Как можно применить солнечные панели
Огромный ассортимент солнечных панелей дает возможность подобрать себе модель для различного применения. Это объясняется тем, что приобрести их для дома становится все легче. Со знанием их спецификаций, включая стандарт выходящего напряжения и характеристики вырабатываемой номинальной мощности, панелями можно пользоваться для локальных задач, без необходимости приобретать целый комплект.
Например, если стоит задача повесить лампочку в темной комнате с напряжением 12 Вольт и мощностью 25 Ватт, можно купить и подсоединить ее напрямую к батарее с такими же характеристиками. Это будет стоить до 2000 рублей, однако затем уже не потребуется тратить энергию на лампу 60 Ватт. Солнечная панель также подойдет, например, для обеспечения напряжением колодезного насоса (200 Ватт/24 Вольт). За 12000 рублей покупатель получит в распоряжение систему полива, которая прослужит ему больше десяти лет.
Выбор аккумулятора
Аккумуляторные батареи относятся к расходникам, нуждающимся в периодической замене. Чтобы они служили как можно дольше, стоит ознакомиться с правилами их выбора:
- Главный показатель АКБ — это его емкость. В зависимости от системы он будет отличаться. Подбирать емкость следует с учетом планируемого энергопотребления.
- Аккумулятор имеет массу других характеристики — бренд, вес, категория, возможность самостоятельной зарядки и срок использования. Основные разновидности АКБ — гелевые, жидко-кислотными и AGM. В случае с солнечными станциями хорошо зарекомендовали себя автомобильные батареи.
Количество элементов и напряжение
Количество элементов в солнечной панели должно быть:
для 12V – не менее 36шт
для 24V – 72шт или 60шт (PERC модули)
Одна “клетка” панели под нагрузкой вырабатывает в среднем 0,45-0,5В.
Ошибка №3
При этом общее напряжение вовсе не равняется 12В или 24В как некоторые думают, оно гораздо больше.
Объясняется это необходимостью компенсировать потери. Во-первых, из-за нагрева.
Ошибка №4
Чем жарче летний денек, тем больше энергии выработают панели.
На самом деле солнечные панели обожают свет, но при этом люто ненавидят жару. На черной крыше в середине июля панели могут нагреваться до +85 градусов.
Ячейки в этом случае уже не будут вырабатывать свои 0,45-0,5В. Потери напряжения могут доходить до 30%.
Наглядный график зависимости:
А вот результаты коротенького эксперимента. Температура панели и ее напряжение до охлаждения и спустя всего пару минут после. Солнце то же самое, просто панельку сверху полили холодной водичкой.
Не все знают, что технические характеристики, указанные на шильдике, рассчитаны на идеальную температуру в 25С. При отклонении на каждый градус потери изменяются примерно на 0,5%.
Поэтому точку максимальной мощности для солнечной панели 12V рассчитывают при напряжении 18В, а не 12В.
Прибавьте сюда потери в проводах и сопутствующем оборудовании.
Что касается напряжения холостого хода (это когда панель вообще ни к чему не подключена), то его величина превышает 20В (для 12V) и 30В (для 24V) соответственно. Зимой еще больше!
Из-за того, что инверторы очень не любят повышенного напряжения, его подключение напрямую без АКБ и нагрузки является самой частой причиной выхода из строя девайса.
Ошибка №5
Поэтому никогда не отсоединяйте аккумуляторы и не убирайте провода, оставляя панельку подключенной к инвертору без нагрузки.
Особенности установки оборудования
Популярность набирают солнечные электростанции для дома. Отзывы о них в основном положительные, но с долей недостатков. Устанавливают такие агрегаты в большинстве случаев на частных домах. Устанавливать панели на крышу дома можно только с разрешения всех инстанций. Для установки электростанции необходимо:
- Панель: это устройство, которое устанавливают на крышу дома. Солнечные батареи на крышу дома лучше устанавливать под наклоном. В зимнее время года, для получения энергии, необходимо убирать снег.
- Инвертор: преобразователь постоянного тока в переменный. Подаёт электричество напрямую в сеть 220 В. Некоторые инверторы используют цифровые контроллеры, которые показывают мощность и количество энергии.
- Контроллер: необходим для упрощения работы солнечной батареи.
