Солнечные панели это: Что такое солнечная панель, их КПД и разновидности

Ежеминутно на поверхность нашей планеты попадает много солнечной энергии, без которой жизнь на Земле невозможна. Однако это еще не все, на что она способна, сегодня мы вступаем в эру альтернативных возобновляемых источников энергии, используя активность Солнца, ветра и воды. Крупнейшие солнечные электростанции уже вырабатывают около 1% всей мировой электроэнергии, поэтому будущее за новыми разработками. И этим мы обязаны науке и современным технологиям, благодаря которым это стало возможным.

Устройство панелей

Растущая в цене электроэнергия поневоле заставляет задуматься об экономии. И отличной альтернативой в данном случае считаются природные источники энергии. Оптимальным решение для частного дома является альтернативная электростанция – солнечная батарея.

Изначально может показаться, что вся система солнечной батареи слишком большая, а принцип ее работы невероятно сложен. И чтобы понять, как функционирует солнечная батарея в деле, необходимо детально рассмотреть ее конструкцию.

В действительности гелиосистема устроена довольно просто и состоит из четырех основных элементов.

• Солнечная батарея – по форме и размерам представляет собой прямоугольную панель с определенным количеством пластинок. В основу солнечной батареи входят полупроводниковые материалы. Миниатюрные преобразователи собираются в модули, а модули – в единую систему гелиоколлектора.
• Контроллер – выполняет функцию посредника между солнечным модулем и аккумулятором. Он необходим для отслеживания уровня заряда аккумулятора. Его роль крайне важна во всей цепи – контроллер не дает закипать или падать электрическому потенциалу, который необходим для стабильного функционирования всей системы.
• Инвертор – преобразует постоянный ток солнечного модуля в переменный 220-230 вольт. Гибридный сетевой инвертор может использовать для своей работы как постоянный, так и переменный ток. Но стоит учитывать, что для работы инвертора тоже необходима энергия, и его расход составляет порядка 30% потерь на преобразование. И в пасмурную погоду или в темное время суток вся энергия для работы будет расходоваться из аккумулятора. То есть если аккумулятор разрядится, то инвертор перестанет работать.
• Аккумулятор – преобразованная в электричество солнечная энергия не всегда используется в доме в полном объеме. Излишки могут накапливаться в аккумуляторе и использоваться в темное время суток и в пасмурную погоду.

Но перед тем как приступить к выбору и установке солнечной батареи на крыше, необходимо разобраться в принципах работы устройства, а также рассчитать рабочие узлы гелиосистемы.

Технические характеристики

Основным элементом каждой солнечной батареи является фотоэлектрический преобразователь.

В массовом производстве используется три типа элементов из кремния.

• Монокристаллические – искусственно выращенные кремниевые кристаллы нарезаются на тонкие пластины. В основу модуля входит очищенный чистый кремний. Поверхность больше похожа на пчелиные соты или небольшие ячейки, которые соединяются между собой в единую структуру. Готовые маленькие пластинки соединяются между собой сеткой из электроводов. В данном случае процесс производства более трудоемкий и энергозатратный, что отражается на конечной стоимости солнечной батареи. Но монокристаллические элементы обладают большей производительностью, а средний КПД составляет около 24%. Срок службы монокристаллических батарей больше, они прослужат в среднем около 30 лет.
• Поликристаллические – в основе кремниевый расплав. Такие модули считаются оптимальным решением для жилого частного дачного дома. Несколько кристаллов из кремния объединяются в один фотоэлемент. Поверхность поликристаллической солнечной батареи имеет неоднородную поверхность, из-за чего хуже поглощает свет. И КПД, соответственно, ниже, находится в пределах 20%. Срок службы поликристаллической панели составляет 20-25 лет. Они имеют характерное отличие – темно-синий цвет покрытия. Такие модули дешевле аналогов, что позволяет окупить всю систему примерно за 3 года.
• Тонкопленочные – имеют гибкую подложку, что позволяет монтировать батарею на любую поверхность с углами и изгибами. Тонкий слой полупроводников наносится методом напыления на поверхность батареи. Такие системы имеют очевидный недостаток – маленький КПД. Производительность в среднем составляет около 10%. То есть для обеспечения энергией дома потребуется в два раза больше тонкопленочных батарей, чем поликристаллических. И срок службы таких панелей меньше других аналогов – в среднем ресурс работы составляет около 20 лет.

Идеально, если солнечные батареи могут полностью обеспечить дом электроэнергией. Но довольно часто энергия Солнца используется для горячего водоснабжения или же для отопления. Но чтобы выполнить любую из этих целей, необходимо высчитать реальную мощность на квадратный метр и необходимое количество модулей. Мощность солнечного модуля зависит от количества солнечных лучей, которые попадают на поверхность батареи. Чтобы правильно сделать выбор, также следует изучить принцип действия домашней мини-электростанции.

Принцип действия

Первый прототип гелиоколлектора, который всем известен еще с прошлого века – это дачный летний душ. Он представлял собой большую емкость, которая окрашивалась в черный цвет, в течение дня вода в ней нагревалась, что позволяло каждому дачнику вечером принимать теплый душ.

Гелиоколлектор – это плоская панель, которая располагается на улице, как правило, на крыше, и способна преобразовывать 90% солнечного излучения в энергию. В дальнейшем энергия отправляется в систему и распределяется на нужды электроснабжения. Но если гелиосистема используется для отопления или горячего водоснабжения, то энергия при помощи маломощного насоса направляется в бак-аккумулятор.

В разное время суток и в разные сезоны уровень освещения меняется. Поэтому для обеспечения бесперебойной поставки энергии в дом солнечная батарея имеет целую систему. Ученые научились управлять таким микрофизическим явлением, как фотоэлектрический эффект. И хотя, на первый взгляд, принцип действия кажется технически сложным, в действительности, принцип действия и схема электрической цепи выглядят очень просто.

Основная задача всей системы заключается в том, чтобы преобразовать энергию солнца и выдать постоянный ток определенной величины.

Плюсы и минусы

Установить солнечные батареи в своем доме может каждый желающий.

К тому же они имеют множество преимуществ.

• Энергоэффективность – в зависимости от своего вида солнечные батареи имеют разный показатель. Но в среднем КПД составляет от 14 до 30%.
• Солнечные батареи особенно востребованы на дачных участках. И этому есть два разумных объяснения. Во-первых, дачные участки зачастую находятся вдали от централизованных источников энергоснабжения в районах с малоразвитой инфраструктурой. И во-вторых, преобразование солнечных лучей в энергию особенно актуально именно в разгар дачного сезона – летом.
• При необходимости мини-электростанцию можно дополнять новыми солнечными батареями для увеличения мощности.
• Экономия – для южных регионов страны использование солнечной батареи для горячего водоснабжения позволяет сэкономить до 60% энергии в среднем за год: 30% зимой и 100% летом.
• Подобные системы актуальны не только для частного использования, например, для дома, но и для предприятий, образовательных и медицинских учреждений. В производственном цехе солнечную батарею можно использовать в качестве дополнительного источника тепла для центрального отопления зимой, а летом – для подачи технологической горячей воды.
• Выгода – заплатить за оборудование необходимо только один раз, впоследствии система не требует никаких вложений и обслуживания.
• Экологический источник энергии – особенно важный аспект в планетарном плане, потому что запасы энергоносителей на Земле не безграничны.
• Надежность – в данном случае многое зависит от выбранной модели и правильности установки.

Несмотря на множество плюсов, солнечные батареи имеют один весомы недостаток: их разумнее использовать в регионах с малым числом пасмурных дней в году, а таких на территории России очень ограниченное количество.

Стоит отметить, что система окупается через несколько лет и позволяет владельцу в будущем экономить колоссальные деньги. К примеру исходя из сегодняшних тарифов на электричество и дизель, можно с уверенностью сказать, гелиосистема окупится за 3-4 года в частном загородном коттедже для семьи из 5-7 человек. А при переходе с газа – окупаемость составит до 8-10 лет.

Виды

Сегодня различные виды солнечных батарей набирают все большую популярность. На первый взгляд, может показаться, что все солнечные модули одинаковые: большое количество отдельных маленьких фотоэлементов соединены между собой и закрыты прозрачной пленкой. Но, в действительности, все модули отличаются по мощности, конструкции и размерам. И на данный момент производители поделили гелиосистемы на два основных типа: кремниевые и пленочные.

Для бытовых целей устанавливаются солнечные батареи с фотоэлементами из кремния. Они являются на рынке самыми популярными. Из которых можно также выделить три вида – это поликристаллические, монокристаллические, о них уже было рассказано более подробно в статье, и аморфные, на которых остановимся подробнее.

Аморфные – изготавливаются также на основе кремния, но, кроме того, имеют также и гибкую эластичную структуру. Но производятся не из кристаллов кремния, а из силана – другое название кремневодород. Из особенностей аморфных модулей можно отметить отличную эффективность даже при пасмурной погоде и возможность повторять любую поверхность. Но КПД значительно ниже – всего 5%.

Второй тип солнечных панелей – пленочные, вырабатывается на основе нескольких веществ.

• Кадмий – такие панели были разработаны еще в 70-х годах прошлого столетия и использовались в космосе. Но на сегодняшний день кадмий применяется также и при производстве промышленных и бытовых солнечных электростанций.
• Модули на основе полупроводника CIGS – разработаны из селенида меди, индия и представляют собой пленочные панели. Индий также широко используется при производстве жидкокристаллических мониторов.
• Полимер – также используется при производстве солнечных пленочных модулей. Толщина одной панели около 100 нм, но КПД остается на уровне 5%. Но из плюсов можно отметить, что такие системы имеют доступную цену и не выделяют вредные вещества в атмосферу.

Но также на сегодняшний день на рынке представлены менее громоздкие переносные модели. Они специально разработаны для использования во время активного отдыха. Зачастую такие солнечные батареи используются для подзарядки портативных устройств: небольших гаджетов, мобильных телефонов, фотоаппаратов и видеокамер.

Портативные модули делятся на четыре вида.

• Маломощные – дают минимальный заряд, которого хватает для подзарядки мобильного телефона.
• Гибкие – могут сворачиваться в рулон и имеют небольшой вес, благодаря этому и обусловлена большая популярность среди туристов и путешественников.
• Закрепленные на подложке – имеют значительно больший вес, примерно 7-10 кг и, соответственно, дают больше энергии. Такие модули специально разработаны для использования в дальних автомобильных поездках, а также могут использоваться для частичного автономного снабжения энергией загородного домика.
• Универсальные – незаменимы в пешем туризме, устройство имеет несколько переходников для одновременного заряда различных устройств, вес может достигать 1,5 кг.

Эффективность работы зимой

Для гелиосистемы морозная погода не играет роли. Главным здесь является количество ясных световых дней. И, к примеру, если использовать солнечную батарею для горячего водоснабжения, даже в зимний период тридцатиградусных морозов можно стабильно иметь в баке воду температурой 40°C – 50°C.

В регионах с резко континентальным климатом и суровой зимой отказаться от центрального отопления не получится. Но можно дополнить систему баками косвенного нагрева, которые позволяют совмещать различные источники тепла с возможностью включения в работу энергии солнца автоматически и по мере необходимости.

