt perturbate de aer, care într-o anumită măsură împrăștie radiația Soarelui, atunci în spațiu nu există o astfel de problemă. Oamenii de știință dezvoltă proiecte pentru sateliți giganți cu panouri solare care vor funcționa 24 de ore pe zi. Din ele, energia va fi transmisă la dispozitivele de recepție la sol. Dar aceasta este o chestiune de viitor, iar pentru bateriile existente, eforturile vizează îmbunătățirea eficienței energetice și reducerea dimensiunii dispozitivelor.
Panouri solare pentru casa: caracteristici, costul kit-ului si instalare
Panouri solare pentru casă: unde sunt utilizate, care este principiul de funcționare, durata de viață și Caracteristici generale dispozitive, echipamente și costul echipamentelor.
Durata de viață a panourilor solare
În urmă cu câțiva ani, nu exista o alegere specială de module de la un producător ucrainean pentru un cumpărător. Prețul pentru modulele solare de la producătorii ucraineni a fost mai mare decât pentru orice module importate.
Nici acum, situația nu s-a schimbat, dar subvențiile industriei fotovoltaice de către guvernul chinez au îmbunătățit foarte mult calitatea celulelor și modulelor solare produse în China și au redus prețurile acestora. Acum aproximativ 80% din celulele solare de pe piața mondială sunt produse în China sau de către producători chinezi. Europa și Statele Unite au fost atât de copleșite de produse chineze, încât mulți producători locali de celule solare și module au fost în faliment. O serie de producători de celule solare și napolitane au dat faliment sau au oprit producția. o situație similară pentru producătorii de siliciu solar. Peste tot în lume, presiunea producătorilor chinezi este resimțită foarte puternic. Atât de mult încât Statele Unite și Uniunea Europeană au luat măsuri pentru a restricționa importul de module fotovoltaice fabricate în China pe piețele lor interne.
Pe piața ucraineană există din ce în ce mai multe module chinezești și pseudo-europene. Din păcate, nu toate modulele chinezești sunt de o calitate acceptabilă. Modulele de înaltă calitate care îndeplinesc toate standardele internaționale sunt acum produse în China; calitatea unor astfel de module este mai bună decât cea produsă în prezent în Ucraina. Acest lucru a fost posibil prin investiția masivă a guvernului chinez în energia solară.
Prin urmare, cumpărătorul s-a confruntat cu întrebarea - cum să distingem modulele bune de cele rele? De ce unele module sunt mai ieftine decât altele? Care este amenințarea ieftinității modulelor și cumpărătorul va pierde mai mult în viitor decât va economisi la cumpărare?
Într-adevăr, răspunsurile la aceste întrebări nu sunt evidente pentru profan. Toate modulele produc energie electrică transformând lumina soarelui - așa că de ce să cumpărați mai scump? Aici situația poate fi comparată cu mașinile - puteți ajunge din punctul A în punctul B cu mașini diferite. Ambele pot avea aceeași dimensiune și puterea motorului. Dar unul după câțiva kilometri își va pierde viteza și nu va putea merge repede, va începe să se strice după fiecare kilometru etc. Celălalt va călători tot drumul așa cum a făcut la început. Drept urmare, pe prima, riști să nu ajungi la destinație, în timp ce o repari constant, chiar și bicicliștii te vor depăși. În cele din urmă, vei fi obligat să cumperi o altă mașină la jumătatea călătoriei. Într-o altă mașină, mai scumpă (și mai bună), vei ajunge la capăt fără să observi cărarea.
Cu panourile solare, situația este similară - este aproape imposibil pentru un profan să determine dacă un modul este bun. Specificațiile vor spune că își oferă puterea nominală în condiții standard de testare. Aspectul va fi de asemenea bun. Diferența devine vizibilă după câțiva ani de funcționare. De asemenea, diferite module pot funcționa diferit la iluminare mai mică de 1000W/m2.
La ce să cauți atunci când alegi module solare pentru sistemul tău de energie solară?
Preț versus calitate
Pe lângă faptul că nu toți producătorii și modulele solare sunt la fel (acest lucru este discutat în articolul aferent despre calitatea celulelor solare), există o serie de parametri și factori care ar trebui luați în considerare atunci când se ia o decizie de cumpărare și când alegerea unui furnizor. Numai prețul modulelor nu ar trebui să fie factorul determinant.
Problemele și deteriorarea parametrilor modulelor solare pot fi cauzate de următorii factori:
- Calitatea celulei solare - eficiența acesteia variază. Depinde de mulți dintre parametrii săi - rezistențe de șunt și serie, curenți de zgomot, rezistență de retur etc. Depinde mult de calitatea producției unei celule solare și de calitatea materialelor și echipamentelor utilizate în producerea acesteia. Problemele sunt cunoscute practic în fiecare etapă a producției celulare - de la calitatea siliciului folosit până la calitatea pastelor de contact și lipirii aplicate. Nu vom lua în considerare aceste probleme în acest articol, acesta este un subiect pentru un articol mare separat.
- Calitatea lipirii celulelor solare. În cazul lipirii de proastă calitate, este posibilă supraîncălzirea locală a contactului și arderea acestuia. Este mai bine să alegeți module în care elementele sunt lipite de un robot - în ele răspândirea calității lipirii va fi minimă
- Calitatea filmului EVA, care se află între elemente și sticlă. Îmbătrânirea modulelor solare cristaline este asociată în principal cu îmbătrânirea și tulburarea acestui film. Un film de proastă calitate poate începe să se întunece și să se deterioreze după câțiva ani. Un film bun va servi 30 sau mai mulți ani, în timp ce ceața sa (și, în consecință, pierderea de putere de către modul) nu va depăși 25-30%
- Calitatea etanșării modulului și calitatea foliei de protecție a spatelui. Filmul din spate protejează modulul de umezeală. În orice modul, difuzia umidității are loc prin film. Dacă calitatea filmului este bună, atunci toată umezeala care intră în interiorul modulului, atunci când este încălzit la soare, este îndepărtată afară. Dacă filmul este de proastă calitate, atunci intră mai multă umiditate decât poate fi eliberată atunci când este încălzită, umiditatea reziduală se acumulează în interiorul modulelor și distruge contactele și grila de contact ale elementelor. Acest lucru duce la defectarea prematură a modulului.
- Calitatea cadrului din aluminiu. Totul este clar aici: anodizarea de proastă calitate poate duce la oxidarea cadrului și la coroziunea acestuia. Din fericire, acest defect este mai vizual și este puțin probabil să conducă la defecțiunea prematură a modulului. Deși, în unele cazuri (de exemplu, la instalarea modulelor pe catarge, unde sunt posibile încărcări puternice ale vântului sau unde mediul este agresiv), coroziunea accelerată a metalului poate duce la distrugerea acestuia sub sarcini.
Cum se determină ce tensiune au modulele?
În ultimii ani au apărut pe piață module cu tensiuni nestandard, care sunt proiectate să funcționeze în circuite de înaltă tensiune în serie. CU mana usoara vânzători neprofesioniști de panouri solare, atât ruși, cât și chinezi, a existat confuzie cu privire la tensiunea nominală a modulelor solare. Vom oferi câteva sfaturi despre cum să determinați ce tensiune are un panou solar.