С точки зрения экономии, европейские варианты не сильно отличаются от китайских солнечных батарей. Отзывы о них довольно положительные.
Аппаратура используется не только для выработки электричества, но и для отопления и подогрева воды.
Выгодны ли солнечные батареи для частного дома
В западных странах мода на солнечную энергетику продиктована больше заботой об экологии, чем поиском экономической выгоды. У нас реалии несколько иные.
При сохранении нынешних цен на поставляемое электричество, система из солнечных батарей, собранная своими руками для одного частного дома и семьи из 4 х человек, полностью окупается за 4-5 лет. При этом срок службы фотоэлементов – составляет 20-25 лет, а вот аккумуляторы придется менять через 5-7 лет в зависимости от качества батарей.
Пока нигде в мире (и Россия не исключение) не наблюдается снижения цен на поставляемое электричество, поэтому за срок службы фотоэлементов в солнечной панели, система успеет окупиться как минимум 4-5 раз.
Расчеты перед покупкой
Чтобы подобрать комплект с подходящими показателями, нужно в первую очередь рассчитать мощность. Она зависит от энергонагрузки, чем этот показатель выше, тем производительнее потребуются батареи. Для частных домов лучше всего подойдут панели мощностью от 150 до 250 Вт, в то время как для дачного дома достаточно вариантов на 50 Вт.
В первую очередь следует рассчитать базовое потребление энергии, для этого нужно учесть каждый используемый прибор и среднее время его работы в течение суток. Далее надо просто сложить все показатели и получится расчетная нагрузка в киловатт-часах.
Это минимальный показатель, на который нужно ориентироваться. При этом требуется делать определенный запас и учитывать потери энергии, которые происходят в сети, а также что заряд аккумуляторов постепенно падает. Обычно делается запас порядка 30%, но лучше сделать его больше.
Пример системы с восемью аккумуляторами.
Чтобы существенно понизить расход электричества и не приобретать мощное оборудование, которое намного дороже, стоит перевести часть потребителей энергии на напряжение 12 В. Можно поставить светодиодные лампы и приобрести часть бытовой техники под такие характеристики. Это существенно снизит энергопотребление и позволит сэкономить на солнечных батареях.
Обязательно учесть инсоляцию — показатель, отражающий количество солнечной энергии, приходящейся на определенную площадь. Используйте схему с готовыми данными, чтобы рассчитать количество панелей для своего региона. Учитывайте что максимум приходится на лето, а минимум на зиму, не стоит упускать этот момент.
Инсоляция зависит от региона.
Когда на руках есть все данные, можно провести расчеты, за основу брать месяцы с минимальной инсоляцией и ориентироваться на них. В эти периоды система будет работать почти на полную мощность, в остальное время с запасом, что позволит исключить перегрузки и быстрый износ из-за повышенных нагрузок.
Комментарии:
Мах
По моим подсчетам, у меня батареи окупились за 3 года. Но я их использую в собственной теплице для оросительной системы и освещения.
Петро
5 лет — средний срок окупаемости. Если батарея закрепляется стационарно. Если же вращать каждый день ее вслед за солнцем от рассвета до заката — можно сократить это время, но вот захочется ли вам каждые 3-4 часа поворачивать батарею каждый день?
Никита
Кто подскажет, какой толщины должно быть стекло над батареями, чтобы градом на крыше не побило?
Артем
Никита, я ставил 5мм — думаю достаточно. Под град попадали, снегом заметало. Все осталось сохранным.
Михаил
Либо я чего-то не понял, либо я чего-то не понял. Объясните на пальцах что за коэффициент 16 и откуда он берётся. И вообще почему именно 16, а не 25 или 42?
ScottZom
Спасибо за публикацию, очень правильно все написано!
зонтик
Привет автору раздела где приводится укрупненый расчет мощности геоустановки. ИНТЕРЕСНО, в школе когда проходили электричество, явление магнитной индукции и категории величин, связанные с этими явленими где находился автор? Наверно прогуливал (в зоопарке бегемота кормил). С каких пор электрическая да и любая энергия измеряется в кВт(киливатах), это равносильно тому что скорость потока измерять ведрами. Прошу исправить, ато как то сдыдно величену МОЩНОСТИ (кВт-киловат, л.с.-лошадиная сила) путают с величинами ЭНЕРГИИ (кВт*h — киловатчас, Дж — Джоуль)
Ампер Вольтович
Тест
Ампер Вольтович
Никита, панель уже имеет защитное стекло, специальное, закаленное 3мм. Выдерживает удар стального шарика весом 260гр. с высоты 1метр. Град никакой не стращен.