А также можно использовать гелиосистему для поддержки отопления в системе «теплый пол». При этом для 100 квадратных метров пола необходимо примерно 8 коллекторов. Но в летнее время такая большая система будет избыточной, разве что можно использовать ее для поддержания температуры в бассейне или сауне.

В зимний период разумнее использовать накопленную за лето энергию. В данном случае необходимо будет дополнительно установить аккумулятор для накопления электрического заряда.

Его роль в системе вполне понятна – аккумулятор позволит запастись электричеством солнечного модуля. И тогда можно будет использовать солнечную энергию в качестве электричества.

Как выбрать?

Установка гелиосистемы на собственном участке обойдется в приличную сумму. Перед тем как приступать к установке солнечной батареи, необходимо определиться с требующейся мощностью для всех приборов. И в первую очередь необходимо вычислить оптимальную пиковую нагрузку в киловаттах и рациональное условно среднее потребление энергии в киловатт/часах для обеспечения нужд дома или участка.

Для рационального использования солнечного электричества необходимо определить:

• пиковую нагрузку – для ее определения необходимо сложить мощность всех приборов, включенных одновременно;
• максимум потребляемой мощности – параметр, необходимый для определения категории приборов, которые должны работать в одно время;
• суточное потребление – определяется умножением индивидуальной мощности отдельно взятого прибора на время, в течение которого он работал;
• среднесуточное потребление – определяется путем сложения расхода энергии всех электроприборов за одни сутки.

Все эти данные необходимы для комплектации и стабильной последующей работы солнечной батареи. Полученная информация позволит подобрать более подходящие параметры аккумуляторного блока – дорогостоящего элемента солнечной системы.

Для проведения всех расчетов понадобится лист в клетку или, если вы предпочитаете работать на компьютере, то удобнее всего будет использовать файл Excel. Подготовьте шаблон таблицы с 29-ю колонками.

Укажите названия граф по порядку.

• Название электроприбора, бытовой техники или инструмента – специалисты рекомендуют начинать описывать энергопотребителей с прихожей, а затем двигаться вкруговую по часовой или против часовой стрелки. Если дом имеет более одного этажа, то отправной точкой всех последующих уровней служит лестница. А также укажите уличные электроприборы.
• Индивидуальная потребляемая мощность.
• Время суток начиная от 00 и до 23 часов, то есть для этого вам понадобится 24 колонки. В колонках со временем необходимо будет указать два числа в виде дроби: продолжительность работы в течение конкретного часа/ индивидуальную потребляемую мощность.
• В 27 колонке укажите суммарное время работы электроприбора за сутки.
• Для 28 колонки необходимо помножить между собой данные из 27 колонки на индивидуально потребляемую мощность.
• После заполнения таблицы вычисляется итоговая нагрузка каждого прибора на протяжении каждого часа – полученные данные вводятся в 29 колонку.

После заполнения последней колонки определяется среднесуточное потребления. Для этого все данные в последней колонке суммируют. Но в данном расчете не учитывается потребление всей системы гелиоколлектора. Для вычисления этих данных необходимо учитывать вспомогательный коэффициент при итоговых расчетах.

Такой тщательный и кропотливый подсчет позволит получить развернутую спецификацию энергопотребителей с учетом часовых нагрузок. Поскольку солнечная энергия очень дорогая, ее расход необходимо минимизировать и рационально использовать для питания всех приборов. К примеру, если гелиоколлектор будет использоваться в качестве резервного питания дома, то полученные данные позволят исключить энергоемкие приборы от сети до окончательного восстановления основного электроснабжения.

Для постоянного снабжения дома энергией от солнечной батареи при расчетах часовые нагрузки выдвигаются вперед. Потребление электроэнергии необходимо настроить таким образом, чтобы исключить аварийные ситуации при работе системы и выровнять максимальные нагрузки.

В таком случае все максимальные нагрузки должны совпадать с максимальной активностью солнца, то есть попадать на светлое время суток.

На данном графике наглядно показано, как рационально использовать энергию солнца в доме. Первоначальный график показывает, что нагрузка распределялась в течение суток хаотично: среднесуточная почасовая составляла 750 Вт, а показатель потребления – 18 кВт в час. После точных расчетов и грамотного планирования удалось снизить показатель суточного потребления до 12 кВт/час, а среднесуточную почасовую нагрузку до 500 Вт. Данный вариант распределения энергии также подходит и для резервного питания.

Сфера применения

Солнечные батареи являются наиболее выдающимся достижением в области альтернативной энергии. Они выполняют важнейшую функцию для энергосбережения и сохранения благ цивилизации. В летний период на даче солнечные батареи могут использоваться для обеспечения энергией электроприборов и бытовой техники, системы отопления или для горячего водоснабжения.

Туристы и путешественники, как правило, выбирают переносные солнечные батареи для зарядки портативных устройств. Они незаменимы в местах, где отсутствует электропитание.

Подобные устройства можно использовать также и для энергоснабжения квартиры. И если окна вашей квартиры выходят на солнечную сторону, вы можете смело установить солнечные батареи на балконе или фасаде дома, только предварительно необходимо будет получить разрешение управляющей компании или ТСЖ.

Схема подключения

Солнечные батареи можно разместить на крыше дома, неважно, скатной или плоской, а также на балконе, фасаде или даже во дворе. Но также необходимо будет выделить место на чердаке или в подвале для всей остальной системы.

Необходимо соблюдать основные рекомендации специалистов при установке солнечной батареи.

• Внимательно рассмотрите все элементы солнечной системы перед покупкой на отсутствие повреждений и дефектов. Во время перевозки сохраняйте заводскую упаковку комплекта, чтобы не допустить нарушения целостности экрана.
• Основные элементы контроля и регулировки солнечных батарей занимают минимум места. Как правило, необходимый минимум включает в себя инвертор, контроллер и АКБ. А также если позволяет климат региона и технические особенности участка, то устройства управления и контроля можно установить на улице. Но лучше для всей системы мини-электростанции выбрать отапливаемое сухое помещение, потому что при снижении окружающей температуры воздуха до -5?C емкость батареи уменьшается вдвое.

• Солнечные модули, контроллеры и инверторы выпускаются под напряжением 12, 24 и 48 вольт. Большое напряжение позволяет использовать провода с меньшим сечением. Но чем меньше напряжение, к примеру, при 12 В проще заменить вышедшие из строя аккумуляторы. При работе с 24 вольтами понадобится заменять аккумуляторы попарно. А при замене аккумулятора 48 вольт понадобится 4 батареи на одной ветке, что, в свою очередь, опасно и может привести к поражению электрическим током.
• Для системы солнечной батареи необходимо использовать специальные аккумуляторы с меткой Solar. В идеале все аккумуляторы должны быть от одного производителя и из одной партии.
• Количество фотоэлементов в одном модуле должно быть от 36 до 72 штук – это оптимальное количество для получения заявленного тока. Не стоит устанавливать сдвоенные модули с количеством фотоэлементов от 72 до 144. Во-первых, их проблематично транспортировать. А во-вторых, они первыми выходят из строя при сильных морозах.

• Большие модули должны иметь усиленный корпус и дополнительную защиту в виде стекла. Поскольку модули устанавливаются на крыше, на них оказываются большие нагрузки в виде осадков и ветра.
• Собирать комплект солнечной батарее необходимо на открытой площадке или в просторном помещении.
• Для установки солнечной батареи на участке необходимо выбрать хорошо освещенное открытое место, на котором не появляется тень от рядом стоящих зданий или деревьев. Отлично для этого подойдет крыша дома или любой другой постройки.
• Угол наклона солнечных модулей играет большую роль при получении энергии. Поток энергии пропорционален положению солнца. Поэтому стоит заранее предусмотреть возможность изменения угла наклона для крепления при смене сезона, когда положение солнца и направление лучей меняется.

Изготовление в домашних условиях

Комплексная гелиосистема потребует немалого вложения средств. Но все потраченные деньги вернутся в будущем. Срок окупаемости в зависимости от количества модулей и способов использования солнечной энергии будет разниться. Но все же можно уменьшить первоначальные расходы не за счет потери качества, а за счет разумного подхода к выбору компонентов солнечной батареи.

Если вы неограничены в площади установки солнечных модулей, и в вашем распоряжении есть приличное пространство, то на 100 кв. м вы можете установить поликристаллические солнечные батареи. Это позволит сэкономить немалую сумму в семейном бюджете.

Не старайтесь покрыть полностью крышу солнечными батареями. Для начала установите пару модулей и подключите к ним ту технику, которая работает от постоянного напряжения. Нарастить мощность и увеличить количество модулей можно всегда со временем.

Если вы ограничены в бюджете, то можете отказаться от установки контроллера – это вспомогательный элемент, который необходим для отслеживания уровня заряда батареи. Вместо него, можно дополнительно подсоединить к системе еще один аккумулятор – это позволит избежать перезаряда и увеличит емкость системы. А для контроля заряда можно использовать обычные автомобильные часы, которыми можно измерять напряжение, да и стоят они в разы дешевле.

И один важный совет, замените все лампы накаливания на современные. В идеале использовать светодиодные – у них гораздо меньшее потребление электроэнергии и работают они от 12 В.

Популярные производители и отзывы

При выборе солнечной батареи для дома следует ориентироваться не только на соотношение цена – качество, но и на бренд. Необходимо абсолютно доверять производителю в этом важном вопросе. А чтобы удостовериться в качестве продукции, стоит ознакомиться с техническим паспортом и отзывами.

Зачастую на рынке можно встретить трубчатый вакуумный гелиоколлектор. Такие панели производятся в основном в Китае и теоретически имеют более высокий КПД. Но в зимнее время года на таких изделиях образуется наледь и на поверхности налипает снег. Слой осадков не пропускает солнечные лучи, а жарким летним днем такая система может «закипеть», если ее вовремя не накрыть для защиты от перегрева.

Рассмотрим самые популярные на рынке солнечные батареи.

Sharp

Sharp – бренд японской корпорации, широко известный в сфере производства мощных солнечных батарей. Выпускаемая продукция подвергается тщательным исследованиям и испытаниям. Солнечные модули имеют три слоя, а КПД составляет от 37,9% до 44,4%.

IES

IES – производится в Испании. Главной особенностью продукции считается два слоя модуля и КПД в пределах 32%, что в конечном счете отображается на стоимости. Солнечные панели испанского бренда значительно дешевле японских аналогов, но все же остаются весьма дорогостоящими для использования в частных домах.

Amonix

Amonix – также находится в числе лидеров по производству солнечных батарей для промышленного использования. Эффективность выпускаемой продукции составляет 36%.

Sun Power

Sun Power – солнечные панели американского бренда также входят в рейтинг эффективных систем. КПД популярных моделей составляет 21%.

Телеком-СТВ

«Телеком-СТВ» – панели российского производства (г. Зеленоград) также занимают лидирующие позиции среди производителей. Ассортимент выпускаемой продукции очень широкий. Компания предлагает монокристаллические батареи от 18 до 270 Вт, мультикристаллические – от 5 до 250 Вт, для морского применения – от 16 до 215 Вт, и складные – от 120 до 180 Вт. Эффективность солнечных модулей составляет 20-21%, но при этом стоимость батарей ниже на 30% по сравнению с импортными брендами.

