Solpaneler: egenskaber og anvendelsesmuligheder

Hvert minut på overfladen af ​​vores planet får en masse solenergi, uden hvilket liv på Jorden er umuligt. Men det er ikke alt det, det er i stand til, i dag går vi ind i æraen af ​​alternative vedvarende energikilder ved hjælp af Solens aktivitet, vind og vand. De største solkraftværker producerer allerede ca. 1% af verdens el, så fremtiden er i nye udviklinger. Og vi skylder dette til videnskab og moderne teknologier, takket være dette har været muligt.

Vækst i prisen på elektricitet willy-nilly får dig til at tænke på at spare. Og et fremragende alternativ i dette tilfælde er naturlige energikilder. Den optimale løsning til et privat hus er et alternativt kraftværk - solbatteri.

Faktisk er heliosystemet ret simpelt og består af fire hovedelementer.

• Solar batteri - i form og størrelse er et rektangulært panel med et vist antal plader. Grundlaget for solcellen er halvledermaterialer. Miniature transducere monteres i moduler, og moduler ind i et enkelt solfangersystem.
• Controller - udfører funktionen som en mellemmand mellem solpanelet og batteriet. Det er nødvendigt at overvåge batteriladningsniveauet. Dens rolle er ekstremt vigtig i hele kredsløbet - regulatoren tillader ikke det elektriske potentiale at koge eller falde, hvilket er nødvendigt for stabil drift af hele systemet.
• Inverter - konverterer solens modulets likestrøm i AC 220-230 volt. Hybride netomformeren kan bruge både direkte og vekselstrøm til driften. Men det skal tages i betragtning, at inverteren også kræver energi, og forbruget er omkring 30% af konverterings tabet. Og i overskyet vejr eller om natten vil al energi til arbejdet blive brugt fra batteriet. Det vil sige, hvis batteriet er afladet, vil omformeren stoppe med at arbejde.
• Batteri - omdannet til elektricitet, er solenergi ikke altid brugt i huset fuldt ud. Overskydende kan akkumulere i batteriet og bruges i mørke og overskyet vejr.

Hovedelementet i hver solcelle er en fotoelektrisk omformer.

Ved masseproduktion anvendes tre typer siliciumelementer.

• monokrystallinske - kunstigt dyrkede siliciumkrystaller skæres i tynde plader. Modulet er baseret på oprenset rent silicium. Overfladen er mere som en honningkage eller små celler, der er sammenkoblet i en enkelt struktur. Færdige små plader er sammenkoblet med et net af elektriske ledninger. I dette tilfælde er produktionsprocessen mere arbejdskrævende og energiforbrugende, hvilket påvirker de endelige omkostninger ved solbatteriet. Men enkeltkrystalelementer har højere produktivitet, og den gennemsnitlige effektivitet er ca. 24%. Levetiden for enkeltkrystalbatterier er længere, de varer i gennemsnit 30 år.
• polykrystallinske - baseret på siliciumsmelte. Sådanne moduler betragtes som den bedste løsning til privatboliger. Flere siliciumkrystaller kombineres i en fotocelle. Overfladen af ​​en polykrystallinsk solcelle har en ikke-ensartet overflade, på grund af hvilket lys absorberer værre. Og effektiviteten, henholdsvis nedenfor, ligger inden for 20%. Levetiden for det polykrystallinske panel er 20-25 år. De har en karakteristisk forskel - belægningens mørkeblå farve. Sådanne moduler er billigere end analoger, hvilket gør det muligt at inddrive hele systemet om cirka 3 år.
• Tynd film - Har et fleksibelt underlag, der giver dig mulighed for at montere batteriet på enhver overflade med hjørner og bøjninger. Et tyndt lag af halvledere aflejres på overfladen af ​​batteriet. Sådanne systemer har en åbenbar ulempe - lille effektivitet. Produktiviteten er i gennemsnit ca. 10%. Det vil sige at give energi hjemme, vil det tage dobbelt så mange tyndfilmbatterier som polykrystallinske. Og levetiden for sådanne paneler er mindre end andre analoger - i gennemsnit er levetiden ca. 20 år.