Ампер Вольтович
3.2мм толщина и антибликовое притом.
Ампер Вольтович
Сами с собой разговаривают, тужатся пыжатся, в взлететь не могут… Без Зеленого тарифа не выгодно нигде. Только убытки. Ставить панели, пр наличии сети, может только полный Ипанько, типа автора, который только что из по коровы, слышал звон… Это пля полный Пездос!
Ампер Вольтович
Зонтик, Браво! Вы забыли указать , что Дж=1Вт*сек. Ну, мало ли, может забыл автор, принял….
Андрей Витальевич
Владельцу сайта нужно иметь представление не только о ТОЭ, но и представление о ВИЭ, особенно в направлении подачи материала аудитории об окупаемости и расчёте параметров оборудования. Это долгий путь семинаров, самостоятельного изучения, гугления и практики. Совет- удалить всё и начать заново всё. Можно посмотреть ( не украсть) у коллег контент. Но и не забыть про семантику контента и релевантность запросам. Вы заблуждаетесь в окупаемости в 4-5 лет, с аккумуляторами солнечные генераторы не окупаются и за 15 лет!!! Только при наличии гос. поддержки микрогенерации и сетевом инверторе. С уважением Андрей Витальевич, директор компании.
C8E3EEF0FC
Неправильное применение, автором, единиц измерения навевает подозрения, касаемо того, что он понимает о чём пишет…
C8E3EEF0FC
В частности, физической величины с размерностью кВт/час не существует в природе. Мощность измеряется в ваттах (и кратных им единицах: млил-, кило-, мега- и т.п. ваттах), л.с. … Энергия — в Джоулях, кВт*часах, калориях и т.д. Т.е., по-просту говоря, мощность=энергия/время, соответственно: энергия=мощность*время. А мощность/время — это что?
C8E3EEF0FC
ВСралась оЧеПятка: «млил-» это имелось в виду «мили-«. Плохо, что нет возможности отредактировать уже отправленный коммент.
Зыгмунд
Правильно замечено, основной критерий экология.И о окупаемости не может быть и речи.
алекс
https://trinixy.ru/136213-vsya-pravda-ob-effektivnosti-solnechnyh-paneley-10-foto.htm Вот ссылка интересная на то как человек использовал более года систему.
Алекс
срок окупаимости 25 лет. расчет при самом высоком потреблении эл-ва стоимость квт 3,04руб до 150 квтч /месяц. 3,81руб от 150 до 800квт ч /мес. эти батареи не отобьете никогда с такими ценами. в Европе их ставят из-за высоких тарифов, у нас они пока низкие. покупка их нецелесообразна…
Дмитрий
Просто не хочется платить «дяде» — пусть ходит и скрипит зубами, что у тебя свет и тепло, я ему ты не платишь!
Оставить комментарий Отменить ответ
Выгодно ли покупать комплектом солнечные батареи для дачи
Бестопливный генератор — способ заработать на безграмотности
Power Bank с солнечной батареей — расчет на безграмотность
Принцип действия солнечных батарей.
Комплекты солнечных батарей 3 кВт на дачу от 60000 рублей
На даче, как правило, находятся электрические приборы небольшой мощности, где требуется ограниченное количество батарей и малая периодичность их использования. Если на даче отсутствует централизованное электроснабжение, тогда целесообразно установить комплект солнечных батарей, который будет бесплатно генерировать электроэнергию. Однако чтобы получить такое безвозмездное удовольствие первоначально придется потратиться на покупку необходимых материалов, стоимость которых окупиться только через несколько лет.
Для производства 1 кВт электроэнергии необходим комплект производительностью более 200 Вт. Согласно многочисленным отзывам солнечные электростанции для дома на даче производительностью 800 Вт способны обеспечить полное автономное электроснабжение объекта. Стоимость такой системы обойдется от 80000 руб.