Tensiunea unui panou solar este determinată de numărul de celule solare conectate în serie. Fiecare celulă solară are o tensiune de funcționare de puțin sub jumătate de volt. În prezent, există module cu numărul de elemente 36.48, 54, 60.72 și 96. Cele mai comune module cu numărul de elemente 36, 60 și 72. La 48, 54 și 96 elemente sunt mult mai puțin frecvente. Tabelul de mai jos prezintă tensiunile principale ale acestor panouri solare.
1ТММ - punctul de putere maximă
2 se datorează posibilității de încărcare atunci când este conectat la baterie direct sau printr-un controler PWM. Restul modulelor pot fi folosite pentru încărcarea bateriilor, dar cu prezența obligatorie a unui controler MPPT.
Când achiziționați module pentru un sistem autonom cu baterii, acordați atenție tensiunii modulului. Recent, au fost produse în serie module de mare putere (220-270 wați) cu o tensiune nestandard de aproximativ 20V. Aceste module sunt utilizate de obicei împreună cu invertoare fotovoltaice în rețea sau regulatoare de încărcare MPPT. Dacă doriți să reduceți costul sistemului în detrimentul unui controler PWM mai puțin costisitor, alegeți module cu o tensiune nominală de 12 V sau 24 V.
Toleranța înseamnă abaterea puterii reale a modulului de la pașaport. Toleranța poate fi pozitivă sau negativă. De exemplu, un modul de putere nominală de 200 W poate avea o putere de 195 W; aceasta va însemna că modulul dat are o toleranță negativă. Toleranța pozitivă înseamnă că panoul solar nu este garantat doar că va avea o putere de ieșire de 200W în condiții standard de testare, ci chiar mai mult.
Coeficientul de temperatură reflectă modul în care o creștere sau o scădere a temperaturii modulului va afecta curentul și tensiunea de ieșire ale unui modul. După cum știți, tensiunea și puterea modulului scad odată cu creșterea temperaturii, iar curentul crește. Cu cât este mai mic coeficientul de temperatură de modificare a puterii, cu atât mai bine.
Eficiența conversiei la lumina soarelui
Cu aceasta este clar - cu cât eficiența este mai mare, cu atât aria modulelor va fi mai mică pentru a genera aceeași putere și energie.
Cantitatea totală de energie cheltuită în fabricarea modulului
Un alt parametru la care trebuie să acordați atenție este cantitatea totală de energie care ar fi putut fi cheltuită în fabricarea unui modul solar - de la extracția de siliciu până la livrarea la magazinul de produse finite. Acest parametru reflectă cât de intensă energetic a fost producția modulului și cât de repede modulul solar va genera aceeași cantitate de energie care a fost cheltuită pentru producția sa (așa-numita recuperare a energiei).
Durata de viață declarată a unui panou solar este importantă din mai multe motive. Poate reflecta încrederea producătorului în calitatea produsului fabricat. Producătorii de renume au o garanție de 25 de ani pentru 80-90% din capacitatea modulului, precum și 5 sau mai mulți ani pentru daune mecanice.
Cu toate acestea, trebuie avut în vedere faptul că garanția este valabilă atâta timp cât există producătorul sau importatorul. Aici, „cum va cădea cardul” – în ultimii ani companiile au părăsit afacerea solară, care părea să fie în ea de foarte mult timp. Dar, cu toate acestea, regula generală rămâne - cumpărați de la vânzători și producători care sunt pe piață de mult timp și „plutesc” în mod constant în fluxul turbulent al pieței. Și acest lucru se poate face doar dacă există profesioniști în echipă (asta ne sugerăm cu umilință). Deoarece puțini oameni cumpără module direct de la producător, este important să alegeți furnizorul sau instalatorul potrivit pentru a vă oferi alegerile și modurile de funcționare potrivite pentru sistemul dvs. de energie solară.
Costul unui modul depinde direct de puterea acestuia. Cu toate acestea, cu cât puterea unitară a modulului este mai mare, cu atât costul acestuia pe watt va fi mai mic. Prin urmare, dacă aveți nevoie de o anumită putere, atunci este mai bine să o colectați cu module mari decât cu module mici - va fi atât mai ieftin, cât și mai fiabil, deoarece veți avea mai puține conexiuni. De asemenea, costul pe watt al modulelor cu o tensiune standard de 12 / 24V (numărul de celule dintr-un modul este de 36 sau 72) este de obicei mai mare decât cu un număr nestandard de celule dintr-un modul 48, 54 sau 60. Pentru acesta din urmă, la încărcarea bateriilor, este nevoie de un controler MPPT mai scump.
Tipul de celule solare utilizate într-un modul determină și dimensiunea acestuia. Prin urmare, mai întâi calculați de câtă putere aveți nevoie pentru a vă alimenta sarcina, apoi vedeți dacă aveți suficient spațiu pentru a găzdui atât de multe module. Poate fi necesar să selectați module mai scumpe, dar mai eficiente, pentru a vă satisface toate nevoile de energie. Nu uitați, apropo, că înainte de a proiecta un sistem de alimentare cu energie solară, trebuie să luați toate măsurile posibile pentru a economisi energie (despre acest lucru s-a scris deja pe alte pagini ale site-ului nostru).
Puterea de vârf a tuturor modulelor măsurată în condiții standard de testare:
Masa aerului AM = 1,5, radiația E = 1000 W/m2 și temperatura celulei fotovoltaice Tc = 25 ° C. Astfel de condiții nu există în timpul funcționării efective a modulelor - modulele se încălzesc de obicei până la 40-60 de grade, iluminarea este aproape întotdeauna sub 1000 W / m2 (cu excepția zilelor senine geroase). Prin urmare, mulți producători oferă și caracteristicile modulului la NOCT (condiții normale de funcționare) - de obicei pentru o temperatură a modulului de 45-47C și o iluminare de 800 W / m2, în timp ce puterea modulelor este cu aproximativ 25-30% mai mică decât vârful. Într-o zi senină geroasă, producția de module poate atinge până la 125% din vârf.
Tipul de celule solare este monocristaline, policristaline, amorfe etc.
Cele trei tipuri principale de celule solare comercializate în prezent în cantități mari (toate siliciu) sunt următoarele:
- monocristalină. Au cea mai mare eficiență și coeficienți de temperatură satisfăcători
- policristalin. În prezent, cele mai populare, ca au un cost mai mic pe watt cu aproximativ aceleași caracteristici ca și monocristalinul. Îmbunătățirile recente ale tehnologiei modulelor policristaline de marcă au dus la performanța chiar mai bună decât modulele monocristaline noname de la producătorii/asamblerii de panouri.
- amorf (film subțire). Utilizați cea mai mică cantitate de siliciu. Au o eficienta de aproximativ 2 ori mai mica in comparatie cu modulele cristaline. Avantajele includ un coeficient de temperatură scăzut (adică, atunci când sunt încălzite, puterea unor astfel de module scade ușor) și o sensibilitate ridicată la iluminare scăzută.
Ce module, dintre cele enumerate mai sus, funcționează mai bine? În ultimul timp, au existat multe mituri și afirmații nefondate că unele dintre aceste tipuri de module au rezultate mai bune decât altele. Unii susțin că celulele policristaline funcționează mai bine în condiții de lumină scăzută și vreme înnorată. Alții susțin același lucru, dar pentru elementele monocristaline. Am auzit chiar și o versiune conform căreia elementele policristaline sunt mai bune la transformarea luminii împrăștiate, deoarece cristalele din ele sunt „transformate în laturi diferite”.
