Плюсы и минусы солнечных панелей для дома

Содержание

Солнечные батареи – эффективный и бюджетный источник тепла

Достаточно внести в конструкцию электроды, и ток сможет свободно течь и питать электроприборы, или, если подключить аккумуляторные батареи, накапливать электроэнергию в них.

Применение солнечных батарей

В основе работы солнечных энергетических систем заложен принцип фотоэффекта, представляющий собой один из законов физики. Если описывать коротко его действие, то вся полученная энергия от солнечных батарей превращается в микроскопические разряды электрического тока.

Солнце является практически неограниченным и неисчерпаемым источником энергии. Даже той небольшой части, которая доходит до поверхности земли хватает, чтобы с достаточной эффективностью получать электрический ток. Современные установки на солнечных батареях становятся более производительными, активно используются в промышленности и в быту.

В частном доме и на даче они служат основным или дополнительным источником электроэнергии. Здесь больше возможностей и вариантов для их установки. Польза этих устройств особенно ощутима при отсутствии централизованного электроснабжения. Когда работает солнечная панель, все затраты, связанные с приобретением и установкой оборудования, окупаются в течение 5-10 лет, в зависимости от стоимости используемых компонентов.

Совершенно другая ситуация, когда планируется использование солнечных батарей в квартирах многоэтажных жилых домов. Здесь возникает много сложностей, преимущественно технического плана, поэтому их установка в квартирах нецелесообразна. Особенно это касается тех районов, где отсутствуют перебои с электроснабжением.

В первую очередь, потребуется множество согласований с различными органами, что само по себе достаточно сложно. Кроме того, дорогостоящая панель не может быть установлена должным образом, с подключением к сложным схемам управления. Ее полезная мощность не будет полностью реализована, поскольку солнечный свет попадает на поверхность фотоэлементов в ограниченном количестве. Монтажные работы крайне неудобные, а количество подходящих мест для установки ограничено площадью балкона.

В целом, задача конечно решаемая, но ее практическое воплощение будет стоить значительно дороже, чем в частном доме.

Также следует учитывать комплектацию оборудования, которое нужно правильно разместить. В комплект входит не только солнечные батареи для дома, но и аккумулятор, контроллер заряда, инвертор. Всем компонентам требуется определенная площадь, а для АКБ необходимо еще и отдельное помещение.

Выбор солнечной батареи

Исторически сложилось, что из всех известных кристаллических полупроводников для производства солнечных панелей чаще всего используют кремний. Во-первых, это очень распространенный элемент. Во-вторых, именно его издавна используют в микроэлектронике, и технологии выращивания кристаллов кремния хорошо отработаны.

Выбор делают, исходя из экономической целесообразности использования батареи того или иного типа в конкретной местности. В районах с мягким климатом, где нередки пасмурные дни, эффективность солнечных панелей для отопления будет низка. Солнечные коллекторы, напротив, все же смогут аккумулировать достаточно тепла. Там, где ясная погода не редкость, и солнечные панели обеспечат достаточное количество электроэнергии.

Эффективность преобразования энергии во многом зависит не только от солнечных батарей, но и от правильного выбора всей системы. Но, начинать выбор следует все-таки с панелей и быть при этом внимательным, поскольку они выпускаются в разных вариантах.

В основном спросом пользуются изделия на основе кристаллического кремния:

  • Монокристаллические. Наиболее мощные солнечные батареи. В этих панелях используются чистые кристаллы с односторонней направленностью и однородной структурой. Их КПД составляет 20-24%, и стоят они дороже других образцов. Внешний вид определяется по насыщенному синему цвету и отсутствию острых углов. Одна панель, мощностью 250 Вт стоит в среднем от 170 до 200 долларов.
  • Поликристаллические. Состоят из мелких частиц, объединенных в фотоэлементы. Их хаотичная направленность создает бледную неоднородную структуру. КПД этих панелей не превышает 18%. Благодаря более дешевому и простому производству, стоят они гораздо ниже. Цена изделия на 250 Вт составляет около 150 долларов.
  • Аморфные. Представляют собой гибкую или жесткую подложку, на которые методом напыления наносится гидрид кремния. Хорошо подходят для криволинейных поверхностей. Средний КПД – не более 10%. Отличаются хорошим поглощением света и наиболее эффективны при пасмурной погоде. Цена достаточно высокая, стоимость 150-ваттной панели – 250 долларов.
Предлагаем ознакомиться  Диагностика и ремонт системы отопления восстановление работы труб радиаторов циркуляционных насосов и котлов