Стандартный комплект солнечной электростанции для дачи состоит из панелей на 200 Вт, контроллера заряда 40 А, инвертора мощностью 3 кВт, двух аккумуляторов на 200 А и других вспомогательных деталей. Цена такого комплекта начинается от 60000 руб., а примерный срок окупаемости составляет 3-5 лет. Однако это самый выгодный способ получения электроэнергии для объектов без централизованного электроснабжения. Он менее затратный, чем использование дизельного генератора.
Составляющие солнечной станции
Согласно отзывам владельцев, солнечные батареи для дома на дачном участке лучше укомплектовывать двумя или четырьмя модулями мощностью 200 В каждый. Это зависит от количества потребителей энергии, продолжительности и периодичности их использования. Если мощности недостаточно, ее можно нарастить, добавляя солнечные панели.
Многие приобретают такой комплект для частного сектора, где есть централизованное электроснабжение, как дополнительный источник энергии. Многочисленные отзывы о солнечных батареях для дома свидетельствуют, что в этом случае можно существенно сэкономить на оплате счетов за электроэнергию.
Принцип работы солнечных батарей
Модули, улавливающие энергию солнца, являются генераторами электричества, работающими на основе фотоэлектрических реакций. Получение электрического тока происходит по принципу эмиссии (испускания электронов) нагретых тел. Основой для панелей служит кремний. КПД одного такого модуля не слишком большой — порядка 30% при мощности до 300 Вт. Для получения лучших результатов разработчики объединили несколько десятков солнечных элементов в цепи.
И такой способ дал более высокий результат, некоторые установки могут полноценно работать и при средней облачности. Чтобы создать комфортную температуру круглогодично в доме площадью 30 кв. м. в средней полосе нашей страны общая площадь поверхности модулей должна быть не менее 100−120 кв. м. Внутри дома обязательно должно быть помещение для аккумуляторов и распределительного оборудования.
Обзор моделей
Выпуском аккумуляторов для солнечных электрических станций занимаются такие компании, как:
- Немецкая фирма Bosh, занимающаяся выпуском техники бытового и промышленного назначения.
- Немецкая фирма Sonnenschein, занимающаяся разработкой и выпуском техники.
- Английская компания YUASA (Великобритания).
- Американская фирма C&D Technoloqies.
- Китайский производитель техники Delta.
- Китайская компания Haza (Китай).
- Тайваньская фирма APS.
Все представленные выше компании, успевшие с самой лучшей стороны зарекомендовать себя на рынке, занимаются выпуском аккумуляторов для солнечных батарей. Продукция каждой из компаний отличается своими особенностями. Например, аккумуляторы, выпускаемые фирмой Haza изготовлены с использованием технологий AGM и HZY.
Для автономных систем лучше всего подходят аккумуляторы, изготовленные с использованием технологии Gel “глубокого разряда” или аккумуляторы технологии OPzV. Таким характеристикам соответствуют аккумуляторы, выпущенные фирмой Delta.
На что обратить внимание
Прежде чем выбрать источник электрической энергии, каковым являются солнечные панели, необходимо определиться в каком качестве данные устройства будут работать в системе энергоснабжения.
Солнечные электростанции, основной частью которых и являются солнечные батареи, могут работать в качестве:
- Источника аварийного электроснабжения потребителей – для обеспечения электрической энергий источников аварийного освещения и систем отопления работающих в постоянном цикле (циркуляционные насосы, электрические клапана и задвижки и подобные устройства);
- Источника электроснабжения в полном цикле работы потребителей – когда все потребители подключены исключительно к системе солнечной электростанции;
- Источника питания для части объектов потребления электрической энергии – когда работа солнечных батарей совмещена с функционированием централизованной сети электроснабжения.
При выборе солнечных батарей следует обратить внимание на тип батареи. Материал, из которого изготовлены фото ячейки, оказывает влияние на все параметры выбора устройства приведенные выше, это:
Батареи из монокристаллов
способны работать в системах основного электроснабжения в регионах со значительной солнечной активностью.
Положительные свойства батарей этого вида:
- Высокий КПД – до 22%;
- Незначительные габаритные размеры;
- Продолжительный срок эксплуатации (до 25 лет).
Недостатками данного вида являются:
- Высокая стоимость;
- Подверженность влиянию факторов окружающей среды.
- Батареи из поликристаллов.
Батареи из поликристаллов
Положительные свойства батарей этого вида:
Более низкая стоимость, чем у монокристаллических аналогов.