O analiză a rezultatelor testării a sute de module arată că modulul nu este bun, care este mono sau poli, ci unul care este realizat de înaltă calitate. Rezultatele testării modulelor conform PTC (care sunt mai aproape de conditii reale module) arată că unele monocristaline sunt mai bune decât unele policristaline, iar unele policristaline sunt mai bune decât unele monocristaline. Acest fapt este confirmat și de numeroasele rezultate ale comparațiilor de module de către utilizatorii finali - puteți găsi atât „dovada” a avantajelor monocristalinei față de poli și avantajele lui poli față de mono...
Cum să alegi panourile fotovoltaice potrivite fabricate în China și să nu regreti?
Regula generală este să alegeți celule solare și module de la companii mari, cunoscute. Aceste module sunt realizate din elemente de cea mai înaltă calitate.
Celulele care nu au trecut de selecția riguroasă a unui producător de marcă sunt vândute montatorilor de panouri fotovoltaice, dintre care există multe în China. Mai mult, toți acești asamblatori își vând modulele OEM, adică. sub denumirile comerciale ale altor companii. Majoritatea sunt acum pe piața rusă. Acordați întotdeauna atenție producătorului indicat pe autocolantul modulului. Riscul de a obține module de calitate necunoscută, care nu vor ști să funcționeze, este foarte mare, iar dacă nici măcar nu cunoașteți producătorul (numele comercial al vânzătorului nu vă va ajuta în niciun fel în obținerea unei garanții), atunci fiți pregătit că cumpărați module solare fără garanție.
De obicei modulele chinezești ieftine au următoarele dezavantaje:
- Discrepanță între puterea declarată și reală
- Degradarea puternică a modulelor în primii ani de funcționare (până la 20-30%)
- Calitate slabă a lipirii și a asamblarii
- Utilizarea materialelor de calitate scăzută la fabricarea modulului (fluxuri, film, aluminiu, celule solare etc.)
De asemenea, puteți cumpăra module la licitația online. Dar vor funcționa așa cum s-a spus? Cel mai probabil nu, și avem fapte care confirmă acest lucru.
Mai este un punct de luat în considerare atunci când cumpărați module importate - problema garantiei... Nu există probleme cu producătorii ruși în acest sens - toți produc înlocuire rapidă sau repararea modulelor aflate în garanție. Importatorii ruși responsabili, care sunt pe piață de mulți ani, își oferă și garanția pentru modulele solare pe care le importă. În alte cazuri, trebuie să fii foarte atent atunci când alegi un furnizor de panouri solare.
Modulele cu un autocolant de mărci comerciale fără a specifica producătorul real ar trebui să vă facă să vă atenți - în cele mai multe cazuri nu veți putea obține servicii de garanție pentru astfel de module, avem multe exemple în acest sens.
Acordați atenție modului în care modulele sunt lipite. Producătorii mici lipează elementele manual, mai degrabă decât cu un robot, astfel încât grosimea lipirii se modifică atunci când lipiți barele de contact ale elementelor. Firmele mari lipează cu un robot, astfel încât calitatea lipirii este mult mai mare.
Asigurați-vă că aflați de câți ani a fost furnizorul de module pe piață. Chiar dacă un producător chinez oferă o garanție pentru produsele sale, gândiți-vă la modul în care veți schimba modulul - dacă vânzătorul dvs. nu vă oferă o garanție, atunci practic nu o veți avea. Dacă contactați direct un producător din China, cu siguranță veți suporta costurile de transport, vămuire etc. aceste costuri nu sunt acoperite de niciun producător străin. Aceste costuri pot fi compensate numai de un vânzător de încredere verificat, care lucrează în conformitate cu legislația rusă. Dacă cumpărați module de la un vânzător cunoscut care lucrează pe această piață de mulți ani (de exemplu, la noi), veți primi și o garanție pentru module de la acesta. Atenție la cumpărarea de module importate de la instalatori sau mici vânzători - aceștia, în marea majoritate a cazurilor, nu pot oferi o garanție pentru modulele vândute. Cereți-le întotdeauna cardul de garanție al unui producător sau importator, nu vă leneși să sunați la numărul de telefon indicat în cardul de garanție și să întrebați cine și cum oferă serviciul de garanție.
Prin urmare, recomandarea noastră este să alegeți doar module fotovoltaice de marcă, sau cel puțin pe cele pe care este indicat producătorul acestora. Printre chinezi, acestea sunt TrinaSolar, Yingli, Canadian Solar, JA Solar, Suntech, Motech, Linuo, Hanwha, ReneSola, Jinko etc. - citeste mai multe aici. Chiar vor avea o garanție pentru mulți ani, și nu atâta timp cât vânzătorul și marca sa comercială există.
Dacă nu există date despre producător pe modul, ci doar numele furnizorului OEM, acest lucru ar trebui să vă avertizeze. În mod obișnuit, aceste module sunt realizate din elemente de calitate scăzută (Grada B și C) și la un cost redus.
Modulele solare nu sunt ieftine și sunt proiectate să reziste peste 30 de ani. Ar fi foarte neînțelept să economisiți 30-50% din costul modulului și să obțineți un modul care nu va funcționa în câțiva ani, pentru care este imposibil să faceți pretenții nimănui. Amintiți-vă că „ieftinul nu este niciodată bun”.
Cum să alegi panourile solare potrivite
Situația generală pe piața modulelor solare Acum câțiva ani nu exista o alegere specială de module de la un producător ucrainean pentru un cumpărător.
Utilizarea energiei solare este o alternativă la sursele de energie neregenerabile. Tehnologiile moderne fac posibilă utilizarea panourilor solare pentru iluminatul stradal, încălzirea și iluminatul caselor mici. Astăzi, panourile solare pentru căsuțele de vară nu mai sunt neobișnuite, care permit asigurarea economiei cu energie electrică vara.
Panouri solare
Un dispozitiv care este un numar mare de convertoare fotovoltaice conectate într-un singur sistem și există o baterie solară.
Pentru o baterie solară, este important să existe lumină solară directă, a cărei energie este transformată în curent electric.
Bateriile sunt instalate în zonele în care zilele însorite sunt cea mai mare parte a anului. Adevărat, latitudinea geografică afectează și eficiența panourilor solare. La urma urmei, cu cât mai departe de pol, cu atât razele soarelui sunt mai puternice. Dar chiar și în centrul Rusiei iarna, panourile solare reduc consumul de energie electrică din rețelele publice, iar vara devine posibil chiar să-și vândă surplusul.
Celulele solare sunt monocristaline, policristaline și cu peliculă subțire.
Cristalele direcționate în direcții diferite în bateriile policristaline reduc dependența de lumina directă a soarelui. Astfel de baterii sunt cele mai comune astăzi, sunt folosite pentru iluminarea clădirilor publice și a caselor private. De multe ori se găsește deja și este de tip policristalin.
Panouri solare pentru cabane de vara
Până de curând, principalul argument împotriva instalării a fost costul acestora. Astăzi, industria autohtonă începe să producă aceste produse, prețurile pentru ele sunt din ce în ce mai mici, alegerea este mai largă, iar serviciile sunt mai accesibile.