Это лишь малая часть известных производителей солнечных батарей. Но не стоит сбрасывать со счетов и другие отечественные бренды. Так, к примеру, компания Hevel (Чувашия, Россия) выпускает микроморфные тонкопленочные батареи. И как показали исследования, улучшенная панель компании эффективнее улавливает лучи рассеянной энергии. И, что немаловажно, солнечные батареи отечественного производителя имеют привлекательный внешний вид и могут устанавливаться не только на крыше, но и на фасаде здания.

Не рассматривайте для установки дешевые сдвоенные солнечные модули с большим количеством фотоэлементов. Как показывает практика, во время аномальных морозов, которые систематически ударяют по многим регионам страны, именно такие панели первыми выходят из строя. Все дело в том, что тонкая прозрачная пленка, натянутая на поверхность модуля, сжимается на холоде и от большого натяжения отслаивается и рвется. Отчего производительность солнечной батареи падает, что может привезти к скорому выходу из строя.

При выборе подходящей системы необходимо также обратить внимание на то, что мощность гелиосистемы со временем снижается на 10%.

Также сократить ресурс панелей могут:

• поврежденная пленка на поверхности модуля;
• замутнение пленки;
• деформация поверхности.

Не так давно ученые пришли к выводу и доказали возможность запасания тепла в грунте. Что открывает колоссальные перспективы для альтернативной энергии. Избытки летнего тепла можно запасать под землей в грунтовых или водяных аккумуляторах тепла, расположенных на глубине от 2 до 35 метров, и расходовать энергию зимой в качестве отопления или электричества.

Советы по поводу солнечных батарей — в следующем видео.

Принцип работы солнечной батареи: как устроена панель

Эффективное преобразование бесплатных лучей солнца в энергию, которую можно использовать для электроснабжения жилья и иных объектов, – заветная мечта многих апологетов зеленой энергетики.

Но принцип работы солнечной батареи, и ее КПД таковы, что о высокой эффективности таких систем пока говорить не приходится. Было бы неплохо обзавестись собственным дополнительным источником электроэнергии. Не так ли? Тем более что уже сегодня и в России с помощью гелиопанелей “дармовой” электроэнергией успешно снабжается немалое количество частных домохозяйств. Вы все еще не знаете с чего начать?

Ниже мы расскажем вам об устройстве и принципах работы солнечной панели, вы узнаете, от чего зависит эффективность гелиосистемы. А размещенные в статье видеоролики помогут собственноручно собрать солнечную панель из фотоэлементов.

Содержание статьи:

Солнечные батареи: терминология

В тематике «солнечной энергетики» достаточно много нюансов и путаницы. Часто новичкам разобраться во всех незнакомых терминах поначалу бывает трудно. Но без этого заниматься гелиоэнергетикой, приобретая себе оборудование для генерации “солнечного” тока, неразумно.

По незнанию можно не только выбрать неподходящую панель, но и попросту сжечь ее при подключении либо извлечь из нее слишком незначительный объем энергии.

Галерея изображений

Фото из

Установка из солнечных панелей позволяет рационально использовать бесплатную, к тому же неисчерпаемую энергию солнечных лучей

Миниатюрные электростанции, собранные из солнечных батарей, обеспечат энергией неэлектрифицированные объекты и дома, расположенные в регионах с перебоями в поставке электричества

Установки, перерабатывающие УФ излучение в электроэнергию, занимают минимум места. их располагают на крышах домов, хозпостроек, гаражей, беседок, веранд. Реже их располагают на открытых, не занятых постройками и насаждениями площадках

Солнечные батареи — незаменимое оборудование для любителей путешествий. Оно обеспечит энергией вдали от источников электропитания

Использование солнечной энергии предоставит возможность существенно сократить затраты на содержание дач и загородных домов. собрать и установить экономически полезную систему без затруднений можно собственными руками

Расположенные на корме яхты, палубе корабля или носу катера солнечные батареи обеспечат электроэнергией, благодаря которой можно поддерживать стабильную связь с берегом

Портативная солнечная панель с аккумулятором исключит возникновение экстремальных ситуаций вдали от населенных пунктов, гарантирует зарядку мобильных устройств для общения с близкими

Выпускаемые специально для походов легкие компактные зарядные устройства на основе солнечных батарей обеспечат энергией телефоны, рации, планшеты и медиа-технику

Рациональное использование природных ресурсов

Обеспечение энергией неэлектрифицированных объектов

Монтаж солнечных панелей на крыше

Мобильная солнечная батарея в кемпинге

Самостоятельный монтаж на дачном участке

Генератор энергии в морских прогулках

Портативная солнечная панель с аккумулятором

Занимающий минимум места прибор

Вначале следует разобраться в существующих разновидностях оборудования для гелиоэнергетики. Солнечные батареи и солнечные коллекторы – это два принципиально разных устройства. Оба они преобразуют энергию лучей солнца.

Однако в первом случае на выходе потребитель получает энергию электрическую, а во втором тепловую в виде нагретого теплоносителя, т.е. солнечные панели используют для .

Максимум отдачи от солнечной панели можно будет получить, только зная, как она работает, из каких компонентов и узлов состоит и как все это правильно подключается

Второй нюанс – это понятие самого термина «солнечная батарея». Обычно под словом «батарея» понимается некое аккумулирующее электроэнергию устройство. Либо на ум приходит банальный отопительный радиатор. Однако в случае с гелиобатареями ситуация кардинально иная. Они ничего в себе не накапливают.

Солнечной панелью генерируется постоянный электроток. Чтобы преобразовать его в переменный (используемый в быту), в схеме должен присутствовать инвертор

Солнечные батареи предназначены исключительно для генерации электрического тока. Он, в свою очередь, накапливается для снабжения дома электричеством ночью, когда солнце опускается за горизонт, уже в присутствующих дополнительно в схеме энергообеспечения объекта аккумуляторах.

Батарея здесь подразумевается в контексте некой совокупности однотипных компонентов, собранных в нечто единое целое. Фактически это просто панель из нескольких одинаковых фотоэлементов.

Внутреннее устройство гелиобатареи

Постепенно солнечные батареи становятся все дешевле и эффективней. Сейчас они применяются для подзарядки аккумуляторов в уличных фонарях, смартфонах, электроавтомобилях, частных домах и на спутниках в космосе. Из них стали даже строить полноценные солнечные электростанции (СЭС) с большими объемами генерации.

Гелиобатарея состоит из множества фотоэлементов (фотоэлектрических преобразователей ФЭП), преобразующих энергию фотонов с солнца в электроэнергию

Каждая солнечная батарея устроена как блок из энного количества модулей, которые объединяют в себе последовательно соединенные полупроводниковые фотоэлементы. Чтобы понять принципы функционирования такой батареи, необходимо разобраться в работе этого конечного звена в устройстве гелиопанели, созданного на базе полупроводников.

Виды кристаллов фотоэлементов

Вариантов ФЭП из разных химических элементов существует огромное количество. Однако большая их часть – это разработки на начальных стадиях. В промышленных масштабах сейчас выпускаются пока что только панели из фотоэлементов на основе кремния.

Кремниевые полупроводники используются при изготовлении солнечных батарей из-за своей дешевизны, особо высоким КПД они похвастаться не могут

Обычный фотоэлемент в гелиопанели – это тонкая пластина из двух слоев кремния, каждый из которых имеет свои физические свойства. Это классический полупроводниковый p-n-переход с электронно-дырочными парами.

При попадании на ФЭП фотонов между этими слоями полупроводника из-за неоднородности кристалла образуется вентильная фото-ЭДС, в результате чего возникает разность потенциалов и ток электронов.

Кремниевые пластины фотоэлементов различаются по технологии изготовления на:

1. Монокристаллические.
2. Поликристаллические.

Первые имеют более высокий КПД, но и себестоимость их производства выше, нежели у вторых. Внешне один вариант от другого на солнечной панели можно различить по форме.

Галерея изображений

Фото из

Гелио-электростанция на загородном участке

Солнечные монокристаллические батареи

Внешний вид солнечных батарей на монокристаллах

Монокристаллическая единица солнечной батареи

Поставка готовой к монтажу солнечной батареи

Поликристаллический фотоэлемент для солнечной батареи

Гелио-батарея из поликристаллических фотоэлементов

Изготовление солнечной батареи своими руками

У монокристаллических ФЭП однородная структура, они выполняются в виде квадратов со срезанными углами. В отличие от них поликристаллические элементы имеют строго квадратную форму.

Поликристаллы получаются в результате постепенного охлаждения расплавленного кремния. Метод этот предельно прост, поэтому такие фотоэлементы и стоит недорого.

Но производительность в плане выработки электроэнергии из солнечных лучей у них редко превышает 15%. Связано это с “нечистотой” получаемых кремниевых пластин и внутренней их структурой. Здесь чем чище p-слой кремния, тем более высокий выходит КПД у ФЭП из него.

Чистота монокристаллов в этом отношении гораздо выше, нежели у поликристаллических аналогов. Их делают не из расплавленного, а из искусственно выращенного цельного кристалла кремния. Коэффициент фотоэлектрического преобразования у таких ФЭП уже достигает 20-22%.

В общий модуль отдельные фотоэлементы собираются на алюминиевой раме, а для защиты их сверху закрывают прочным стеклом, которое нисколько не препятствует солнечным лучам

Обращенный к солнцу верхний слой пластинки-фотоэлемента делается из того же кремния, но уже с добавлением фосфора. Именно последний будет источником избыточных электронов в системе p-n-перехода.

Настоящим прорывов в области использования солнечной энергии стала разработка гибких панелей с аморфным фотоэлектрическим кремнием:

Галерея изображений

Фото из

Гибкий вариант солнечной батареи

Наклейка гибкого фотоэлемента на жалюзи

Зарядка для мобильников на гибкой батарее

Устойчивая к механическим воздействиям панель

Принцип работы солнечной панели

При падении солнечных лучей на фотоэлемент в нем генерируются неравновесные электронно-дырочные пары. Избыточные электроны и «дырки» частично переносятся через p-n-переход из одного слоя полупроводника в другой.

В итоге во внешней цепи появляется напряжение. При этом на контакте p-слоя формируется положительный полюс источника тока, а на n-слоя – отрицательный.

Разность потенциалов (напряжение) между контактами фотоэлемента появляется из-за изменения числа «дырок» и электронов с разных сторон p-n-перехода в результате облучения n-слоя солнечными лучами

Подключенные к внешней нагрузке в виде аккумулятора фотоэлементы образуют с ним замкнутый круг. В результате солнечная панель работает, как своеобразное колесо, по которому вместе белки “бегают” электроны. А аккумуляторная батарея при этом постепенно набирает заряд.

Стандартные кремниевые фотоэлектрические преобразователи являются однопереходными элементами. Переток в них электронов происходит только через один p-n-переход с ограниченной по энергетике фотонов зоной этого перехода.

То есть каждый такой фотоэлемент способен генерировать электроэнергию только от узкого спектра солнечного излучения. Вся остальная энергия пропадает впустую. Поэтому-то и эффективность у ФЭП так низка.

Чтобы повысить КПД солнечных батарей, кремниевые полупроводниковые элементы для них в последнее время стали делать многопереходными (каскадными). В новых ФЭП переходов уже несколько. Причем каждый из них в этом каскаде рассчитан на свой спектр солнечных лучей.