Ideelt, hvis solpanelerne fuldt ud kan give huset elektricitet. Men ganske ofte bruges solen fra solen til varmt vandforsyning eller til opvarmning. Men for at opfylde et af disse mål er det nødvendigt at beregne den faktiske effekt pr. Kvadratmeter og det krævede antal moduler. Strømmen af ​​solmodulet afhænger af mængden af ​​sollys, der rammer batteriens overflade. For at træffe det rigtige valg, bør du også studere princippet om driften af ​​minikraftværket.

Den første prototype af solfangeren, der har været kendt for alle siden forrige århundrede, er sommer sommerbruser. Det var en stor beholder, som var malet sort, vandet i det blev opvarmet om dagen, hvilket tillod hver sommer bosiddende at tage et varmt brusebad om aftenen.

Solfangeren er et fladskærm, der ligger på gaden.normalt på taget, og er i stand til at konvertere 90% af solstråling til energi. I fremtiden sendes energi til systemet og distribueres til strømforsyningernes behov. Men hvis solsystemet bruges til opvarmning eller varmt vand, sendes energien ved hjælp af en lavpumpepumpe til opbevaringstanken.

På forskellige tidspunkter af dagen og i forskellige årstider ændrer niveauet af belysning. For at sikre uafbrudt strømforsyning til huset har solbatteriet et helt system. Forskere har lært at kontrollere et sådant mikrofysisk fænomen som den fotoelektriske virkning. Og selvom princippet om drift ved første øjekast synes at være teknisk kompliceret, ser virkeligheden princippet om drift og kredsløbet af det elektriske kredsløb meget simpelt ud.

Alle kan installere solpaneler i deres hjem.

Derudover har de mange fordele.

• Energieffektivitet - afhængigt af typen af ​​solceller har en anden indikator. Men i gennemsnit ligger effektiviteten fra 14 til 30%.
• Solpaneler er især efterspurgt i forstæderne. Og der er to fornuftige forklaringer til dette. For det første er dacha-plottene ofte placeret langt fra centraliserede energikilder i områder med dårligt udviklet infrastruktur. Og for det andet er omdannelsen af ​​sollys til energi særligt vigtigt på højsæsonen - om sommeren.
• Om nødvendigt kan minikraftværket suppleres med nye solpaneler for at øge effekten.
• Besparelser - For de sydlige regioner i landet kan brugen af ​​solpaneler til varmt vand spare op til 60% af energien i gennemsnit om året: 30% om vinteren og 100% om sommeren.
• Sådanne systemer er relevante ikke kun til privat brug, for eksempel til hjemmet, men også til virksomheder, uddannelses- og medicinske institutioner. I produktionsværket kan et solpanel bruges som en ekstra varmekilde til centralvarme om vinteren og om sommeren til forsyning af varmt vand.
• Fordelen er, at du kun skal betale for udstyret en gang, efterfølgende kræver systemet ingen investeringer og vedligeholdelse.
• Den økologiske energikilde er et særligt vigtigt aspekt i planetplanen, fordi energireserverne på Jorden ikke er ubegrænsede.
• Pålidelighed - i dette tilfælde afhænger meget af den valgte model og den korrekte installation.

Det er værd at bemærke, at systemet betaler sig om et par år og giver ejeren mulighed for at spare mange penge i fremtiden. På basis af dagens takster for elektricitet og diesel kan vi f.eks. Med sikkerhed sige, at solsystemet skal betale i 3-4 år i et privat sommerhus til en familie på 5-7 personer. Og når du flytter fra gas - payback vil være op til 8-10 år.

I dag er forskellige typer af solpaneler vinder stigende popularitet. Ved første øjekast ser det ud til, at alle solmoduler er de samme: et stort antal individuelle små solceller er sammenkoblet og dækket af en gennemsigtig film. Men i virkeligheden er alle moduler forskellige i kraft, design og størrelse. Og i øjeblikket har producenterne opdelt solsystemet i to hovedtyper: silicium og film.