Таким образом, выбор основан на таких критериях, как финансовые возможности потребителя и наличие свободных площадей. Если свободного места много, можно сэкономить и купить изделия из поликристаллов. При ограниченной площади лучше воспользоваться монокристаллическими панелями, чтобы получить от них максимум электроэнергии.

Что касается выбора всей системы, то здесь также возможны варианты:

  • Автономный. Данная схема используется при полном отсутствии стационарных электрических сетей. Требуются аккумуляторы с большей емкостью, для полного обеспечения потребностей в темное время суток и в пасмурную погоду.
  • Открытый. Не требуют АКБ, производят электричество только в дневное время. С наступлением темноты подача электричества осуществляется из общей сети через инвертор.
  • Комбинированный. Используется полный комплект оборудования. При пиковых нагрузках, когда АКБ не хватает, недостающее количество электроэнергии поступает из сети через инвертор.

Установка солнечной батареи

Плюсы и минусы солнечных панелей для дома

Cолнечные батареи для отопления дома работают как источник электрической энергии, непосредственно тепла они не выделяют. Ток, который получают от батареи, дает возможность запитать электрокалориферы, инфракрасные источники тепла. Как правило, все потребители работают от сети переменного тока, а фотоэлементы солнечных панелей поставляют постоянный ток.

Существует несколько правил, которые нужно неукоснительно соблюдать.

Монтаж солнечных батарей

  • Место для солнечных панелей не должно затеняться.
  • К солнечным батареям должен быть обеспечен легкий доступ для мытья и уборки снега.
  • Батареи устанавливаются в наклон. Оптимальный угол наклона в северном полушарии – угол, равный географической широте местности.
  • Батареи ориентируют строго на юг.
  • Монтаж производят на стены зданий, на крыши, на опоры, установленные на земле. В этом случае необходимо предусмотреть достаточное расстояние между панелями, чтобы они не затеняли друг друга. Алюминиевые рамки панелей имеют отверстия для крепежа, и для установки панелей не нужна особая оснастка.

Расчет солнечной батареи

Количество солнечных батарей зависит от потребностей в электроэнергии того или иного загородного дома. Для расчета нужной мощности, следует знать количество потребляемой энергии за установленный период. Если по счетчику выходит 100 кВт в месяц, то и панели должны вырабатывать соответствующее количество электроэнергии.

При расчетах следует учитывать, что преобразование солнечной энергии происходит только в светлое время суток. Заявленной мощности солнечная батарея сможет достичь лишь при ясном небе и воздействии излучения на поверхность под прямым углом. В случае изменения угла падения, мощность заметно снижается.

Как правило, для расчетов берется отрезок рабочего времени, равный 7 часам, когда устройства наиболее эффективны – с 9.00 до 16.00. В этот период вырабатывается 70% всей энергии, а остальные 30% поступают уже в условиях плохой видимости – ранним утром и поздним вечером. Причем это возможно только в летнее время.

Если перевести предварительные расчеты в цифры, то получится, что панели общей мощностью 1 кВт будут выдавать ежедневно 7 кВт*ч электроэнергии в период с 9 до 16 часов. В месяц получается 210 кВт*ч и дополнительные 30% (3 кВт*ч). Последняя цифра будет представлять собой определенный запас на случай переменной облачности. Если панели установлены стационарно и угол падения лучей постоянно меняется, то выдаваемая мощность будет ниже.

Предлагаем ознакомиться  Монтаж насосного оборудования скважин недорого в Москве и

От общей массы нужно отнять 5-6 пасмурных дней в летние месяцы. Еще больше таких дней весной и осенью при сокращенном световом дне. В эти периоды эффективность батарей снижается на 30-50%. Обязательно следует учитывать потери в аккумуляторе и в инверторе. Для зимы эти расчеты вообще не актуальны и одними солнечными батареями уже не обойтись.

Из расчетов следует, что невозможно получить 210 Квт*ч в месяц, используя всего одну панель в 1 кВт. Чтобы в реальности получить эту цифру, дополнительно нужны солнечные батареи, количество которых увеличивается в 2 и более раз, принять дополнительные меры по повышению эффективности оборудования.

Минусы

Желание иметь независимый от централизованного снабжения источник энергии есть у многих. Для того, чтобы ясно представить себе картину использования Солнца в качестве альтернативы, нужно хорошо уяснить все плюсы и минусы такой батареи для отопления дома.

Несомненные плюсы:

  • Независимое электро- и теплоснабжение. Даже в населенных пунктах с развитой инфраструктурой необходимо снизить зависимость от общих электрических сетей. В отдалении от цивилизации иметь солнечные батареи, позволяющие освещать и обогревать дом, особенно ценно.
  • Источник бесплатной электроэнергии. Тарифы на электричество постоянно поднимаются, а использование собственного источника энергии дает возможность сэкономить.
  • Долговечность работы. Срок службы солнечных панелей около 40 лет. Со временем КПД панели должен уменьшиться.
  • Экологичность выработки энергии, при ее производстве нет вредных выбросов в атмосферу.

Минусы установки солнечных батарей:Высокая стоимостьсамих солнечных панелей и сопутствующего оборудования. Стоит рассчитать период окупаемости установки и сравнить его со сроком ее службы. Со временем альтернативная энергетика станет доступнее, и этот минус сойдет на нет. Мощная установка, которая способна обеспечить потребности отопительных приборов, требует большой площади поверхности.

Использование солнечной энергетики уже сейчас дает массу преимуществ. Основные из них:

  • Бесплатное электричество. Сразу после установки и пуска домашней солнечной электростанции вам уже не нужно будет оплачивать счета за электроэнергию, ведь ее подарит солнце.
  • Тишина. В отличие от генераторов и других источников электроэнергии, солнечная станция работает абсолютно бесшумно.
  • Длительный срок службы. Сегодня средняя продолжительность гарантии на солнечные панели достигает 25 лет.
  • Простое обслуживание. Все, что вам потребуется – это регулярно смахивать пыль и снег с панелей.
  • Не занимает полезного места. Большинство панелей устанавливается на крыше, где есть постоянное освещение в течение светового дня. Впрочем, батарею можно установить и на холме, на расчищенном участке земли – где угодно.
  • Экологичность. В процессе эксплуатации панелей не вырабатывается никаких вредных выбросов и неприятных запахов.

Конечно же, все эти преимущества максимально полно раскрываются при правильной установке солнечных панелей. Поэтому стоит тщательно подобрать площадку для их размещения.

Плюсы и минусы солнечных панелей для домаПлюсы и минусы солнечных панелей для дома

У каждой медали есть обратная сторона. Это касается и альтернативных источников энергии. У солнечных панелей есть следующие минусы:

  • Цена. Стоимость установки качественной домашней станции приблизительно равна 8000-10000 долларов.
  • Непостоянство. Вам потребуется дополнительный источник энергии или аккумулятор для освещения дома в пасмурные дни и темное время суток.
  • Для больших объемов потребления придется заставлять панелями внушительную площадь, а это достаточно дорого.

Впрочем, минусов у альтернативных источников энергии меньше, чем плюсов. К тому же, решением известных проблем занимается множество ученых по всему миру. Солнечные панели постепенно совершенствуются, и в ближайшем будущем они станут еще лучше. Но уже сейчас можно воспользоваться ими для создания автономного источника чистого электричества.

Плюсы и минусы солнечных панелей для дома800525Плюсы и минусы солнечных панелей для дома

Предлагаем ознакомиться  Как поставить вентиль на батарею

Параметры аккумулятора, контроллера и инвертора

Минимальная емкость аккумуляторных батарей рассчитывается таким образом, чтобы обеспечивалось нормальное питание потребителей в темное время суток. Если в этот период потребляется электричество в размере 2-3 кВт*ч, то и АКБ должна содержать аналогичный запас энергии.