Суммарная эффективность преобразования фотонов в электроток у таких фотоэлементов в итоге возрастает. Но и цена их значительно выше. Здесь либо простота изготовления с невысокой себестоимостью и низким КПД, либо более высокая отдача вкупе с высокой стоимостью.

Солнечная батарея может работать как летом, так и зимой (ей нужен свет, а не тепло) – чем меньше облачность и ярче светит солнце, тем больше гелиопанель сгенерирует электрического тока

При работе фотоэлемент и вся батарея постепенно греется. Вся та энергия, что не пошла на генерацию электротока, трансформируется в тепло. Часто температура на поверхности гелиопанели поднимается до 50–55 °С. Но чем она выше, тем менее эффективно работает фотогальванический элемент.

В итоге одна и та же модель солнечной батареи в жару генерирует тока меньше, нежели в мороз. Максимум КПД фотоэлементы показывают в ясный зимний день. Тут сказываются два фактора – много солнца и естественное охлаждение.

При этом если на панель будет падать снег, то электроэнергию она генерировать все равно продолжит. Более того, снежинки даже не успеют на ней особо полежать, растаяв от тепла нагретых фотоэлементов.

Эффективность батарей гелиосистемы

Один фотоэлемент даже в полдень при ясной погоде выдает совсем немного электроэнергии, достаточной разве что для работы светодиодного фонарика.

Чтобы повысить выходную мощность, несколько ФЭП объединяют по параллельной схеме для увеличения постоянного напряжения и по последовательной для повышения силы тока.

Эффективность солнечных панелей зависит от:

• температуры воздуха и самой батареи;
• правильности подбора сопротивления нагрузки;
• угла падения солнечных лучей;
• наличия/отсутствия антибликового покрытия;
• мощности светового потока.

Чем ниже температура на улице, тем эффективней работают фотоэлементы и гелиобатарея в целом. Здесь все просто. А вот с расчетом нагрузки ситуация сложнее. Ее следует подбирать исходя из выдаваемого панелью тока. Но его величина меняется в зависимости от погодных факторов.

Гелиопанели выпускаются с расчетом на выходное напряжение, кратное 12 В – если на аккумулятор надо подать 24 В, то две панели к нему придется подсоединить параллельно

Постоянно отслеживать параметры солнечной батареи и вручную корректировать ее работу проблематично. Для этого лучше воспользоваться , который в автоматическом режиме сам подстраивает настройки гелиопанели, чтобы добиться от нее максимальной производительности и оптимальных режимов работы.

Идеальный угол падения лучей солнца на гелиобатарею – прямой. Однако при отклонении в пределах 30-ти градусов от перпендикуляра эффективность панели падает всего в районе 5%. Но при дальнейшем увеличении этого угла все большая доля солнечного излучения будет отражаться, уменьшая тем самым КПД ФЭП.

Если от батареи требуется, чтобы она максимум энергии выдавала летом, то ее следует сориентировать перпендикулярно к среднему положению Солнца, которое оно занимает в дни равноденствия по весне и осени.

Для московского региона – это приблизительно 40–45 градусов к горизонту. Если максимум нужен зимой, то панель надо ставить в более вертикальном положении.

И еще один момент – пыль и грязь сильно снижают производительность фотоэлементов. Фотоны сквозь такую “грязную” преграду просто не доходят до них, а значит и преобразовывать в электроэнергию нечего. Панели необходимо регулярно мыть либо ставить так, чтобы пыль смывалась дождем самостоятельно.

Некоторые солнечные батареи имеют встроенные линзы для концентрирования излучения на ФЭП. При ясной погоде это приводит к повышению КПД. Однако при сильной облачности эти линзы приносят только вред.

Если обычная панель в такой ситуации будет продолжать генерировать ток пусть и в меньших объемах, то линзовая модель работать прекратит практически полностью.

Солнце батарею из фотоэлементов в идеале должно освещать равномерно. Если один из ее участков оказывается затемненным, то неосвещенные ФЭП превращаются в паразитную нагрузку. Они не только в подобной ситуации не генерируют энергию, но еще и забирают ее у работающих элементов.

Панели устанавливать надо так, чтобы на пути солнечных лучей не оказалось деревьев, зданий и иных преград.

Схема электропитания дома от солнца

Система солнечного электроснабжения включает:

1. Гелиопанели.
2. Контроллер.
3. .
4. Инвертор (трансформатор).

Контроллер в этой схеме защищает как солнечные батареи, так и АКБ. С одной стороны он препятствует протеканию обратных токов по ночам и в пасмурную погоду, а с другой – защищает аккумуляторы от чрезмерного заряда/разряда.

Аккумуляторные батареи для гелиопанелей следует подбирать одинаковые по возрасту и емкости, иначе зарядка/разрядка будут происходить неравномерно, что приведет к резкому снижению срока их службы

Для трансформации постоянного тока на 12, 24 либо 48 Вольта в переменный 220-вольтовый нужен . Автомобильные аккумуляторы применять в такой схеме не рекомендуется из-за их неспособности выдерживать частые перезарядки. Лучше всего потратиться и приобрести специальные гелиевые AGM либо заливные OPzS АКБ.

Выводы и полезное видео по теме

Принципы работы и не слишком сложны для понимания. А с собранными нами ниже видеоматериалами разобраться во всех тонкостях функционирования и установки гелиопанелей будет еще проще.

Доступно и понятно, как работает фотоэлектрическая солнечная батарея, во всех подробностях:

Как устроены солнечные батареи смотрите в следующем видеоролике:

Сборка солнечной панели из фотоэлементов своими руками:

Каждый элемент в коттеджа должен быть подобран грамотно. Неизбежные потери мощности происходят на аккумуляторах, трансформаторах и контроллере. И их обязательно надо сократить до минимума, иначе и так достаточно низкая эффективность гелиопанелей окажется сведена вообще к нулю.

В ходе изучения материала появились вопросы? Или вы знаете ценную информацию по теме статьи и можете сообщить ее нашим читателям? Пожалуйста, оставляйте свои комментарии в расположенном ниже блоке.

«Какие плюсы и минусы солнечных панелей?» – Яндекс.Кью

На сегодняшний день преимущества и недостатки солнечных батарей, позволяют говорить об этих источниках энергии, как о самых перспективных на ближайшее будущее.

Преимущества солнечных батарей

• Самый первый плюс — это неиссякаемость и вседоступность источника энергии. Солнце есть практически в любой точке планеты и в ближайшее время, оно не собирается никуда пропадать. Если этот источник энергии пропадёт, то нас уже точно не будет волновать вопрос откуда взять электроэнергию.
• Второе достоинство солнечных батарей — это их экологичность. Каждый потребитель, борющийся за здоровье родной планеты, считает своим долгом приобрести экологичные источники энергии типа ветряка или, в нашем случае — солнечные панели. Но здесь так же как с электромобилями. Сами-то по себе батареи экологичны, но при их производстве, а также при производстве аккумуляторов, электростанций и различных проводников, используются токсичные вещества, которые загрязняют окружающую среду.
• Кстати, говоря о сравнении с ветряками, солнечные панели намного тише. Они вообще не издают никаких звуков в сравнении с шумными ветряками.
• Износ батарей происходит очень медленно, ведь здесь нет подвижных частей, если только Вы не используете в своей системе приводы, которые поворачивают солнечные элементы в сторону источника энергии. Тем не менее, даже с такой системой, солнечные панели служат до 25 лет и даже больше. Только после этого срока, если батареи качественные, у них начинает падать КПД и постепенно их нужно заменять на новые. Кто знает какие технологии будут через четверть века? Возможно, следующих батарей Вам хватит до конца жизни.
• Устанавливая такой источник энергии для дома, вы не будете думать о том, что поставщик энергии внезапно по техническим причинам отрежет ваш дом от энергоснабжения. Вы всегда сам себе хозяин. Точнее своей системе подачи электричества. Нет проблем ни с внезапным повышением цен, ни с транспортировкой энергии.
• После того, как ваша энергетическая солнечная электростанция окупится, вы будете получать по сути бесплатную энергию в дом. Конечно, сначала за определённый период, нужно отбить вложения.
• Ещё одно преимущество солнечных электростанций — возможность наращивания. Вопрос упирается только в доступную для Вас площадь. Именно модульность батарей позволяет беспрепятственно в случае необходимости увеличивать мощность системы. Необходимо просто добавить новые солнечные панели и запитать их в систему.  Хотя эти преимущества солнечных электростанций перекрываются существенной проблемой, а именно необходимостью оборудования больших площадей. Речь идёт о квадратных километрах солнечных элементов.
• Солнечная панель не потребляет никакого топлива, а значит вы не зависите от цен на топливо, также как не зависите от поставок топлива. Плюсы солнечных батарей также в беспрерывной подаче электроэнергии.

Минусы и недостатки солнечных батарей

Несмотря на все вышеперечисленные плюсы, есть у батарей и масса недостатков, которые необходимо оценить при выбореисточника энергии. Важно понимать все минусы до покупки, чтобы потом быть готовым к тому, с чем придётся столкнуться. По ряду причин солнечные панели используются чаще как вспомогательный источник, а не как основной.

• Самый первый недостаток — необходимость первоначальных больших инвестиций, которые не требуются при обычном подключении к центральной электросети. Также срок окупаемости вложений, в электросеть с солнечными батареями, весьма размытый, ведь всё зависит от факторов, которые не зависят от потребителя.
• Низкий уровень КПД. Один квадратный метр солнечной батареи средней производительности выдаёт всего лишь около 120 Вт мощности. Такой мощности не хватит даже для того, чтобы нормально поработать за лэптопом. Солнечные панели имеют значительно меньший КПД в сравнении с традиционными источниками энергии — около 14-15%. Однако этот недостаток можно считать достаточно условным, ведь новые технологии постоянно увеличивают этот показатель и развитие не стоит на месте, выжимая всё больше и больше энергоэффективности из тех же самых площадей.
• В странах СНГ солнечные батареи достаточно дорогое удовольствие, ведь государство не поддерживает покупку таких источников энергии и никак не дотирует стремление своих граждан к “зелёной” энергии. Конечно, за рубежом ситуация значительно лучше. Ведь те же США заинтересованы в переходе страны на экологически чистые источники энергии.
• Ещё один недостаток — эффективность работы зависимая от погодных условий и климата. Например, солнечные батареи теряют свою эффективность во время пасмурной погоды или в тумане. Также при низких температурах, в зимнее время, КПД солнечных батарей падает. А если панель недостаточно хорошего качества, то и при высоких температурах. Поэтому всё же необходимо поддерживать солнечные батареи какими-то основными источниками энергии, либо использовать гибридные солнечные батареи. Также немаловажно, что солнечные панели могут по разному работать в разных широтах планеты. В каждой отдельно взятой местности, за год выходит разное количество солнечной энергии. Поэтому эффективность солнечной системы также зависит и от месторасположения вашего дома. Впрочем как и от времени суток, ведь ночью солнца нет, а значит и нет выработки энергии.
• Батареи невозможно использовать как источник энергии для техники, которая потребляет большую мощность.
• Система электроснабжения от солнца требует большого количества вспомогательной техники. Аккумуляторы для накопления энергии, инверторы, а также специального помещения для установки системы. Например, никель-кадмиевые аккумуляторы значительно теряют свою мощность при понижении температуры ниже нуля по Цельсию.
• Для того, чтобы выдать большую мощность от солнечной энергии, необходимы большие площади. Если говорить про солнечную электростанцию промышленного масштаба, то это квадратные километры. Конечно, при бытовом использовании панелей, Вам такие площади не понадобятся, но всё же учитывайте этот момент, если захотите расширятся.

Как работают солнечные батареи? Пошаговое руководство Время считывания: 5 минут

Поскольку стоимость солнечной энергии за последние годы резко упала, наряду с существенным улучшением технической эффективности и качества изготовления, многие домовладельцы в США начинают рассматривать солнечную энергию как жизнеспособное альтернативное энергетическое решение. И когда солнечная энергия выходит на основные энергетические рынки, возникает большой вопрос, «как работают солнечные батареи?» В этой статье мы расскажем, как именно солнечные батареи производят энергию для вашего дома, и насколько прагматична солнечная энергия на самом деле.

Узнайте, сколько солнечной энергии в вашем регионе в 2020 году

Основные выводы: как работают солнечные панели?

• Солнечные элементы обычно изготавливаются из кремния, который является полупроводником и может генерировать электричество
• Этот процесс известен как «фотоэлектрический эффект»
• Посмотрите, как солнечные панели могут работать для вас с помощью пользовательских котировок на EnergySage Marketplace

Как солнечные батареи работают в вашем доме? Пошаговый обзор

Солнечные панели работают, поглощая солнечный свет фотоэлектрическими элементами, генерируя энергию постоянного тока (DC), а затем преобразовывая ее в полезную энергию переменного тока (AC) с помощью инверторной технологии.Затем энергия переменного тока проходит через электрическую панель дома и распределяется соответствующим образом. Вот основные этапы работы солнечных панелей в вашем доме:

1. Фотоэлектрические элементы поглощают энергию солнца и преобразуют ее в электричество постоянного тока
2. Солнечный инвертор преобразует электричество постоянного тока из ваших солнечных модулей в электричество переменного тока, которое используется большинством Бытовая техника
3. Электричество течет через ваш дом, приводя в действие электронные устройства
4. Избыточное электричество, вырабатываемое солнечными батареями, подается в электросеть

Вот краткое видео, объясняющее, как солнечные батареи работают для выработки электричества в вашем доме:

Как работают солнечные батареи для выработки электроэнергии?

Стандартная солнечная панель (также известная как солнечный модуль) состоит из слоя кремниевых элементов, металлического каркаса, стеклянного корпуса и различных проводов, позволяющих току течь от кремниевых элементов.Кремний (атомный № 14 в периодической таблице) является неметаллом с проводящими свойствами, которые позволяют ему поглощать и преобразовывать солнечный свет в электричество. Когда свет взаимодействует с кремниевой ячейкой, он приводит в движение электроны, которые инициируют поток электрического тока. Это называется «фотоэлектрическим эффектом» и описывает общую функциональность технологии солнечных батарей.

Фотогальванический эффект

Наука выработки электроэнергии с помощью солнечных батарей сводится к фотогальваническому эффекту .Впервые он был открыт в 1839 году Эдмондом Беккерелем и обычно считается характеристикой некоторых материалов (известных как полупроводников ), которые позволяют им генерировать электрический ток при воздействии солнечного света.

Фотоэлектрический процесс работает через следующие упрощенные этапы:

1. Кремниевый фотоэлектрический солнечный элемент поглощает солнечное излучение
2. Когда солнечные лучи взаимодействуют с кремниевым элементом, электроны начинают двигаться, создавая поток электрического тока
3. Провода захвата и подать это электричество постоянного тока (постоянного тока) в солнечный инвертор для преобразования в электричество переменного тока (переменного тока)

Ниже мы собрали инфографику, чтобы объяснить, как работают солнечные батареи:

Инфографика: как работают солнечные элементы ?

Как работает подключение к сети с солнечными батареями?

Хотя производство электроэнергии с помощью солнечных батарей может иметь смысл для большинства людей, все еще существует много общего заблуждения относительно того, как сетка влияет на домашний солнечный процесс.Любой дом, подключенный к электросети, будет иметь то, что называется счетчиком электроэнергии, который ваш поставщик энергии использует для измерения и подачи электроэнергии в ваш дом. Когда вы устанавливаете солнечные панели на своей крыше или на основании на вашей собственности, они в конечном итоге подключаются к электросчетчику вашего дома. Производство вашей солнечной системы может быть реально измерено этим измерителем.

Большинство домовладельцев в США имеют доступ к сетевому учету, который является основным стимулом для солнечной энергетики, что значительно улучшает экономику солнечной энергии.Если у вас есть нетто-измерения, вы можете отправить электроэнергию в сеть, когда ваша солнечная система перегружена (например, в течение дня в солнечные летние месяцы) в обмен на кредиты на счет за электричество. Затем, в часы низкого производства электроэнергии (например, в ночное время или пасмурные дни), вы можете использовать свои кредиты для получения дополнительной энергии из сети и удовлетворения спроса на электроэнергию в вашей семье. В некотором смысле, нетто-измерения предлагают бесплатное решение для хранения для владельцев недвижимости, которые используют солнечную энергию, что делает солнечную энергию универсальным энергетическим решением.

Принимая во внимание, что наиболее распространенное отвращение людей к солнечной энергии — это вопрос о том, что делать ночью или в дни с плохой погодой, бесплатное решение для хранения, столь же эффективное, как измерение в сети, меняет игру с точки зрения принятия солнечной энергии. Эти типы стимулов, а также тот факт, что стоимость солнечной энергии снизилась почти на 70 процентов за последнее десятилетие, могут объяснить, почему солнечная промышленность растет в США в геометрической прогрессии.

Дополнительные важные детали для солнечных панелей

Помимо кремниевых солнечных элементов, типичный солнечный модуль включает в себя стеклянный корпус, который обеспечивает долговечность и защиту кремниевых фотоэлементов.Под стеклом снаружи панель имеет слой для изоляции и защитный задний лист, который защищает от рассеивания тепла и влажности внутри панели. Изоляция важна, потому что повышение температуры приведет к снижению эффективности, что приведет к снижению производительности солнечной панели.

Панели солнечных батарей

имеют антибликовое покрытие, которое увеличивает поглощение солнечного света и позволяет кремниевым элементам получать максимум солнечного света. Кремниевые солнечные элементы обычно изготавливаются в двухэлементных формациях: монокристаллическом или поликристаллическом.Монокристаллические ячейки состоят из одного кристалла кремния, тогда как поликристаллические ячейки состоят из фрагментов или осколков кремния. Моноформаты предоставляют больше возможностей для перемещения электронов и, таким образом, предлагают более высокую эффективность солнечной технологии, чем поликристаллическая, хотя обычно они дороже.

Как домовладельцы могут гарантировать значительную экономию солнечной энергии

Для тех, кто начинает рассматривать массив панелей солнечных батарей для своего дома, необходимо учитывать ряд факторов, включая финансирование, оборудование, выбор установщика и гарантии.В дополнение ко всем этим темам стоит вопрос о том, как сделать так, чтобы вы могли получить хорошую сделку и добиться значительной экономии энергии в долгосрочной перспективе. Для людей, плохо знакомых с процессом покупки солнечной энергии, у нас есть несколько ключевых советов, которые гарантируют, что вы получите лучшее предложение для своей системы солнечных модулей.

Три совета для солнечных покупателей

1. Домовладельцы, которые получают несколько предложений, экономят 10% и более ваш район. В недавнем отчете Национальной лаборатории возобновляемой энергии Министерства энергетики США (NREL) было рекомендовано, чтобы потребители сравнивали как можно больше вариантов использования солнечной энергии, чтобы не платить завышенные цены, предлагаемые крупными установщиками в солнечной промышленности. Чтобы найти более мелких подрядчиков, которые обычно предлагать более низкие цены, вам нужно использовать инсталлятор сети, как EnergySage. Вы можете получить бесплатные предложения от местных проверенных инсталляторов, когда регистрируете свою собственность на нашем Солнечном рынке — домовладельцы, которые получают 3 или более предложений, могут сэкономить тысячи на установке своих солнечных панелей.

2. Крупнейшие установщики, как правило, не предлагают лучшую цену.

   Чем больше, тем лучше — мантра — одна из главных причин, по которой мы настоятельно рекомендуем домовладельцам рассмотреть все варианты солнечных батарей, а не только бренды, достаточно крупные, чтобы платить за них. больше всего рекламы. Недавний отчет правительства США показал, что крупные установщики стоят на 2–5 тыс. Долларов дороже, чем небольшие солнечные компании . Если у вас есть предложения от некоторых крупных инсталляторов в Solar, сравните эти ставки с предложениями местных инсталляторов, чтобы убедиться, что вы не переплачиваете за Solar.

3. Сравнение всех вариантов вашего оборудования не менее важно.

   Установщики национального масштаба не просто предлагают более высокие цены — они также склонны иметь меньше вариантов солнечного оборудования, что может оказать существенное влияние на выработку электроэнергии вашей системой. Собирая разнообразные предложения по продаже солнечных батарей, вы можете сравнить затраты и экономию на основе различных пакетов оборудования, доступных вам. Есть несколько переменных, которые следует учитывать при поиске лучших солнечных батарей на рынке.Хотя некоторые панели будут иметь более высокий рейтинг эффективности, чем другие, инвестиции в первоклассное солнечное оборудование не всегда приводят к более высокой экономии. Единственный способ найти «сладкое пятно» для вашей недвижимости — это оценить предложения с различным оборудованием и предложениями о финансировании.

Для любого домовладельца, находящегося на ранней стадии покупки солнечной энергии, который хотел бы получить приблизительную оценку установки, воспользуйтесь нашим солнечным калькулятором, который предлагает предварительную стоимость и оценку долгосрочной экономии в зависимости от вашего местоположения и типа крыши.Для тех, кто хочет получить котировки от местных подрядчиков сегодня, ознакомьтесь с нашей платформой сравнения цен.

Базовое содержание солнечной энергии

Узнайте, сколько стоит солнечная энергия в вашем регионе в 2020 году.

.

Что такое солнечная панель? Как работает солнечная панель?

Солнечная энергия начинается с солнца. Солнечные панели (также известные как «фотоэлектрические панели») используются для преобразования солнечного света, состоящего из частиц энергии, называемых «фотонами», в электричество, которое можно использовать для питания электрических нагрузок.

Панели солнечных батарей

могут использоваться для широкого спектра применений, включая системы дистанционного питания для кабин, телекоммуникационное оборудование, дистанционное зондирование и, конечно, для производства электроэнергии в жилых и коммерческих солнечных электрических системах.

На этой странице мы обсудим историю, технологии и преимущества солнечных батарей. Мы узнаем, как работают солнечные батареи, как они сделаны, как они производят электричество и где можно купить солнечные батареи.

Краткая история солнечных панелей

Развитие солнечной энергетики насчитывает более 100 лет. В первые дни солнечная энергия использовалась главным образом для производства пара, который затем можно было использовать для привода машин. Но только после открытия Эдмондом Беккерелем «фотоэлектрического эффекта», который позволил бы преобразовывать солнечную электрическую энергию солнечного света.Открытие Беккереля затем привело к изобретению в 1893 году Чарльзом Фриттсом первого подлинного солнечного элемента, который был сформирован путем покрытия листов селена тонким слоем золота. И из этого скромного начала возникнет устройство, которое мы знаем сегодня как солнечная панель .

Рассел Ол, американский изобретатель по расчету заработной платы Bell Laboratories, запатентовал первый в мире кремниевый солнечный элемент в 1941 году. Изобретение Оля привело к производству первой солнечной панели в 1954 году этой же компанией.Солнечные панели нашли свое первое широкое применение в космических спутниках. Для большинства людей первая солнечная панель в их жизни, вероятно, была встроена в их новый калькулятор — примерно в 1970-х годах!

Сегодня солнечные панели и комплексные системы солнечных батарей используются для питания широкого спектра приложений. Да, солнечные панели в виде солнечных батарей все еще используются в калькуляторах. Однако они также используются для обеспечения солнечной энергией целых домов и коммерческих зданий, таких как штаб-квартира Google в Калифорнии.

Как работают солнечные батареи?

Солнечные панели собирают чистую возобновляемую энергию в виде солнечного света и преобразуют этот свет в электричество, которое затем может быть использовано для подачи электроэнергии для электрических нагрузок. Солнечные панели состоят из нескольких отдельных солнечных элементов, которые сами состоят из слоев кремния, фосфора (который обеспечивает отрицательный заряд) и бора (который обеспечивает положительный заряд). Солнечные панели поглощают фотоны и при этом инициируют электрический ток.Результирующая энергия, генерируемая фотонами, падающими на поверхность солнечной панели, позволяет электронам выбиваться с их атомных орбит и высвобождаться в электрическое поле, генерируемое солнечными элементами, которые затем притягивают эти свободные электроны к направленному току. Весь этот процесс известен как фотоэлектрический эффект. Среднестатистический дом имеет более чем достаточную площадь крыши для необходимого количества солнечных панелей, достаточных для выработки солнечного электричества, достаточного для снабжения всей его потребностью в электроэнергии. Избыточное электричество поступает в основную электросеть, окупаясь при использовании электроэнергии ночью.

В хорошо сбалансированной сети, подключенной к сети, солнечная батарея генерирует энергию в течение дня, которая затем используется в домашних условиях ночью. Чистые программы учета позволяют владельцам солнечных генераторов получать оплату, если их система производит больше энергии, чем необходимо дома. В автономных солнечных приложениях аккумуляторная батарея, контроллер заряда и, в большинстве случаев, инвертор являются необходимыми компонентами. Солнечная батарея посылает электричество постоянного тока (DC) через контроллер заряда в батарею.Затем питание поступает от батареи к инвертору, который преобразует постоянный ток в переменный ток (AC), который можно использовать для приборов, не работающих от постоянного тока. С помощью инвертора солнечные батареи могут быть рассчитаны в соответствии с самыми высокими требованиями к электрической нагрузке. Переменный ток может использоваться для питания нагрузок в жилых домах или коммерческих зданиях, транспортных средствах и лодках для отдыха, удаленных каютах, коттеджах или домах, удаленных средствах управления движением, телекоммуникационном оборудовании, мониторинге потока нефти и газа, RTU, SCADA и многом другом.

Преимущества солнечных панелей

Использование солнечных батарей является очень практичным способом производства электроэнергии для многих применений. Очевидное должно быть вне жизни. Жизнь вне сети означает проживание в месте, которое не обслуживается основной электрической сетью. Отдаленные дома и каюты извлекают выгоду из солнечных энергетических систем. Больше нет необходимости платить огромные сборы за установку электрических опор и кабелей от ближайшей главной точки доступа к сети. Солнечная электрическая система потенциально дешевле и может обеспечить электроэнергию на срок более трех десятилетий, если ее правильно обслуживать.

Помимо того факта, что солнечные панели позволяют жить вне сети, возможно, самое большое преимущество, которое вы могли бы получить от использования солнечной энергии, заключается в том, что она является как чистым, так и возобновляемым источником энергии. С появлением глобального изменения климата стало более важным, что мы делаем все возможное, чтобы уменьшить давление на нашу атмосферу от выбросов парниковых газов. Солнечные панели не имеют движущихся частей и требуют минимального обслуживания. Они прочно построены и служат в течение десятилетий, когда в хорошем состоянии.

И последнее, но не менее важное из преимуществ солнечных панелей и солнечной энергии заключается в том, что, как только система окупит первоначальные затраты на установку, она производит электричество в течение оставшегося срока службы системы, который может достигать 15- 20 лет в зависимости от качества системы, абсолютно бесплатно! Для владельцев солнечных энергосистем, связанных с энергосистемой, преимущества начинаются с момента, когда система подключается к сети, потенциально устраняя ежемесячные счета за электричество или, что самое приятное, фактически приносит владельцу системы дополнительный доход от электрической компании.Как? Если вы используете меньше энергии, чем вырабатывает ваша солнечная электрическая система, эта избыточная мощность может быть продана, иногда с наценкой, вашей компании, производящей электроэнергию!

Существует множество других применений и преимуществ использования солнечных батарей для выработки электроэнергии — их слишком много, чтобы перечислять здесь. Но, просматривая наш веб-сайт, вы получите хорошее общее представление о том, насколько универсальной и удобной может быть солнечная энергия.

Сколько стоят солнечные батареи?

Цены на солнечные батареи значительно снизились за последние пару лет.Это здорово, потому что в сочетании с федеральным налоговым кредитом на инвестиции в солнечную энергию в размере 30 долларов США и другими применимыми стимулами NOW — лучшее время для инвестиций в солнечную энергетическую систему. И учтите: солнечная энергетическая система стоит примерно столько же, сколько автомобиль среднего размера!

Где можно купить солнечные батареи?

Ну, прямо здесь, на этом сайте, конечно!

Наши бренды солнечных панелей включают наиболее уважаемых производителей в области солнечных панелей. К таким брендам относятся, в частности, такие как BP Solar, General Electric и Sharp.Мы предлагаем только солнечные панели самого высокого качества от производителей с проверенной репутацией в технологии солнечных батарей. За более чем 30-летний опыт работы с солнечными батареями вы можете быть уверены, что на MrSolar.com мы знаем солнечные батареи!

Сохранить

Сохранить

,

Что такое солнечные панели? | EnergySage

Последнее обновление 15.07.2020

В 1954 году ученые Bell Telephone обнаружили, что кремний, элемент, найденный в песке, создает электрический заряд при воздействии солнечного света. Это открытие привело к разработке солнечных элементов, которые улавливали солнечную энергию и превращали ее в электричество. С тех пор технология развивалась, и солнечные энергетические системы теперь обеспечивают невероятно привлекательные финансовые выгоды для домовладельцев, предприятий и некоммерческих организаций на всей территории Соединенных Штатов.

Благодаря солнечным батареям у нас есть доступ к неисчерпаемому источнику энергии — солнцу. В течение дня клетки ваших солнечных панелей поглощают энергию солнечного света. Цепи внутри ячеек собирают эту энергию и превращают ее в электричество постоянного тока. Электричество постоянного тока передается через устройство, называемое инвертором, для преобразования его в электричество переменного тока (AC), которое используется большинством домов и предприятий. Вы можете использовать это электричество в своем доме, хранить его на солнечной батарее или отправить обратно в сеть.

Схема солнечных панелей: как солнечные панели подключаются к сети

Солнечные батареи

Солнечные батареи собирают и преобразуют солнечную энергию в электричество. Они являются ключевым компонентом системы солнечных батарей. В настоящее время наиболее распространенными панелями являются поликристаллические или монокристаллические солнечные панели.

Ключевые различия между поли- и монокристаллическими панелями заключаются в эффективности и стоимости.Как правило, монокристаллические панели являются более эффективными (и, следовательно, более дорогими), чем поликристаллические панели.

Не все панели созданы равными: как оценить ваши варианты солнечных панелей

Чтобы найти солнечные панели, подходящие для вашего дома и вашего кошелька, необходимо учитывать множество критериев, в том числе качество продукции, долговечность и долговечность. Узнайте больше о том, как оценить солнечные батареи в Руководстве покупателя EnergySage для солнечных батарей.

Микро-инвертор противстрока: как инверторная технология работает с солнечными батареями

Инверторы

Элементы ваших солнечных панелей собирают энергию солнца и превращают его в электричество постоянного тока (DC). Однако большинство домов и предприятий используют переменный ток (AC). Инверторы превращают электричество постоянного тока с ваших панелей в электричество, которое можно использовать. Существует три основных типа солнечных инверторов.

Строковый (или централизованный) инвертор: Один инвертор используется для подключения всего набора солнечных батарей к электрической панели.Струнные инверторы часто являются наименее дорогим вариантом инвертора и представляют собой очень долговечную технологию, которая исторически была наиболее распространенным типом инвертора. Несколько цепочек панелей могут быть подключены к каждому инвертору, однако, если выработка электроэнергии одной из панелей в цепочке падает (как это может произойти из-за затенения), это может временно снизить производительность всей этой цепочки.

Микроинверторы: Если вы выберете микроинверторы, один будет установлен на каждой солнечной панели, что позволяет каждой панели максимизировать производство.Если некоторые из ваших панелей затенены в разное время дня или установлены не все в одном направлении, микроинверторы сведут к минимуму проблемы с производительностью. Стоимость микроинверторов, как правило, выше, чем стоимость струнных инверторов.

Оптимизаторы мощности: Системы, использующие оптимизаторы мощности, представляют собой гибрид микроинверторных и строковых инверторных систем. Как и микроинверторы, на каждой панели установлены оптимизаторы питания. Однако вместо преобразования электричества постоянного тока от солнечных батарей в электричество переменного тока оптимизаторы «кондиционируют» электричество постоянного тока перед отправкой его в централизованный инвертор.Как и микроинверторы, они хорошо работают, когда одна или несколько панелей затенены или если панели устанавливаются в разных направлениях. Системы оптимизации мощности, как правило, стоят дороже, чем системы строкового инвертора, но дешевле, чем системы микроинвертора.

Системы стоек и монтажа

Системы стоек и монтажа используются для крепления ваших солнечных панелей либо к вашей крыше, либо к земле. Они также позволяют расположить панели под углом, который лучше всего подходит для захвата солнечных лучей.

Для наилучшей работы солнечные панели должны быть повернуты на юг и установлены под углом от 30 до 45 градусов (в зависимости от того, как далеко вы находитесь от экватора). Панели, обращенные на восток или запад и имеющие угол наклона в пять градусов и более, будут по-прежнему работать хорошо, но будут производить на 10-20 процентов меньше электроэнергии, чем те, которые установлены в идеальных условиях.

Существует два типа креплений: фиксированных креплений , в которых панели остаются неподвижными, и гусеничных креплений , которые позволяют панелям «следовать» солнцу при его движении по небу в течение дня (одноосные гусеницы ) и во время смены сезонов (двухосные опоры).Гусеничные крепления подходят только для панелей, установленных на земле.

Разница между фиксированной и гусеничной системами

Стационарные крепления дешевле и единственный вариант, если вы устанавливаете панели на крыше. Крепления на гусеничном ходу стоят дороже, но они позволяют увеличить выработку электроэнергии на ваших панелях на 30 и более процентов.

Из-за своей дополнительной стоимости и повышенного технического обслуживания гусеничные опоры лучше всего подходят для ситуаций, когда у вас ограниченное пространство и вы хотите максимизировать производство электроэнергии из ограниченного числа солнечных панелей.