Til husholdningsbrug er solpaneler installeret med siliciumfotovoltaiske celler. De er de mest populære på markedet. Heraf kan du også skelne tre typer - det er polykrystallinsk, monokrystallinsk, de er allerede beskrevet mere detaljeret i artiklen og amorfe, som vi bor på.

Amorfe - er også lavet på basis af silicium, men derudover også en fleksibel elastisk struktur. Men de er ikke lavet af siliciumkrystaller, men fra silan - et andet navn er siliciumhydrogen. Blandt funktionerne i amorfe moduler kan fremragende præstationer noteres selv i tilfælde af overskyet vejr og evnen til at gentage enhver overflade. Men effektiviteten er meget lavere - kun 5%.

Den anden type solpaneler - film, fremstillet på basis af flere stoffer.

• Cadmium - sådanne paneler blev udviklet i 70'erne af det sidste århundrede og blev brugt i rummet. Men i dag anvendes cadmium også til produktion af industrielle og husholdningsværker.
• Moduler baseret på halvleder CIGS - udviklet af kobber, indium selenid og filmpaneler. Indium bruges også i vid udstrækning til fremstilling af LCD-skærme.
• Polymer - også brugt til fremstilling af solfilm moduler. Tykkelsen af ​​et panel er ca. 100 nm, men effektiviteten forbliver ved 5%. Men fra fordelene kan det bemærkes, at sådanne systemer er overkommelige og ikke udsender skadelige stoffer i atmosfæren.

Men også i dag er der mindre voluminøse bærbare modeller på markedet. De er specielt designet til brug under udendørs aktiviteter. Ofte bruges sådanne solbatterier til genopladning af bærbare enheder: små gadgets, mobiltelefoner, kameraer og videokameraer.

Bærbare moduler er opdelt i fire typer.

• Lav effekt - Giv en minimumsafgift, som er nok til at genoplade en mobiltelefon.
• Fleksibel - kan rulles op og have en lille vægt på grund af dette på grund af den store popularitet blandt turister og rejsende.
• Vedhæftet til substratet - har en signifikant større vægt omkring 7-10 kg og giver derfor mere energi. Sådanne moduler er specielt designet til brug i langdistance bilrejser og kan også bruges til delvis autonom strømforsyning af et landhus.
• Universal - uundværlig i vandreture, enheden har adskillige adaptere til samtidig opladning af forskellige enheder, vægten kan nå 1,5 kg.

Frost vejr betyder ikke noget for solsystemet. Det vigtigste her er antallet af klare lysdage. Og hvis du for eksempel bruger et solpanel til varmt vandforsyning, kan du i vinterperioden med 30 grader frostigt have vand i tanken ved en temperatur på 40 ° C - 50 ° C.

I regioner med et stærkt kontinentalt klima og hård vinter er det umuligt at opgive centralvarme. Men det er muligt at supplere systemet med indirekte opvarmningstanker, hvilket gør det muligt at kombinere forskellige varmekilder med muligheden for automatisk at tænde solens energi og efter behov.

Og du kan også bruge et solsystem til at understøtte opvarmning i det "varme gulv". På samme tid for 100 kvadratmeter gulv har du brug for ca. 8 samlere. Men om sommeren vil et sådant stort system være overflødigt, bortset fra at du kan bruge det til at opretholde temperaturen i poolen eller saunaen.

Dens rolle i systemet er helt forståeligt - batteriet giver dig mulighed for at fylde strøm på solmodulet. Og så vil det være muligt at bruge solenergi som elektricitet.

Installation af et solsystem på sit eget websted koster et anstændigt beløb. Før du fortsætter med at installere et solbatteri, er det nødvendigt at bestemme den nødvendige effekt for alle enheder. Og først og fremmest er det nødvendigt at beregne den optimale topbelastning i kilowatt og rationelt betinget gennemsnitligt energiforbrug i kilowatt / time for at imødekomme husets eller webstedets behov.