Tehnologiile moderne sunt destul de capabile să facă față iluminatului site-ului și să asigure funcționarea aparatelor de uz casnic. Adevărat, aceasta necesită o baterie și, de asemenea, un controler de încărcare și un invertor care transformă curentul continuu în curent alternativ.
Astăzi puteți cumpăra un set gata făcut de minicentrale solare pentru o reședință de vară sau o casă mică cu autonomie de lucru pentru 24 de ore. Puterea unei astfel de centrale electrice este de 235 W cu o putere a bateriei de 2,4 kW * h.
Baterii solare
Bateriile reîncărcabile sunt un echipament important într-un sistem solar modern.
În zilele însorite, panourile solare generează mult mai multă energie electrică decât consumă aparatele electrice, iar noaptea, când iluminarea este deosebit de importantă, nu funcționează deloc. Aceasta înseamnă că este necesară acumularea și stocarea energiei electrice pentru utilizarea sa ulterioară.
Reîncărcabil și proiectat pentru alimentare uniformă și neîntreruptă.
De asemenea, bateriile de acumulatori acoperă sarcinile de vârf care sunt prea mari pentru modulele fotovoltaice, utilizează energia acumulată în întuneric, compensează diferența dintre energia generată și cea consumată pe vreme înnorată.
Metode de conectare a bateriei
Cel mai adesea, o baterie nu este suficientă pentru funcționarea completă a unei centrale solare și trebuie să utilizați mai multe baterii de același tip. Experții consideră că, în general, ar trebui să fie din același lot.
Pentru a crește capacitatea totală a sistemului, se folosesc trei metode de conectare (comutare) a bateriei.
Când sunt conectate în paralel, se adaugă capacitățile tuturor bateriilor, iar tensiunea totală este egală cu tensiunea dintr-un dispozitiv.
O conexiune în serie, pe de altă parte, permite însumarea tuturor tensiunilor, iar capacitatea rămâne egală cu capacitatea unei baterii din circuit.
Cea mai productivă este conexiunea combinată serie-paralel, în care se însumează atât tensiunile, cât și capacitățile.
Adevărat, cu o astfel de conexiune, bateriile sunt supuse unui dezechilibru, adică tensiunea totală va fi calculată constant, dar pentru fiecare baterie individuală, citirile sale se vor schimba. Acest fenomen duce la faptul că unele dintre baterii sunt subîncărcate, iar altele sunt încărcate peste normal, iar resursa este epuizată prematur.
Prin urmare, setul complet al fiecărui sistem solar include în mod necesar un controler de încărcare a bateriei solare și jumperi, cu ajutorul cărora punctele de mijloc sunt conectate pentru a autoegaliza tensiunea din baterie.
Caracteristicile bateriilor pentru sisteme solare
Un pachet de baterii pentru o celulă solară trebuie să îndeplinească o varietate de cerințe. Trebuie să reziste la un număr mare de cicluri de încărcare/descărcare. În acest caz, auto-descărcarea ar trebui să fie minimă, iar magnitudinea curentului de încărcare ar trebui să fie mare, iar intervalul de temperatură de funcționare ar trebui să fie larg.
Astăzi, producătorii produc deja baterii speciale de stocare, așa-numitele baterii solare, care îndeplinesc pe deplin aceste cerințe.
Un set de panouri solare cu astfel de dispozitive și un controler de încărcare vă permite să acumulați energie și să o stocați eficienta maxima... Un invertor de rețea - convertiți-l pentru a conecta aparate electrocasnice și iluminat.
Criterii de alegere
Trebuie să alegeți în funcție de mai mulți parametri.
Cel mai important dintre acestea este capacitatea. Pe baza consumului de energie necesar, indicatorul de capacitate calculată este calculat, crește cu 35-50% și deja unul sau mai multe dispozitive pentru conexiune paralelă sunt selectate pe baza acestuia. O baterie cu capacitate suficientă reține energie până la 4 zile.
Durata de descărcare și încărcare. Dintre două dispozitive cu aceeași capacitate, este de preferat cel care necesită un timp de încărcare mai scurt.
Capacitatea unei baterii plumb-acid depinde de masa plumbului din ea, prin urmare, cu cât este mai mare masa bateriei, cu atât este mai mare capacitatea sa reală. Atunci când alegeți, trebuie să acordați atenție greutății și dimensiunilor dispozitivului.
Producătorii stabilesc pentru produsele lor o gamă de temperaturi de funcționare și frecvență de întreținere, cărora ar trebui să li se acorde atenție și acestor indicatori.
Documentele însoțitoare indică întotdeauna perioada de utilizare a bateriei, numărul de cicluri de descărcare (cu cât acest indicator este mai mare, cu atât mai bine) și cantitatea de autodescărcare pe lună.
La calcularea parametrilor bateriei de stocare, este necesar să se țină cont de pierderile de energie în timpul stocării și transformării acesteia. Eficiența dispozitivelor moderne pentru sisteme solare este de aproximativ 85%.
Tipuri de baterii solare
Bateriile auto convenționale nu sunt proiectate pentru un număr mare de cicluri și se caracterizează printr-o autodescărcare semnificativă. Pentru stațiile solare se folosesc dispozitive complet diferite.
1. Bateriile AGM, în construcția cărora electrolitul se află în stare legată între covorașele de sticlă absorbantă. Un astfel de dispozitiv poate fi operat în orice poziție; la un preț scăzut și o adâncime de încărcare de aproximativ 80%, poate rezista până la 500 de cicluri și se caracterizează printr-un nivel ridicat de încărcare.
Durata de viață nu este atât de lungă - 5 ani, iar intervalul de temperatură de funcționare este limitat la 15-25 ° C, dar se încarcă rapid - durează mai puțin de 8 ore pentru recuperarea completă, pot fi transportate în stare încărcată și operate într-o încăpere cu ventilație insuficientă.
Bateriile AGM eșuează rapid din cauza supraîncărcării, dar tolerează destul de satisfăcător încărcarea insuficientă.
2. Bateria cu gel solar poate funcționa și în orice poziție. Electrolitul de gel asemănător jeleului este reținut în porii gelului de silice, care acționează ca un separator pentru plăci. Avantajul incontestabil al acestui design este că electrozii nu se sfărâmă, deoarece tot spațiul liber este umplut cu gel, ceea ce înseamnă că este exclusă posibilitatea unui scurtcircuit. În plus, pot rezista la o descărcare completă și la un număr semnificativ de cicluri, de aproximativ o dată și jumătate mai mult decât bateriile AGM similare. Dar și prețul lor este vizibil mai mare.
În ciuda prețului, bateriile cu gel sunt mai economice, nu necesită întreținere, pot fi într-o stare complet descărcată fără deteriorare timp de câteva zile, pierderile de energie din ele sunt nesemnificative din cauza autodescărcării scăzute.
3. Bateriile OPzS, așa-numitele dispozitive de umplere fără întreținere cu electrolit lichid, sunt special concepute pentru descărcarea de curent scăzut. Ele pot rezista la un număr foarte mare de cicluri profunde, sunt utilizate, de regulă, în sisteme solare puternice și costisitoare și sunt destul de scumpe.