В качестве примера, какие аккумуляторы выбрать, можно взять батарею на 12 В, емкостью 200 ампер-часов. Теоретически она может выдать: 12 х 200 = 2400 Вт или 2,4 кВт. Однако батареи нельзя разряжать полностью, иначе они быстро потеряют свои качества и выйдут из строя. Максимальная разрядка специализированных АКБ допускается лишь на 70%, а автомобильных – на 50%.

солнечная панель

Следует учитывать и КПД аккумуляторов. Например, у обычных устройств он составляет около 80%. То есть при полной 100-процентной зарядке, отдается лишь 80%. Этот показатель зависит от величины тока зарядки и разрядки. Чем она больше, тем ниже КПД.

Эффективность работающей системы во многом зависит от параметров инвертора, КПД которого составляет 70-80%. Здесь также теряется электричество в размере порядка 20%, когда постоянное напряжение преобразуется в переменное. В результате, общие потери АКБ и инвертора могут доходить до 40%. Данная проблема решается путем увеличения емкости аккумуляторов и количества используемых солнечных панелей. Следует учесть, что при использовании ШИМ-контроллера, потери увеличиваются еще на 20%. Этого можно избежать, если применять контроллер МРРТ.

ТОП 3 лучших производителя

При решении задачи, как выбрать солнечную батарею для дома, рекомендуется приобретать продукцию только известных производителей.

Производят популярные солнечные панели HIT-N230, отличающиеся высокой энергетической эффективностью. Они имеют вдвое меньшую толщину по сравнению с обычными батареями, а КПД при этом составляет 22,8%. Изделия отличаются повышенной прочностью, для поверхности использовано сверхтвердое стекло с угольным покрытием, что дает возможность захватить больше солнечной энергии.

Считаются одними из крупнейших в данной области. В настоящее время они работают над созданием интеллектуальных модулей, позволяющих исключить эффект, вызванный локальным перегревом элементов. Выбирая наиболее популярное и удачное решение, следует отметить изделие Jinko Solar Eagle PERC с КПД 18% и стоимостью в 14 тысяч рублей. В них каждый фотоэлемент оснащен пятью шинами, позволяющими максимально снизить потери вырабатываемого тока.

Уже 17 лет как работают в данной области. В основном специализируется на монокристаллических модулях, выпускаемых в каркасе и в облегченном бескаркасном варианте. При необходимости, фотоэлементы могут быть изготовлены по размерам заказчика. Выполняется расчет и установка готовых систем на предприятиях и в частном секторе.

Солнечные коллекторы

Непосредственно в тепло преобразовывают солнечную энергию так называемые коллекторы. Они имеют нагревательные элементы, внутри которых циркулирует жидкость. Через контур теплообменника энергия передается рабочей жидкости, которая аккумулируется в баке.

Система отопления на основе солнечного коллектора вакуумного типа

Такие системы отопления уже широко используются в мире. Разработаны два типа коллекторов, плоский и вакуумный. Для использования в зимнее время стоит выбрать вакуумный коллектор, он надежнее сохраняет тепло. Но и плоского коллектора есть преимущество, он обладает большой прочностью и надежностью.

Заключение

Существуют определенные плюсы и минусы солнечных батарей при использовании их в реальных условиях. Основным преимуществом считается полная или частичная автономность и экономия на оплате электричества от поставщиков. К недостаткам можно отнести все еще высокую стоимость и зависимость систем от времени суток и погодных условий.

Солнечные батареи для дома

Установка солнечных батарей

Солнечные батареи для дома

Производство солнечных батарей

Солнечные батареи для дома

КПД солнечных батарей

Солнечные батареи для дома

Расчет солнечных батарей

Солнечные батареи для дома

Как сделать солнечную батарею своими руками

Солнечные батареи для дома

Комплекты солнечных батарей для дачи

Итог

Солнечная батарея – перспективный и доступный вид альтернативной энергетики. С ее помощью можно заметно сэкономить на электроэнергии и тепле, если принимать в расчет долгое время эксплуатации установки.

Супер отопление
Adblock detector