For rationel brug af solenergi er det nødvendigt at bestemme:

• peak load - for at bestemme det, er det nødvendigt at tilføje strømmen af ​​alle enheder, der er tilsluttet på samme tid;
• maksimalt strømforbrug - en parameter, der er nødvendig for at bestemme den kategori af enheder, der skal fungere ad gangen
• Dagligt forbrug bestemmes ved at multiplicere den enkelte strøm af en enkelt enhed på det tidspunkt, hvor det var i gang
• Gennemsnitligt dagligt forbrug - bestemmes ved at tilføje energiforbruget af alle elektriske apparater i en dag.

Alle disse data er nødvendige for et komplet sæt og stabilt efterfølgende arbejde i solbatteriet. De opnåede oplysninger gør det muligt at vælge flere passende parametre i batteriet - et dyrt element i solsystemet.

For alle beregningerne skal du have et ark i en celle, eller hvis du foretrækker at arbejde på en computer, er det bedst at bruge en Excel-fil. Forbered en bordskabelon med 29 kolonner.

Angiv navnene på grafen i rækkefølge.

• Apparatets navn, husholdningsapparater eller værktøj - eksperter anbefaler at begynde at beskrive energiforbrugere fra gangen og derefter bevæge sig rundt med uret eller mod uret. Hvis huset har mere end en etage, er udgangspunktet for alle efterfølgende niveauer trappen. Og også angive gaden elektriske apparater.
• Individuel strømforbrug.
• Klokkeslæt fra 00 til 23 timer, det vil sige, at du har brug for 24 kolonner. I kolonnerne over tid skal du angive to tal i form af en brøkdel: varigheden af ​​arbejdet i en bestemt time / individuel strømforbrug.
• I kolonne 27 angiver apparatets samlede driftstid pr. Dag.
• For 28 kolonner er det nødvendigt at multiplicere indbyrdes dataene fra 27 kolonner ved individuel forbrug.
• Efter at have udfyldt bordet beregnes den samlede belastning for hver enhed for hver time - de opnåede data er indtastet i kolonne 29.

Efter påfyldning bestemmes den sidste kolonne af det daglige gennemsnitlige forbrug. For dette opsummeres alle data i den sidste kolonne. Men denne beregning tager ikke højde for forbruget af hele solfangersystemet. For at beregne disse data er det nødvendigt at tage hensyn til hjælpefaktoren i de endelige beregninger.

En sådan omhyggelig og omhyggelig beregning giver dig mulighed for at få en detaljeret specifikation af energiforbrugerne under hensyntagen til timelast. Da solenergi er meget dyr, skal forbruget minimeres og rationelt bruges til at drive alle enheder. Hvis solfangeren f.eks. Bruges som backup strømforsyning hjemme, vil de opnåede data muliggøre eliminering af energiintensive enheder fra netværket indtil den endelige genoprettelse af strømforsyningen.

For en konstant forsyning af energi til huset fra solbatteriet ved beregning af timelasterne skubbes fremad. Elforbruget skal indstilles på en sådan måde, at nødsituationer udelukkes under systemets drift og for at maksimere de maksimale belastninger.

Denne graf viser tydeligt, hvordan man effektivt bruger solenergi i huset. Den indledende graf viser, at belastningen blev fordelt tilfældigt i løbet af dagen: den gennemsnitlige daglige timepris var 750 W, og forbrugsindikatoren var 18 kW pr. Time. Efter nøjagtige beregninger og korrekt planlægning var det muligt at reducere den daglige forbrugsfrekvens til 12 kW / time og den gennemsnitlige daglige timelast på 500 watt. Denne strømfordelingsindstilling er også egnet til backup-strøm.

Solpaneler er den mest fremragende præstation inden for alternativ energi. De udfører en væsentlig funktion til energibesparelse og bevarelse af civilisationens fordele. Om sommeren i landet kan solpaneler bruges til at levere strøm til elektriske apparater og husholdningsapparater, varmeanlæg eller til varmt vand.

Turister og rejsende vælger som regel bærbare solbatterier til opladning af bærbare enheder. De er uerstattelige steder, hvor der ikke er strømforsyning.

Sådanne indretninger kan også bruges til at drive lejligheden. Og hvis vinduerne i din lejlighed overser solsiden, kan du sikkert installere solpaneler på balkonen eller forsiden af ​​huset, du behøver kun først at få tilladelse fra administrationsselskabet eller HOA.

Solpaneler kan placeres på taget af huset, uanset om det er skrånende eller fladt, eller på balkonen, facaden eller endda i gården. Men det vil også være nødvendigt at tildele plads på loftet eller i kælderen for resten af ​​systemet.

Du skal følge de grundlæggende anbefalinger fra eksperter, når du installerer et solpanel.

• Overvej omhyggeligt alle solsystemets elementer inden du køber for skade og defekter. Under forsendelsen skal du beholde originalets emballage for at undgå skader på skærmens integritet.
• De vigtigste elementer i styring og justering af solceller indtager minimum plads. Som regel indeholder det nødvendige minimum en inverter, controller og batteri. Og også hvis klimaet i regionen og de tekniske funktioner på webstedet tillader, kan kontrol- og overvågningsenhederne installeres på gaden.Men det er bedre at vælge et opvarmet tørrum til hele systemet med minikraftværker, fordi når omgivelsestemperaturen falder til -5 ° C, bliver batterikapaciteten halveret.

• Solmoduler, controllere og omformere er tilgængelige under 12, 24 og 48 volt. Højspænding tillader brug af ledninger med mindre tværsnit. Men jo lavere spænding, for eksempel ved 12 V, er det lettere at udskifte brudte batterier. Når du arbejder med 24 volt, skal du udskifte batterierne parvis. Og når du udskifter et 48 volt batteri, skal du bruge 4 batterier på en gren, hvilket igen er farligt og kan føre til elektrisk stød.
• For et solbatteri skal du bruge specielle batterier mærket Solar. Ideelt set bør alle batterier være fra samme producent og fra samme batch.
• Antallet af fotoceller i et modul skal være fra 36 til 72 stykker - dette er den optimale mængde for at opnå den angivne strøm. Du bør ikke installere to moduler med antallet af fotoceller fra 72 til 144. For det første er de problematiske at transportere. Og for det andet er de de første til at fejle under alvorlige frost.

• Store moduler skal have en forstærket sag og yderligere beskyttelse i form af glas. Da modulerne er installeret på taget, er de store belastninger i form af nedbør og vind.
• Det er nødvendigt at montere et solbatteri kit i et åbent område eller i et rummeligt rum.
• For at installere et solpanel på et plot er det nødvendigt at vælge et godt oplyst åbent rum, hvor der ikke er nogen skygge fra tilstødende bygninger eller træer. Perfekt til dette passer huset eller nogen anden bygning.
• Solfangermodulernes hældningsvinkel spiller en stor rolle i at opnå energi. Strømmen er proportional med solens position. Derfor er det værd at forudse muligheden for at ændre hældningsvinklen til fastgørelse, når sæsonen ændres, når solens position og strålingsretningen ændres.

Integreret heliosystem kræver betydelige investeringer. Men alle de brugte penge vil blive returneret i fremtiden. Tilbagebetalingsperioden afhænger af antallet af moduler og metoder til anvendelse af solenergi vil variere. Men det er dog muligt at reducere de oprindelige omkostninger ikke på grund af tab af kvalitet, men på grund af en rimelig tilgang til valg af solbatteri komponenter.

Hvis du er ubegrænset i solfangermodulernes installationsområde, og du har et anstændigt rum, så 100 kvadratmeter. Du kan installere polykrystallinske solpaneler. Dette vil spare en betydelig mængde i familiebudgettet.

Forsøg ikke at helt dække taget med solpaneler. Til at begynde med skal du installere et par moduler og tilslutte udstyret med det konstante spænding. Du kan øge strømmen og øge antallet af moduler med tiden.