Controler de încărcare solară
Dispozitivele electronice sunt concepute pentru a controla și regla nivelul de încărcare al bateriei. Ei sunt cei care protejează bateria atât de descărcarea completă, cât și de supraîncărcare.
Controlerele de încărcare sunt elemente foarte importante ale panourilor solare. Ele asigură încărcarea bateriei în mai multe etape, oprire automată la încărcare completă a bateriei și la încărcare minimă - sarcini, conectarea modulelor fotovoltaice atunci când bateria trebuie încărcată și reconectarea sarcinilor după încărcare.
Cel mai ieftin și mai primitiv tip de controlere On/Off deconectează panourile solare de la baterie atunci când tensiunea atinge limita, împiedicând bateriile să se încarce complet și reducându-le astfel resursele.
Controlerele PWM care funcționează pe PWM (Pulse Width Modulation) sunt tehnologii care sunt economice și eficiente în zonele cu activitate solară ridicată. Se opresc din încărcare, permițând bateriei să se încarce complet. Astfel de dispozitive sunt instalate în sisteme de putere redusă, de până la 2 kW, cu o baterie de capacitate redusă.
Controlerele MPPT controlează vârfurile maxime de energie. Sunt cele mai eficiente în sistemele solare, dar sunt și mult mai scumpe decât alte modele.
Producători de baterii solare
Nu există mulți producători de acest tip de produs pe piața rusă.
CSB Battery Co., Ltd (Taiwan) oferă baterii plumb-acid, fabricate după o durată de viață de până la 10 ani, evaluate pentru 12 V, cu o capacitate de 26 până la 100 A * h la un preț de 2,6 până la 8,2 mii .ruble.
Aproximativ aceleași baterii sunt produse de Shandong Sacred Sun Power Sources Co., Ltd (China).
HAZE Battery Company Ltd (Marea Britanie) furnizează baterii cu gel cu o durată de viață de până la 12 ani, o tensiune de funcționare de 12 V, o capacitate de 15 până la 230 A * h și un interval de temperatură de la -20 la +50 ° C la prețuri de la 7 la 28 mii de ruble ...
SSKGroup (Rusia-Belgia) produce baterii gel fiabile pentru panouri solare cu un dispozitiv de oprire a flăcării cu o durată de viață de 15 ani, cu o capacitate de 100 până la 180 A * h la prețuri cuprinse între 11 și 19 mii de ruble.
Producători de celule solare
Principalii producători de panouri solare au fost de multă vreme Japonia, Germania, Statele Unite și China. Panourile solare rusești sunt asamblate din materiale produse în aceste țări. Cele mai populare panouri solare autohtone cu un preț accesibil sunt fabricate din siliciu policristalin produs în Germania și SUA.
Astăzi, producătorii ruși nu numai că produc module solare, ci și dezvoltă altele noi, cum ar fi, de exemplu, Kvant din Moscova.
Compania din Krasnodar „Solar Wind” produce nu numai module, ci și stații solare de acasă gata făcute. Proiectează sisteme solare gata făcute și SolarInnTech de la Zelenograd.
Pe piața internă există tot mai multe echipamente pentru sisteme solare, inclusiv proiecte standard gata făcute. Dar, cu unele abilități de inginerie și perseverență, puteți calcula independent sistemul pentru condiții specifice de funcționare și puteți selecta echipamentele necesare: panouri solare, baterii, controlere diferiți producătoriîntr-o gamă largă de prețuri. În același timp, puteți economisi anumite componente, adunându-le singur din materiale vechi, de exemplu, un controler.
Au fost testate pe teren pe multe instalații. Practica a arătat că durata de viață depășește 30 de ani. Instalațiile fotovoltaice care funcționează în Europa și SUA de aproximativ 25 de ani au prezentat o scădere a puterii modulelor cu aproximativ 10%. Astfel, putem vorbi despre durata de viață reală a modulelor solare monocristaline de 30 de ani sau mai mult. Modulele policristaline funcționează de obicei timp de 20 de ani sau mai mult. Modulele de siliciu amorf (cu peliculă subțire sau flexibile) au o durată de viață de 7 (prima generație de tehnologii cu film subțire) până la 20 (a doua generație de tehnologii cu film subțire) de ani.
Modulele solare se degradează de obicei mai repede în primii 2 ani de funcționare. Modulele cu peliculă subțire își pierd 10 până la 30% din putere în primii 2 ani de funcționare, așa că, de obicei, cele noi au o rezervă de putere de aproximativ 15-20%. Modulele de siliciu cristalin reprezintă în prezent aproximativ 90% din piața modulelor fotovoltaice. degradarea lor este mult mai mică și durata lor de viață este mai lungă decât cea a altor tipuri de module solare (vezi tabelul de mai jos).
Cât de repede se degradează / își pierd eficiența panourile solare?
Degradarea tipică a puterii panourilor solare este de 0,5% pe an. După cum sa menționat mai sus, panourile solare cu peliculă subțire (a-Si, CdTe și CIGS) se degradează mai repede decât panourile mono și policristaline. Mai jos este un tabel cu date despre degradarea panourilor solare produse înainte de 2000 și după 2000. :
Care este durata de viață estimată a panourilor solare?
Mai jos este un grafic al unei garanții tipice de putere a panoului solar de la diverși producători:
După cum puteți vedea, majoritatea producătorilor garantează funcționarea modulelor solare timp de 25 de ani, în timp ce reducerea puterii nu va depăși 20% până la sfârșitul acestei perioade.
Mulți producători oferă o garanție pentru modulele lor pe o perioadă de 10 până la 25 de ani. În același timp, acestea garantează că puterea modulelor în 10 ani va scădea cu cel mult 10%. Deteriorările mecanice sunt de obicei garantate pentru o perioadă de 1 până la 5 ani.
Ce se va întâmpla cu panourile mele solare după 25 de ani de utilizare?
Sincer, nu știm. Încă nu există date statistice suficiente cu privire la această problemă, de vreme ce fotovoltaica este o industrie destul de tânără, iar marea majoritate a modulelor sunt în prezent în funcțiune. făcut cu mai puțin de 10 ani în urmă. Cu toate acestea, datele existente sugerează că panourile solare vor funcționa mult mai mult decât cei 25 de ani promisi de producători:
- Panoul solar de 33W (Arco Solar 16-2000) funcționează de fapt mai bine decât specificațiile promise după 30 de ani de funcționare.
- Primul panou solar din lume funcționează de 60 de ani.
- Kyocera a raportat despre instalațiile solare care continuă să funcționeze cu succes și fiabil după 30 de ani de funcționare.
Degradarea maximă este de obicei garantată de producători să nu depășească 20% pe o perioadă de 25 de ani. Cu toate acestea, măsurătorile efectuate asupra modulelor care funcționează efectiv din 1980 arată că producția acestora a scăzut cu cel mult 10%. Multe dintre aceste module încă funcționează cu parametrii declarați în timpul producției (adică, nu există nicio degradare). Prin urmare, putem spune cu siguranță că modulele vor funcționa cel puțin 20 de ani și, cu o mare probabilitate, vor oferi performanțe ridicate chiar și după 30 de ani de la data începerii lor.
Tehnologia modernă a panourilor solare s-a îmbunătățit dramatic, iar panourile solare care sunt acum comercializate sunt și mai fiabile, mai stabile și mai eficiente.
Toate acestea înseamnă că, dacă, la calcularea rambursării plății centralelor solare, s-a presupus că durata de viață a panourilor solare este de 20 de ani, atunci acestea vor genera energie electrică gratuit.
Suntem încrezători că panourile solare de înaltă calitate vor funcționa și vor genera energie electrică în 30 - 40 de ani de la instalare.
Ce se poate face pentru a crește durata de viață a panourilor solare?
- Evitați deteriorarea fizică a panoului (de exemplu, căderea copacilor, a ramurilor, a fi suflat de vânt, a zgâria modulului). Cu cât sunt mai multe zgârieturi pe suprafața modulului, cu atât eficiența acestuia este mai mică. În cel mai rău caz, umezeala și apa pot intra între sticlă și folia de protecție și pot duce la scurt circuitși/sau coroziunea contactelor celulelor solare.
- Întreținerea și curățarea regulată este foarte importantă. Vedeți Cel mai bun mod de curățare a panourilor solare.
- Cu cât sunt mai severe condițiile climatice în care funcționează panourile solare, cu atât mai repede se vor degrada. Prin urmare, în unele cazuri este logic să instalați structuri de barieră împotriva vântului.
Care este durata de viață a celorlalte componente din sistemul de energie solară?
Alte componente ale sistemului au o durată de viață diferită: bateriile au o durată de viață de 2 până la 15 ani (în medie 4-10 ani), iar electronicele de putere au o durată de viață de 5 până la 20 de ani (în medie 10-12 ani)
Continuați lectură
Cum să alegeți celulele și modulele solare potrivite În primul rând, trebuie să acordați atenție parametrilor tehnici ai modulului solar. Cele principale sunt enumerate mai jos. De asemenea, trebuie să verificați manopera și absența defectelor vizuale pe celulele solare, sticlă, folie de protecție și cadru ...
Panourile solare pot fi cumpărate pentru alimentarea cu energie a unei case private, a unei case de vară sau a altor spații. Complexitatea alegerii lor constă în necesitatea de a crea un sistem echilibrat de elemente diferite. Acestea includ: panouri foto și baterie, invertor și controler.
Cum funcționează și funcționează bateria solară
Bateria solară este o sursă independentă de energie electrică. Dispozitivul constă dintr-o serie de semiconductori care transformă radiația solară în curent. Panourile absorbante variază în dimensiune de la câțiva milimetri la câțiva metri.
Bateria este formată din două straturi cu conductivitate diferită. Energia solară scoate electronii din catod și ei cad în deșerturile anodului. Se dovedește ciclul lor. Din punct de vedere istoric, prima celulă solară a fost seleniul. Dar productivitatea lui era scăzută.
În 1954, reprezentanții companiei de telecomunicații din SUA au propus înlocuirea acestuia cu siliciu. Și după 4 ani, un satelit a fost lansat pe o celulă foto de pe acesta. Eficiența materialului monocristalin este de 17%, iar a materialului policristalin - 15%.
De la producerea primelor panouri solare, costul acestora a scăzut semnificativ.
Pentru o durată lungă de viață, elementele dispozitivului sunt manevrate de diode. Ceea ce reduce rezistența finală a circuitului. De obicei sunt plasate pe fiecare sfert din lungimea bateriei. Acest design este deosebit de important atunci când unele dintre panouri sunt la umbră. Diodele nu le permit să se transforme în consumatori actuali.
Electricitatea acumulată este stocată în baterie. Tensiunea este mai mică decât potențialul de intrare. Procesul de încărcare și viteza acestuia sunt verificate de un controler special.
Dispozitivele de stocare a energiei cu plumb și gel sunt considerate eficiente. Durata lor de viață este de 10-15 ani.
Excesul de curent este absorbit de rezistor. Invertoarele sunt folosite pentru a converti tensiunea continuă în tensiune alternativă.
Performanța unei celule solare depinde de unghiul de înclinare a acesteia și de direcția cardinală în care este îndreptată. Deci, rezultatul maxim va fi dintr-o astfel de plasare a dispozitivului:
- sud la un unghi de 30 ° - eficiență 100%,
- sud-est / sud-vest la un unghi de 30 ° - 93%,
- spre est/vest la un unghi de 93 °.
Beneficiile și eficacitatea dispozitivelor independente
Ei cumpără panouri solare pentru cabane de vară, case private, hoteluri din orașele stațiuni. Utilizatorii notează o serie de avantaje competitive:
- sursă inepuizabilă de energie,
- accesibilitate generală în orice localitate,
- siguranța mediului,
- silențialitatea sistemului,
- durată lungă de viață de până la 25 de ani,
- sprijin de stat pentru dezvoltarea surselor alternative de energie electrică în țările europene,
- capacitatea de a monta panouri suplimentare pentru a extinde sistemul,
- probabilitate scăzută de rupere,
- energia liberă în sine,
- autonomie a sistemului.
Dezavantajele panourilor solare pentru casă
Utilizarea panourilor solare vine cu o serie de dezavantaje:
- cost ridicat al sistemului,
- necesitatea unui depozit unic de o sumă mare,
- performanță scăzută în comparație cu sursele de alimentare tradiționale,
- nevoia de spațiu pentru amplasarea componentelor suplimentare,
- perioadă lungă de rambursare,
- nevoia de îngrijire constantă,
- probleme de eliminare a bateriei,
- probabilitatea furtului de echipamente scumpe,
- ineficiență iarna, anotimpurile cu ceață și noros.
Când panourile solare sunt recomandabile
Costul unei surse de alimentare autonome depinde de capacitatea și performanța acesteia. Și cu cât este mai mare, cu atât prețul unităților componentelor sale este mai mic.
Panourile solare puternice pot fi achiziționate de la 330 USD până la 530 USD. Pentru a asigura o casă pentru 4 persoane cu energie electrică, va fi necesar să se investească 15-25 mii USD.
În Europa de Vest, cererea pentru surse alternative de hrană este mai mare, deoarece există o bogăție mai mare de oameni. În plus, există posibilitatea transferului energiei acumulate în rețeaua generală. În același timp, prețul de achiziție de la stat este mai mare decât tarifele de consum.
Este recomandabil să folosiți puterea panourilor solare atunci când există o lipsă de energie electrică în regiune. De exemplu, într-un oraș stațiune, unde sunt introduse restricții de consum în timpul „sezonului”.
Sau casa este departe de sursa de alimentare. Și așezarea unei rețele de fire este mai scumpă decât costul bateriilor.
Este mai bine să folosiți energia soarelui atunci când ceața și vremea rea nu îi împiedică curgerea. De exemplu, în sudul țării pe un deal.
Pentru mai multă eficiență a panoului solar, urmați instrucțiunile de instalare care vin de la producător.
Moduri de alimentare autonome
Atunci când alegeți un sistem de alimentare cu energie solară, trebuie luată în considerare puterea maximă necesară de la acesta. Se calculează prin însumarea capacităților tuturor uneltelor de uz casnic și a altor consumatori de electricitate. De asemenea, trebuie să determinați rata medie zilnică. Depinde de modul de autonomie față de rețeaua generală.
Înlocuirea completă a sursei obișnuite de alimentare, însoțită de o deconectare de la sursa de alimentare a orașului. Cantitatea necesară de putere este determinată de citirile contorului pentru perioadele anterioare. În același timp, este indicat să se țină cont de eventualii viitori consumatori de electricitate, rezerva pentru care este mai bine să fie făcută în avans. De obicei aveți nevoie de cel puțin 600 kW pe lună pentru a asigura o casă pentru 3-4 persoane.
Cu o alimentare parțială, puterea principală provine din rețea, restul de la panouri solare. Dispozitivele, dispozitivele și sistemele care necesită mai mult de 2 kW/h sau 5 kW/zi rămân pe o sursă de energie tradițională. De exemplu, încălzire prin pardoseală, boiler electric, mașină de spălat, încălzire, fier de călcat. Acest mod va necesita 2 - 2,5 kW / h.
Furnizarea moderată de energie electrică schimbă modul în care trăiești. Munca mare, ca o spălare mare, se efectuează periodic de 1 - 2 ori pe lună. În timpul unei perioade de activitate solară intensă. Încălzirea apei este, de asemenea, limitată la furnizarea orară. Sistemul necesită 150 kW pe lună cu un consum mediu posibil de energie de 4 - 6 kW/h. Puterea de vârf poate ajunge la 10 kW/h.
În modul de bază, se utilizează 100 kW pe lună. Proprietarii se află într-o stare de economisire a energiei, monitorizează constant aprinderea luminii și a altor consumatori actuali. Lucrările care necesită multă putere se efectuează înainte de prânz. Pentru ca bateria să fi acumulat o cantitate suficientă de încărcare până seara.
Modul de urgență este utilizat în situații de urgență și timp de câteva zile. După aceea, ar trebui să restabilească nivelul obișnuit de alimentare din rețea. Este folosit pentru a asigura nevoile de bază ale locuitorilor casei. Consumul mediu de energie pe zi nu depășește 2 kW cu o valoare de vârf de 6 kW/h.
După ce ați determinat nivelul de energie necesar, puteți continua cu selectarea unui sistem solar specific.
Alegerea panourilor solare
Panourile solare au următoarele caracteristici:
- marimea,
- material de fabricatie,
- putere,
- tensiune nominală și la putere de vârf,
- curent la putere maximă,
- scurt circuit
- intervalul de temperatură de funcționare,
- durata de viață.
Atunci când alegeți fotocelule, trebuie să luați în considerare toți indicatorii de mai sus.
Pentru a atinge nivelul de tensiune necesar, panourile sunt conectate în paralel în blocuri. Este important să înțelegeți că elementele de același tip sunt folosite pentru a combina. Dar, dacă alegerea este între o baterie mare sau o pereche de altele mici, atunci este mai bine să acordați preferință primei opțiuni. Deoarece nu există conexiuni suplimentare în acesta, ceea ce crește fiabilitatea structurii.
Dimensiunile tipice ale panourilor sunt de 1 - 2 m² la 220 - 250 wați.
Bateriile moderne sunt fabricate din siliciu.
Cât costă o celulă solară depinde de tipul acesteia. Panourile foto sunt mono- și policristaline. Primele se remarcă printr-o eficiență mai mare la nivelul de 17,5% cu un indicator comparativ de 15% din analog. Dar costul lor este mai mare. Dar în structura finită, la transformarea energiei primite în costuri, costul de 1 Watt este aproximativ egal. Durata de viață a panourilor este aceeași. Dar activitatea soarelui nu este constantă în diferite perioade ale anului. Prin urmare, este de preferat să achiziționați celule solare monocristaline.
Tensiunea nominală este măsura pentru care dispozitivul este proiectat în condiții normale de funcționare. În același timp, maximul este mai mare cu 5 - 10%.
În cazul panourilor solare, dați preferință panourilor de 24 volți. Un indicator mai mare este rar. Și dispozitivele de 12 V sunt proiectate pentru sisteme mici. Ele sunt de obicei folosite din motive arhitecturale atunci când spațiul pentru o baterie este limitat.
Instalația este capabilă să funcționeze la o anumită temperatură. Soluția optimă este intervalul de la -40 ° C la + 90 ° C.
Potrivit recenziilor consumatorilor, panourile solare funcționează corect timp de 20 până la 25 de ani. Mai mult, eficacitatea lor scade cu 7 - 8% la fiecare 10 ani.
Alegerea unui controler și invertor
Controlerul este montat între panoul solar și baterie. Controlează nivelul tensiunii care vine de la panourile foto, în funcție de nivelul de încărcare al depozitului de energie. Deci, la o acumulare de 100%, supraîncărcarea este prevenită prin deconectarea alimentării cu tensiune a bateriei.
Tehnologiile scumpe urmăresc modificările fluxurilor de intrare și le echilibrează. Acest lucru obține cea mai mare performanță posibilă a bateriei în orice moment al zilei sau sezonului. Controlerele de urmărire a punctului de putere maximă sunt utile în sistemele mari. Și atunci când furnizați energie unei case private, un model destul de simplificat. De exemplu, tip PWM.
Astfel de dispozitive, cu un nivel de încărcare a bateriei de 80% sau mai mult, reduc tensiunea bateriei solare și o mențin. În comparație, controlerele ON / OFF, care sunt cel mai ieftin echivalent, pur și simplu opresc sistemul.
De asemenea, este important ca unitatea de control să poată compensa temperatura și să-și asume alegerea tipului de baterie.
Producătorii de panouri solare, atunci când renunță la controler, recomandă măsurarea constantă a încărcării bateriei cu un voltmetru. Și, dacă este necesar, opriți manual sistemul. Deoarece supraîncărcarea scade durata de viață a unității.
Invertorul convertește tensiunea DC în tensiune AC. Tensiunea nominală de intrare ar trebui să fie legată de puterea dispozitivului. Deci, cu puterea sa de 600 W, este suficient U = 24 V și, în consecință, 48 V cu o putere mai mare.
Dacă vorbim despre tipurile de invertor, atunci cea mai mică bătaie de cap va fi un dispozitiv sinusoidal.
Un indicator indirect este greutatea echipamentului. Deoarece transformatorul are o masă semnificativă, atunci în mod convențional 1 kg de invertor ajunge la 100 W. Prin urmare, un convertor de înaltă calitate de 1000 W cântărește 8 - 10 kg.
Puterea nominală de ieșire trebuie să fie egală cu puterea tuturor consumatorilor electrici.
Selectarea bateriei
Bateria trebuie aleasă în funcție de cantitatea de energie pe care o va stoca. Pentru aceasta se determină necesarul zilnic de energie pentru diferiți consumatori. Aceasta face o ajustare suplimentară de 10% pentru pierderile de conversie din invertor.
Dacă panourile solare vor fi o sursă de energie autonomă, atunci cantitatea maximă posibilă de încărcare a bateriei este importantă. Și în cazul modului de rezervă sau de urgență al sistemului, este necesar să se acorde preferință bateriilor cu o durată lungă de viață.
Bateriile de pornire necesită întreținere constantă și sunt utilizate cu putere redusă a sistemului. Omoloagele din gel sunt mai puțin solicitante de întreținut și pot stoca mai multă energie. Bateriile sigilate și inundate oferă o durată lungă de funcționare la niveluri mari de putere. AGM-urile sunt utilizate în principal pentru modul de economisire a energiei în standby.
Cu aceleași caracteristici, omologul mai greu va avea cea mai bună performanță reală.
Întreținere baterie solară
Panourile solare necesită mai multă întreținere decât o rețea fixă. Suprafața lor trebuie curățată sistematic de murdărie. Cum ar fi excremente de păsări, praf, urme de precipitații. Deoarece panourile murdare absorb mai puțină energie solară.
Pentru curățare, este suficient să le spălați cu un jet de apă dintr-un furtun. Și pentru a îndepărta zăpada, folosește un băț ca un mop vechi cu un strat de cauciuc.
De asemenea, este necesar să tăiați ramurile copacilor care aruncă umbre pe suprafața bateriilor. În mod ideal, este mai bine să nu existe deloc plantații înalte pe teritoriul adiacent al casei.
Verificați starea suporturilor sistemului de două ori pe an. Schimbați-le dacă este necesar.
Înainte de a instala o sursă de alimentare autonomă, apar de obicei două întrebări: „Cât va dura sistemul?” și „Cât timp va plăti?” La urma urmei, de răspunsurile la aceste întrebări depinde oportunitatea costurilor de achiziție și instalare a unui circuit autonom. Durata de viață a panourilor solare variază. Depinde în primul rând de tipul de panouri în sine.
Termenii serviciului
După cum au arătat testele practice, durata de viață a panourilor solare este de cel puțin 20 de ani. După o anumită perioadă de timp (15-20 de ani, în funcție de tipul și caracteristicile fotocelulelor), se observă o scădere ușoară a puterii, care continuă și în viitor. De regulă, bateriile pe bază de monocristale funcționează până la 30 de ani, pe policristale - 20-25 de ani. Bateriile cu film subțire de ultimă generație durează și aproximativ 20 de ani.
Garanția standard pentru majoritatea producătorilor de panouri solare variază destul de mult - de la 10 la 25 de ani. Această răspândire este asociată cu caracteristicile fotocelulelor în sine, tipul lor (poli-, mono-), clasa („A”, „B”, „C”), calitatea capacului frontal de protecție etc.
Producătorii garantează că în această perioadă capacitatea produselor lor va scădea cu cel mult 10%. O scădere a puterii cu o cantitate mai semnificativă este plină de o scădere critică a producției întregului sistem, deoarece fiecare watt de energie produs este foarte important pentru centralele solare. Bateriile cu siliciu amorf pierd de obicei 10-40% din putere în primele sezoane, după care producția lor „îngheață” la acest nivel.
Ce afectează durata de viață
Durata de viață standard a panourilor solare cristaline este de 30 de ani. Pentru a afla rata de îmbătrânire reală a elementelor, se efectuează o serie întreagă de diferite tipuri de teste. Ele arată că fotocelulele în sine au o durată de viață foarte lungă, degradarea lor după câteva decenii de utilizare este minimă.
Scăderea performanței panourilor solare este asociată cu trei factori:
- distrugerea filmului de etanșare a modulului;
- întunecarea stratului de film între fotocelule și sticla de protecție;
- distrugerea peliculei din spate a bateriei solare.
Pentru a etanșa panourile solare (precum și ca strat de peliculă), se folosește o peliculă EVA (etilenă vinil acetat, așa-numita „etilenă vinil acetat”). Partea din spate a panoului este de obicei o peliculă de polivinil fosfat.
O astfel de protecție a filmului este necesară pentru a proteja fotocelulele și îmbinările lipite ale panoului de umiditate. Sub influența razelor UV ale spectrului solar, peliculele sunt distruse treptat, își pierd elasticitatea și sunt mai ușor susceptibile la stres mecanic. Ca urmare, etanșeitatea se deteriorează și umiditatea începe să se infiltreze mai activ în interiorul panoului.
În plus, filmul EVA dintre sticlă și fotocelule își pierde și transparența optică, ceea ce duce la o scădere a absorbției luminii solare. Și datorită micropicăturilor de umiditate, îmbinările lipite încep să se corodeze treptat, ceea ce duce la o creștere a rezistenței la contact, la supraîncălzirea și distrugerea ulterioară a acesteia.
De regulă, producătorii garantează nu mai mult de 20% degradare a performanței panourilor solare pe o perioadă de 25 de ani. Cu toate acestea, acest lucru se aplică numai companiilor de renume care monitorizează cu atenție calitatea produselor. Companiile mai puțin conștiincioase la asamblarea panourilor economisesc totul pentru a stabili prețul final al produsului cât mai mic.
Astfel de economii duc la faptul că pentru etanșare sunt utilizate materiale de proastă calitate (sau nepotrivite pentru condițiile specifice ale panourilor solare). Ca urmare, distrugerea contactelor poate fi observată încă din sezonul următor, ceea ce duce la o scădere bruscă a puterii (până la 30-40%). Mai ales des, acest fenomen poate fi observat la lămpile ieftine de grădină cu baterii foto.
Factori suplimentari
Durata de viață este influențată, de asemenea, de calitatea filmului EVA în sine, precum și de stratul protector de laminat. O acoperire de proastă calitate dă o contracție vizibilă încă din primul sezon. Acest lucru duce la o depresurizare aproape completă a panoului, o scădere bruscă a eficienței și defectarea produsului.
Un alt aspect este grosimea conductorilor de legătură și a barelor colectoare. Trebuie să fie suficient să treacă curenți de exact puterea menționată în pașaportul panoului solar. Mai mult, grosimea barelor trebuie să fie mai mare decât cea a conductorilor care leagă fotocelulele. Dacă anvelopa este prea subțire (ceea ce se găsește adesea în panourile ieftine ale companiilor puțin cunoscute), atunci va eșua în curând.
De asemenea, afectează durata de viață și calitatea îmbinărilor lipite. O lipire prost executată se va defecta foarte repede și fără coroziune, deoarece aceste contacte se supraîncălzi. Prin urmare, fiabilitatea îmbinărilor lipite este o condiție indispensabilă pentru performanța pe termen lung.
Perioada de rambursare
Perioada de rambursare a panourilor solare depinde de mai mulți factori:
- Tipul echipamentului (policelule sau monocelule, structură de celule solare cu un singur strat sau multistrat). Costurile inițiale depind de aceasta, deoarece costul panourilor solare tipuri diferite variaza destul de mult.
- Numărul de panouri care trebuie instalate. De aceea, este foarte important să efectuați în prealabil un calcul precis al întregului sistem.
- Latitudinea geografică, mai precis, magnitudinea insolației: cu cât soarele lovește mai mult suprafața de lucru a modulului, cu atât generează mai multă energie și cu atât mai repede „combate” costurile.
- Prețurile energiei în regiune. Diferența dintre costul energiei generate de soare și energia primită de la rețeaua centrală de energie va depinde de costul unui kilowatt-oră de energie electrică. Cu alte cuvinte, cu cât este mai profitabil să generezi „electricitate solară”.
În medie, pentru o casă privată, perioada de rambursare este de 2,5-3,5 ani în țările din Europa Centrală și de 1,5-2 ani în țările din sudul Europei. Pentru Rusia, acest indicator variază în intervalul mediu de la 2 la 5 ani. Cu toate acestea, trebuie amintit că, odată cu îmbunătățirea tehnologiilor de fabricație, eficiența (generarea de energie) a panourilor crește, ceea ce înseamnă că perioada de amortizare scade treptat.