Недостатками данного вида являются:
- Более низкий КПД, который составляет до 18%;
- Большие габаритные размеры, для достижения аналогичных показателей как у монокристаллических аналогов;
- Менее устойчивы к воздействию повышенных температур, чем монокристаллические аналоги.
- Батареи с напылением кремния или гибкие панели.
Батареи с напылением кремния
Положительные свойства батарей этого вида:
- Низкая стоимость устройств;
- Удобство при монтаже и эксплуатации;
- Способность работать при косвенном освещении.
Недостатками данного вида являются:
- Более низкий КПД, который составляет до 13%;
- Требуются большие площади для установки необходимого количества панелей, чтобы достигнуть аналогичных показателей по мощности как у аналогов;
- Более сложные способы крепления и большие затраты на монтаж устройств;
- Меньший срок службы чем у аналогов.
- Батареи из микроморфного кремния —
Положительные свойства батарей этого вида:
- Оптическое поглощение выше чем у аналогов;
- Малая толщина, менее 1,0 мкм;
- Способность работать при слабом освещении (пасмурная погода, затенение);
- Повышенная гибкость устройств.
Недостатками данного вида являются:
- Низкий КПД, который составляет до 6,0 %;
- Сложные способы крепления.
Исходя из приведенной информации и в соответствии с возможностями следует воспользоваться следующими советами, как то:
- В случае отсутствия достаточного количества площадей, на которых планируется разместить солнечные батареи, следует остановить свой выбор на монокристаллических устройствах.
- Если стоимость батарей с монокристаллами высока, то следует установить батареи с фотоэлементами на основе поликристаллов.
При решении выбрать гибкие панели – не стоит забывать о стоимости их монтажа.
Особенности установки оборудования
Популярность набирают солнечные электростанции для дома. Отзывы о них в основном положительные, но с долей недостатков. Устанавливают такие агрегаты в большинстве случаев на частных домах. Устанавливать панели на крышу дома можно только с разрешения всех инстанций. Для установки электростанции необходимо:
- Панель: это устройство, которое устанавливают на крышу дома. Солнечные батареи на крышу дома лучше устанавливать под наклоном. В зимнее время года, для получения энергии, необходимо убирать снег.
- Инвертор: преобразователь постоянного тока в переменный. Подаёт электричество напрямую в сеть 220 В. Некоторые инверторы используют цифровые контроллеры, которые показывают мощность и количество энергии.
- Контроллер: необходим для упрощения работы солнечной батареи.
С точки зрения экономии, европейские варианты не сильно отличаются от китайских солнечных батарей. Отзывы о них довольно положительные.
Аппаратура используется не только для выработки электричества, но и для отопления и подогрева воды.
Сравнение различных типов батарей
Свинцовые батареи стоят дешевле, но они имеют более короткий срок службы и по современным меркам низкую плотность энергии, а некоторые из них требуют регулярного технического обслуживания, чтобы поддерживать их в рабочем состоянии. Литиевые батареи дороже, но они не требуют технического обслуживания и имеют более длительный срок службы, что соответствует их более высокой цене. Давайте более подробно рассмотрим какой лучше взять аккумулятор для солнечных электростанций, плюсы и минусы каждого варианта и объясним, почему вы можете выбрать один из них для своей системы.
Свинцово-кислотные с жидким электролитом
Свинцово-кислотная АКБ с жидким электролитом
Отличительной особенностью этих батарей является то, что свинцовые пластины погружены в жидкий электролит. Их необходимо регулярно проверять и доливать каждые 1-3 месяца, чтобы они работали должным образом. Халатное отношение к обслуживанию может сократить их срок службы и аннулировать гарантию. Поскольку в ходе эксплуатации этот тип АКБ может выделять опасные газы, их необходимо устанавливать в вентилируемом помещении, чтобы позволить газам батареи выходить наружу.
Герметичные свинцово-кислотные
Герметичный свинцово-кислотный аккумулятор
Герметизированные бывают двух типов: AGM и GEL, которые имеют много схожих свойств. Они практически не требуют обслуживания и влагозащищены. Отличия заключаются в электролите – в гелевом аккумуляторе он находится в загущенном состоянии, а в AGM электролит абсорбирован в стекловолокне. Считается, что они не выделяют газы, это не совсем так, поскольку для защиты аккумуляторов предусмотрены клапаны, которые могут открываться в экстренных ситуациях.