Hvis du er begrænset i budget, kan du nægte at installere controlleren - Dette er et hjælpefunktion, der er nødvendigt for at spore batteriniveauet. I stedet kan du desuden forbinde et andet batteri til systemet - dette forhindrer overopladning og øger systemkapaciteten. Og for at styre ladningen kan du bruge regulære bil ure, som kan måle spænding, og de koster meget mindre.

Når du vælger et solbatteri til hjemmet, skal du ikke kun fokusere på pris / kvalitet forhold, men også på mærket. Du skal absolut stole på fabrikanten i denne vigtige sag. Og for at fastslå produkternes kvalitet, skal du være bekendt med det tekniske pas og anmeldelser.

Ofte på markedet kan du finde en rørformet vakuum solfanger. Sådanne paneler fremstilles hovedsageligt i Kina og teoretisk har en højere effektivitet. Men om vinteren dannes frost på sådanne produkter og snepinde på overfladen. Laget af nedbør lader ikke solens stråler igennem, og på en varm sommerdag kan et sådant system "koge", hvis det ikke er dækket i tide for at beskytte det mod overophedning.

Overvej de mest populære solpaneler på markedet.

Sharp er et mærke af et japansk selskab, der er kendt for produktion af solceller med høj effekt. Fremstillede produkter er underlagt grundig forskning og testning. Solenemoduler har tre lag, og effektiviteten varierer fra 37,9% til 44,4%.

IES - produceret i Spanien. Produktets hovedegenskab betragtes som to lag af modulet og effektivitet inden for 32%, hvilket i sidste ende afspejles i prisen. Spanske brand solpaneler er meget billigere end japanske modparter, men forbliver stadig meget dyre at bruge i private hjem.

Amonix er også blandt de førende inden for produktion af solceller til industriel brug. Effektiviteten af ​​produkterne er 36%.

Sun Power - American brand solpaneler er også inkluderet i vurderingen af ​​effektive systemer. Effektiviteten af ​​populære modeller er 21%.

Telecom-STV - Russisk-made paneler (Zelenograd) optager også ledende stillinger blandt producenter. Sortimentet af produkter er meget bredt. Virksomheden tilbyder enkeltkrystalbatterier fra 18 til 270 W, multi-krystal - fra 5 til 250 W, til brug i havet - fra 16 til 215 W og foldning - fra 120 til 180 W. Solpanelernes effektivitet er 20-21%, men samtidig er prisen på batterier lavere med 30% sammenlignet med importerede mærker.

Dette er kun en lille del af kendte producenter af solceller. Men rabat ikke andre indenlandske mærker. Så for eksempel producerer firmaet Hevel (Chuvashia, Rusland) mikromorfe tyndfilmbatterier. Og som undersøgelser har vist, fanger virksomhedens forbedrede panel mere effektivt strålerne i spredt energi. Og ikke mindst har de indenlandske solpaneler et attraktivt udseende og kan installeres ikke kun på taget, men også på facaden af ​​bygningen.

Overvej ikke at installere billige dobbelt solmoduler med et stort antal fotoceller. Som det fremgår af praksis, er der under de uregelmæssige frost, der systematisk ramt mange regioner i landet, disse paneler, der først bryder sammen. Sagen er, at en tynd gennemsigtig film strækket på overfladen af ​​modulet er komprimeret i kulden og skræller fra den store spænding og bryder. Hvorfor solbatteriets ydelse falder, hvilket kan føre til hurtig fejl.

Når man vælger et passende system, er det også nødvendigt at være opmærksom på, at heliosystemets kraft falder med tiden med 10%.

Reducer også ressourcepanelerne:

• beskadiget film på overfladen af ​​modulet;
• film clouding;
• overflade deformation.

Ikke så længe siden kom videnskabsmænd til konklusion og viste muligheden for at lagre varme i jorden. Hvad åbner store muligheder for alternativ energi. Overskydende sommervarme kan opbevares under jorden i jord- eller vandvarmeakkumulatorer placeret på en dybde på 2 til 35 meter og bruge energi om vinteren som opvarmning eller elektricitet.

Tips til solpaneler - i den næste video.