Системы мониторинга производительности

Системы контроля производительности предоставляют вам подробную информацию о производительности вашей системы солнечных батарей. С помощью системы мониторинга вы можете измерять и отслеживать количество электроэнергии, которое ваша система производит ежечасно.

Хотя некоторые солнечные установщики взимают дополнительную плату за установку системы мониторинга, она может обеспечить значительную ценность в течение срока службы ваших солнечных панелей. Системы мониторинга помогают выявлять любые проблемы с производительностью, чтобы обеспечить максимальное производство электроэнергии (и, следовательно, финансовую отдачу) вашей системы солнечных батарей.

Существует два типа систем мониторинга:

• Мониторинг на месте: Устройство мониторинга физически находится на вашей территории и регистрирует количество произведенной электроэнергии.
• Удаленный мониторинг: Ваша солнечная фотоэлектрическая система передает данные о своей производительности в службу мониторинга, доступ к которой можно получить через Интернет или с мобильного устройства.

Начните свое солнечное путешествие сегодня с EnergySage

EnergySage — это онлайн-рынок солнечных батарей в стране: когда вы регистрируетесь на бесплатную учетную запись, мы связываем вас с солнечными компаниями в вашем регионе, которые конкурируют за ваш бизнес, предлагая индивидуальные предложения по соляриям, адаптированные к вашим потребностям.Более 10 миллионов человек приезжают в EnergySage каждый год, чтобы узнать, купить и инвестировать в солнечную энергию. Зарегистрируйтесь сегодня, чтобы увидеть, сколько солнечной энергии может спасти вас.

,

типов солнечных батарей и какой тип солнечных батарей лучше? Mono или Poly

Различные типы солнечных панелей и фотоэлектрических элементов

Примечание: Это современная статья о различных типах солнечных панелей и фотоэлектрических элементов, и мы будем обновлять ее в будущем в соответствии с новейшие технологии в солнечной энергетике. в будущем. Обязательно добавьте эту страницу в закладки для дальнейшего использования или последующего чтения. Кроме того, не забудьте поделиться с друзьями, а также подписаться и присоединиться к нашему блогу и не пропустить ни одного поста, связанного с темами 🙂

PV и типы солнечных панелей с за и против

Различные типы панелей солнечных батарей и какая из них лучше всего подходит для вашей фотоэлектрической панели?

Если вы решили купить солнечные панели для своего окончательного дизайна, но не знаете, какая из них наиболее подходит для вас? Тогда эта статья для вас, а также для тех, кто хочет узнать больше информации и подробностей о различных видах солнечных батарей и фотоэлектрических элементов.

Если вы выберете тему, вы узнаете:

Мы надеемся, что некоторые из них помогут привести вас к правильному решению без каких-либо затруднений с выбором правильной солнечной панели.

Теперь давайте начнем.

Кристаллический кремний (c-Si) для фотоэлектрических технологий

Кристаллический кремний (c-Si) — это кристаллическая форма кремния (Si), которая широко используется в процессе производства кристаллических солнечных панелей (поли и моно- кристаллический PV) в фотоэлектрической технологии.Почти 90% фотоэлектрической технологии основано на кремнии, который в основном используется в солнечных панелях из кристаллического кремния.

A Монокристаллический солнечный элемент

Есть много факторов, чтобы использовать кремний в фотоэлектрической технологии, но важным является чистота кремния, что означает, что чем больше очистка в кремнии, тем больше способность солнечной панели преобразовывать солнечный свет в электричество в качестве выхода. мощность.

Кристаллический кремний (c-Si) составляет основу поли- или мульти- и монокристаллических кремниевых фотоэлементов, которые мы подробно обсудим ниже.

Монокристаллические солнечные панели с

Монокристаллические солнечные панели

«Моно» означает «одиночный», как следует из названия, Монокристаллические солнечные батареи состоят из одного чистого кристалла кремния. Его также называют монокристаллическим кремнием, потому что когда-то монокристалл использовался для создания матрицы, которая обеспечивает чистоту солнечной панели (PV) и равномерный внешний вид по всему модулю PV.

Монокристаллические солнечные панели (фотоэлементы) имеют округлую форму, а кремниевые кристаллические стержни выглядят как цилиндрические во всем фотоэлектрическом модуле.

Полезно знать:

Различать поликристаллический и монокристаллический ФВ (фотоэлектрические или солнечные панели) является то, что монокристаллические солнечные элементы выглядят цилиндрическими с закругленными краями.

Преимущества

• КПД монокристаллических солнечных панелей составляет 15-20%, в то время как новейшие монокристаллические солнечные панели достигают 25% эффективности в лабораториях, а 21% — подтвержденная эффективность. В США эффективность серии E20 составляет приблизительно 20%, а серия X SunPower PV (фотоэлектрические панели) обеспечивает 21.Эффективность 5%.
• Монокристаллическая фотоэлектрическая панель (фотоэлектрическая или солнечная панель) требует наименьшего количества места и занимает небольшую площадь на крыше.
• Средний срок службы монокристаллических солнечных панелей составляет около 25 лет, в то время как другие производители фотоэлектрических панелей утверждают, что ожидаемый срок службы составляет от 25 до 30 лет.
• Его характеристики лучше, чем у поликристаллических при одинаковой номинальной освещенности. Кроме того, монокристаллические солнечные панели производят до четырехкратного количества электрической энергии по сравнению с тонкопленочными солнечными панелями.
• Короче говоря, монокристаллические солнечные панели являются наиболее эффективным из доступных фотоэлектрических модулей, наиболее популярная на рынке технология, широко доступная, занимает наименьшую площадь на крыше и проста в использовании и замене.

Недостатки

• Монокристаллические солнечные панели являются дорогостоящими. Первоначальная стоимость монокристаллических фотоэлектрических панелей является слишком высокой и дорогой по сравнению с тонкопленочными солнечными фотоэлектрическими модулями или поликристаллическими солнечными панелями.
• Так как он сделан из монокристалла кремния, следовательно, частично покрытая область солнечной панели снегом, грязью или тенью может нарушить всю цепь PV.
• Большое количество чистого кремния превращается в отходы. Для изготовления кремниевых пластин и матриц большой цилиндрической формы (процесс, который используется для изготовления монокристаллического кремния в процессе Чохральского), четыре конца фотоэлементов вырезают из слитков, что приводит к большому количеству чистых кремниевых отходов.
• Он имеет тенденцию быть более эффективным, когда температура повышается, то есть он лучше работает в теплую погоду и при полном солнечном свете, но это не является значительным фактом для большинства домовладельцев.

Поликристаллические солнечные панели

Поликристаллические солнечные панели

«Поли» означает «много или много». Как следует из названия, он состоит из нескольких различных кристаллов чистого кремния, соединенных вместе для создания солнечного или фотоэлемента. Формы этих ячеек имеют прямоугольную форму и требуют меньшего количества кремния по сравнению с монокристаллическими солнечными панелями, что делает их менее дорогими, но их эффективность также ниже, чем у монокристаллических фотоэлементов (приблизительно 13.5-17%. Его также называют поликремнием или многокристаллическим кремнием, и он впервые появился на рынке в 1981 году.

Для изготовления поликристаллических фотоэлектрических элементов чистый сырой кремний расплавляется и заливается в квадратную форму, которая охлаждается и нарезается на идеально квадратные пластины и матрицы. Существует случайное расположение кристаллов поликристаллической солнечной панели и отражают немного света назад, поэтому она выглядит немного голубее. В настоящее время цены на поликристаллические солнечные панели снижаются и снова становятся популярными в США, Великобритании, Австралии и на других местных рынках.

Преимущества

• Поликристаллические солнечные панели имеют меньшую теплостойкость (что означает, что их характеристики ниже при высокой температуре по сравнению с монокристаллическими солнечными фотоэлектрическими модулями. Поскольку тепло может нарушить работу солнечных батарей и сократить срок их службы). Однако для большинства домовладельцев и покупателей солнечных панелей это несущественно, и они не учитывают это при проектировании схемы установки солнечных панелей.
• Процесс получения поликристаллического кремния стоит дешевле и сложнее.
• Короче говоря, это экономически выгодное производство, хорошая эффективность, занимает небольшую площадь на крыше, обычно доступно и легко заменяется и используется.

Недостатки

• КПД поликристаллических солнечных панелей составляет примерно 13,5-17%. Технически это означает, что если 100 Вт солнечной потенциальной энергии попадет на солнечную панель, то ее мощность будет составлять от 13,5 Вт до 17 Вт солнечной электрической энергии. Следовательно, он немного менее эффективен, чем монокристаллическая солнечная панель.
• Та же самая поверхность поликристаллических фотоэлектрических модулей (по размеру) будет производить меньше энергии по сравнению с монокристаллической солнечной панелью (но это не всегда так).
• Он не подходит для использования по сравнению с тонкопленочными и монокристаллическими солнечными панелями с точки зрения элегантности (когда это необходимо), поскольку он не имеет однородного внешнего вида, а имеет только случайный и странный синий цвет.

Струнные ленточные солнечные элементы

Процесс, в котором полосы и фольга из нескольких кристаллических кремний изготавливаются для фотоэлектрической (PV) технологии.В этом процессе высокотемпературные резистивные проволоки протягиваются через расплавленный кремний, образуя тонкую мультикристаллическую ленту кристаллов кремния. Эти очень тонкие ленты затем нарезаются на разные длины, образуя фотоэлектрические и солнечные элементы. Солнечные панели, изготовленные по технологии String Ribbon, выглядят так же, как и традиционные поликристаллические фотоэлектрические панели. Впервые этот процесс был разработан в 1970-х годах компаниями Mobil-Tyco, Solar Energy Corp и Evergreen Solar, которые были основными производителями технологии ленты String для изготовления солнечных элементов.Обратите внимание, что Обратите внимание, что фотоэлектрические панели String Ribbon также изготовлены из поликристаллического кремния.

Струнные ленточные солнечные элементы

Преимущества:

• Производство с меньшими затратами, простое и удобное в использовании.
• String Ribbon Эффективность солнечных панелей составляет около 13-14% (в то время как в лабораториях исследователи достигли эффективности на 18-19%)

Недостатки:

• Производство более энергоемкое
• Низкая эффективность использования пространства

Тонкопленочные солнечные элементы (TFSC) или (TFPV)

Тонкопленочные солнечные элементы

(TFSC) также известны как тонкопленочные фотоэлектрические элементы (TFPV) или аморфные фотоэлектрические модули.

Интеграция одного или нескольких тонких слоев фотоэлектрических материалов или тонкой пленки (TF) на подложке, например, металл, стекло, пластик и т. д. является основным процессом изготовления тонкопленочных солнечных панелей и является солнечным элементом второго поколения. Толщина пленки варьируется от нескольких нанометров (нм) до микрометров (мкм), в то время как тонкая пленка была разработана значительно тоньше. В солнечном элементе из кристаллического кремния первого поколения (c-SI) используются кремниевые пластины толщиной до 200 мкм.

Тонкопленочные солнечные элементы (TFSC) или (TFPV)

Ниже приведены подкатегории (типы тонкопленочных солнечных панелей), по которым фотоэлектрические материалы интегрированы в подложку.

• Аморфный кремний (a-Si / TF-Si)
• Селенид индия-галлия (CIGS / CIS)
• Теллурид кадмия (CdTe)

Ниже представлены тонкопленочные солнечные элементы третьего поколения, которые коммерчески недоступны. На что и надеются исследователи, чтобы мечта осуществилась (очень скоро).

• Органические фотогальванические элементы (OPC / OPC)… (уже в продаже) Тонкопленочные солнечные панели дешевле, но менее эффективны, чем обычная технология солнечных батарей с кристаллическим кремнием (c-SI).Тем не менее, последние разработки технологии подтверждают, что эффективность лабораторных элементов для теллурида кадмия (CdTe) и селенида меди-индия-галлия (CIGS / CIS) достигла 20%.

  Преимущества

  • Крупномасштабное производство тонкопленочных солнечных панелей менее сложное, чем у фотоэлементов на кристаллической основе.
  • Они дешевы по сравнению с другими монокристаллическими фотоэлектрическими / солнечными панелями.
  • Однородный внешний вид тонкопленочных солнечных панелей более привлекателен и может быть использован также для украшения.
  • Он также поставляется в гибкой форме, которая может использоваться для многих целей и применений и имеет смысл при использовании там, где пространство не является проблемой.
  • Он обладает высокой температурной стойкостью, то есть высокая температура и затенение оказывают меньшее влияние на тонкопленочные солнечные панели.

  Недостатки

  • Требуется много места. Как правило, они не полезны для жилых и домовладельцев.
  • Дополнительная опорная конструкция, кабели, техническое обслуживание и т. Д.Для тонкопленочных солнечных панелей установка делает систему дорогостоящей.
  • Общая продолжительность жизни тонких солнечных панелей ниже, чем у поли- и монокристаллических солнечных панелей.

  Солнечные батареи на основе аморфного кремния (a-Si или a-Si: H) и фотоэлектрические модули

  Солнечные батареи на основе аморфного кремния (a-Si или a-SiH)

  Солнечный элемент на основе аморфного кремния, который является подкатегорией Кремниевые тонкопленочные солнечные панели в последнее время стали популярными на рынке. Так как им требуется меньше (скажем, 1%) кремния, используемого в кристаллических солнечных элементах, и они гораздо менее эффективны, чем поли или монокристаллические солнечные панели (около 5-6%).

  Для изготовления солнечного элемента из аморфного кремния один или несколько слоев фотоэлектрических материалов помещают на подложку в виде газового баллончика, который называется «осаждением из паровой фазы».

  Солнечные батареи на основе теллурида кадмия (CdTe)

  Солнечные батареи на основе теллурида кадмия (CdTe)

  Тонкопленочные солнечные батареи на основе теллурида кадмия основаны на теллуриде кадмия и являются единственной технологией PV (фотоэлектрической), которая является экономически эффективной по сравнению с кремнием Кристаллические солнечные панели на значительной части рынка, особенно в мульти-киловаттной системе.

  Эффективность этих солнечных батарей находится в диапазоне 9-11%.

  First Solar установила более 5 гигаватт (5 ГВт) тонкопленочных солнечных панелей из теллурида кадмия по всему миру. Эта же компания удерживает мировой рекорд эффективности фотоэлектрического модуля CdTe в 14,4%.

  Обновление: , август 2014 г., First Solar анонсировала устройство с эффективностью преобразования 21,0%. В 2014 году рекордная эффективность модуля была также повышена компанией First Solar с 16,1% до 17,0%.

  Первая солнечная фотоэлектрическая батарея мощностью 40 МВт (CdTe), установленная JUWI Group в Брандисе, Германия.

  Солнечные элементы из меди и индия-галлия (CIGS / CIS)

  Коммерческое производство гибких фотоэлементов из меди и индия-галлия началось в Германии в 2011 году. Они изготовлены из меди, индия, галлия и селенида путем интеграции на подложке как пластик или стекло, вместе с анодом и катодом (электродами) на задней и передней стороне для сбора выходной электрической мощности. Элементы солнечных батарей CIGS или CIS обладают высокой температурной стойкостью и лучше работают в теплом климате, поэтому они работают еще лучше, когда элементы осаждаются на стекле.

  Солнечные элементы из селенида меди и индия-галлия (CIGS / CIS)

  Показатели эффективности для солнечных панелей CIGS обычно работают в диапазоне 11-14%. Тем не менее, наибольшее значение, достигнутое исследовательской группой Национальной лаборатории возобновляемой энергии, составляет 19,9%, и опять же лучшая эффективность, достигнутая по состоянию на октябрь 2013 года, составила 20,8%. Кроме того, ученые из EMPA (Швейцарская федеральная лаборатория материаловедения и технологии) разработали ячейки CIGS на гибкой полимерной фольге с новым рекордным КПД 20.4%.

  Ожидайте этого, многие другие тонкопленочные солнечные панели все еще находятся в процессе исследований и постепенно наращивают развитие. В ближайшие дни вы можете услышать более неожиданные и интересные новости об этих событиях.

  BIPV: Построение интегрированных фотоэлектрических панелей
  

  Это не что-то новое, но то же самое, что они могут быть тонкопленочными или кремниевыми кристаллическими солнечными панелями или и тем и другим, в форме черепицы или того, чем должен быть дизайн. BIPV (Building Integrated Photovoltaic) разработан, чтобы быть частью здания, такого как стены, крыши, фасады, окна и другие вещи, которые могут соответствовать фотогальваническим материалам (Solar Shingles — лучший пример Building Integrated Photovoltaic [BIPV]).Выглядит очень красиво и красиво, но красивые вещи тоже дороги;).

  BIPV: создание интегрированных фотоэлектрических панелей

  К сожалению, создание интегрированных фотоэлектрических панелей BIPV является слишком дорогой системой и менее эффективной, чем по сравнению с другими фотоэлектрическими (фотоэлектрическими) элементами и панелями. Поэтому домовладельцам или мелким пользователям не рекомендуется интегрировать системы BIPV, поскольку они используются в крупных проектах, таких как установка мощностью 10 МВт в пустыне недалеко от Лас-Вегаса.

  Солнечные тепловые панели

  Это другая фотоэлектрическая или солнечная энергетическая система, а не объяснение выше.Они не производят электричество, но преобразуют солнечную энергию в необходимое тепло для нагрева воды для плавательного бассейна или общего пользования дома. Также полезно знать, что некоторые солнечные тепловые или фотоэлектрические панели можно использовать даже для отопления и кондиционирования воздуха.

  Солнечные тепловые панели

  Гибридные солнечные элементы и фотоэлектрические панели

  Органический материал (полупроводниковый материал, свойства которого лежат между изолятором и проводниками и используемый для электропроводности) помещается в слой неорганического материала с высокой электронной проводимостью для формирования фотоэлектрические (PV) слои.Какая эффективность больше, чем у одного слоя материала, и обладает преимуществами как органического, так и неорганического полупроводникового мастерства. .

  Наиболее эффективными гибридными солнечными батареями являются фотоэлектрический модуль Panasonic (формально Sanyo) с технологией Incredible 18.КПД 6%, что также занимает меньше места на крыше.

  Гибридные солнечные панели очень дороги, чем поли или монокристаллические фотоэлектрические панели. Если у вас достаточно места на крышах, то не рекомендуется использовать гибридную систему солнечных батарей, иначе вы тратите свои деньги на выработку той же электроэнергии, что и на кристаллические солнечные панели.

  Гибридные солнечные батареи и фотоэлектрические панели

  Какой тип солнечных батарей является лучшим для домашнего использования?

  Было бы немного трудно решить, какая из них является лучшей солнечной панелью для вас, и если вы не знаете даже основ о PV, то рекомендуется связаться с экспертом, чтобы выбрать лучшую солнечную панель для Ваша конкретная ситуация, но мы обсудим типичный вопрос, и вы сможете получить немного идеи, которая может помочь вам выбрать лучшую солнечную панель для домашнего использования.

  Поскольку это зависит от множества факторов, таких как требования к нагрузке, окружающая среда и регион для пиковых часов солнечного света, а также типы батарей, используемых в качестве резервного источника питания и т. Д. За исключением всего этого, монокристаллические солнечные панели лучше, чем поликристаллические солнечные панели , по эффективности, но они немного дороже по сравнению.

  Поскольку мы знаем, что «Стоимость и пространство» являются основными факторами для правильного выбора фотоэлектрической панели, поэтому мы кратко обсудим эту тему.

  Пространство:

  Поскольку большинство из нас не имеют большого пространства на крыше, окнах и т. Д., Чем тонкопленочные солнечные панели не для вас.Очевидно, что солнечные панели с кристаллическим основанием — лучший выбор, и, если размер действительно имеет значение, тогда выбирайте солнечные панели с наивысшей номинальной мощностью, потому что фотоэлектрические панели одинакового размера имеют разные характеристики, такие как 60 Вт, 150 Вт, 200 Вт и т. Д.

  Если размер имеет значение, то какой из них лучше? Монокристаллическая или поликристаллическая солнечная панель
  

  Оба варианта хороши для вас с теми же преимуществами, за исключением того, что монокристаллические солнечные панели занимают меньше места и производят немного больше электроэнергии, чем поликристаллические, но это не всегда так.

  Одна вещь больше, что поликристаллические солнечные панели немного дешевле, но также и меньше места.

  Кроме того, при одинаковой номинальной мощности (скажем, 150 Вт) моно- и поликристаллические солнечные панели будут генерировать примерно одинаковую электрическую выходную мощность (с незначительной разницей), но поликристаллическая будет занимать немного больше места по сравнению с монокристаллической солнечной панелью. ,

  Теперь это зависит от вас, для чего вы идете.

  Расходы:

  Цены на фотоэлектрические панели обычно указываются как цена за ватт ($ / ватт).Если вы хотите получить самую низкую цену за номинальную мощность, вам нужно сравнить цены на различные доступные моно- и поликристаллические солнечные панели, доступные на рынке и в Интернете. Например, солнечная панель Talesun (модель TP660P-235) является самой дешевой фотоэлектрической панелью, ее мощность составляет около 235 Вт при цене $ 183. Таким образом, цена за ватт становится $ 0,75. С другой стороны, солнечная панель EcoSolargy (ECO230S156P-60) является более дорогой фотоэлектрической панелью, ее мощность составляет 230 Вт, а цена за ватт составляет около 1 доллара США.

  Out Put is King

  Производители PV дают гарантию на солнечные панели около 25-30 лет. Но имейте в виду, что производительность солнечных панелей постепенно ухудшается с течением времени, а общая производительность остается на уровне 80%, когда она близится к концу. Таким образом, не идите на компромисс с выходной мощностью солнечных панелей и оставьте надёжную систему установки вашей солнечной панели. Очередной раз! Не покупайте дешевые фотоэлектрические панели, иначе вам придется снова заплатить цену: P.

  Сейчас! Это ваша очередь.

  Пожалуйста, расскажите свою историю в поле для комментариев ниже и поделитесь своими ценными отзывами и опытом, потому что это было бы слишком полезно для других инженеров-электриков, студентов и читателей. Кроме того, не забудьте поделиться с друзьями и подписаться, введя свой адрес электронной почты и нажав Enter. Таким образом, вы получите соответствующую и последнюю информативную информацию об электротехнике, электронике и технологиях в своем почтовом ящике.

  .