Панцирные OPzS и OPzV
Панцирные аккумуляторы типов OPzS и OPzV
Эти аккумуляторы являются разновидностью свинцово-кислотных аккумуляторов: OPzS – с жидким электролитом, а OPzV с электролитом в виде геля. Минусы – низкая плотность энергии и нелинейные разрядные характеристики, свойственные всем свинцовым аккумуляторам. Из плюсов можно отметить 1200-1500 циклов, при глубине разряда на 80%, что в 2-3 раза больше в сравнении с обычными свинцово-кислотными АКБ, но и более высокую цену, которая соизмерима уже со стоимостью LiFePo4 аккумуляторов.
Литий-железо-фосфатные аккумуляторы
Литий-железо-фосфатные аккумуляторы
Одним из лучших химических составов литиевых АКБ для солнечных батарей является литий-железо-фосфат LiFePO4, он же LFP, еще встречается название «Лифер». Эта технология имеет в несколько раз больший срок службы, чем у свинцовых АКБ и может использоваться при более глубоких циклах. Благодаря линейным разрядным характеристикам можно использовать меньшую емкость, при разряде большими токами. Они также не требуют обслуживания или вентиляции, в отличие от заливных свинцово-кислотных батарей. LiFePO4 это одна из разновидностей литий-ионных батарей, но в отличие от них LiFePO4 пожаро-взрывобезопасны.
Литий-титанатные, они же LTO
Литий-титанатная АКБ
Можно уверенно сказать, что это великолепные аккумуляторы и одни из лучших на данный момент и они имеют все вышеперечисленные плюсы LiFePO4 аккумуляторов, но и еще могут заряжаться просто огромнейшими токами в 10С (для сравнения «свинец» можно заряжать токами 0,1 – 0,2С) и имеют ресурс 16000 циклов. Из минусов можно отметить высокую цену и больший вес в сравнении с LiFePO4.
Литий-ионные, они же Li-ion
Имеют очень высокую плотность энергии и малый вес, благодаря чему широко применяются на электротранспорте, в том числе в Тесле, но имеют существенный недостаток — при повреждениях и при работе в нештатном режиме могут воспламеняться. У LiFePO4 и Литий-титанатных аккумуляторов отсутствует этот недостаток, поэтому они более предпочтительны для использования в автономных и бесперебойных системах.
Литий-ионный аккумулятор
Подводя промежуточный итог, можно отметить, что первоначальные вложения на литиевые батареи больше, но при эксплуатации стоимость владения получается значительно ниже — за время эксплуатации литиевых аккумуляторов приходится несколько раз заменить свинцовые АКБ.
Этапы монтажа батарей
- Для установки панелей выбирается самое освещенное место – чаще всего это крыши и стены зданий. Чтобы устройство функционировало максимально эффективно, панели монтируются под определенным углом к горизонту. Учитывается также уровень затемненности территории: окружающие предметы, которые могут создавать тень (постройки, деревья и т. п.)
- Устанавливаются панели при помощи специальных крепежных систем.
- Затем модули соединяются с аккумулятором, контроллером и инвертором, и производится наладка всей системы.
Для монтажа системы всегда разрабатывается персональный проект, который учитывает все особенности ситуации: как будет выполняться установка солнечных батарей на крыше дома, цена и сроки. В зависимости от вида и объема работ, все проекты рассчитываются в индивидуальном порядке. Клиент принимает работу и получает на нее гарантию.
Установка солнечных батарей должна производиться профессионалами и с соблюдением мер безопасностиИсточник pinterest.ca
Итоги обзора
Солнечные батареи однозначно окупятся за 25 лет своей службы. Это нетрудно проверить, посчитав, сколько вы платите за электроэнергию государству.
Два основных вида солнечных батарей , дающих наибольший КПД, это поликристаллические и монокристаллические батареи. Из них можно выбирать по таким признакам:
Еще дешевле стоят пленочные батареи, но они дают меньший КПД и их пока трудно найти в продаже, производство только началось. Их стоит использовать, если важен малый вес конструкции и возможность наклеивать панель на любую поверхность.
Как работает солнечная батарея в плохую погоду, смотрите в данном видео: