Солнечные батареи в последнее время пользуются все большей популярностью. В качестве альтернативного или дополнительного источника энергии их применяют как в промышленности, так и в бытовой деятельности. Однако перед тем, как принимать решение об установке себе такого источника, покупателю необходимо иметь представление о том, как правильно сделать выбор, на какие характеристики обращать внимание, какие мощности лучше использовать для дома. От этих параметров во многом зависит стоимость солнечных батарей. Также нужно понимать, что будет входить в комплектацию.
Сфера применения солнечных батарей
Данные конструкции могут быть предназначены для чего угодно. На сегодняшний день их активно устанавливают в частных и многоквартирных домах, в хозяйстве, в том числе, чтобы освещать и обогревать теплицы, хозяйственные постройки. Также они могут выступать в качестве источника освещения придомовой территории.
В большинстве случаев об автономном энергоснабжении начинают думать в следующих ситуациях:
- Если к частному дому не подведено электричество. В этом случае на солнечные батареи будет затрачено меньше финансовых средств по сравнению, если бы пришлось обзавестись жидкотопливным генератором.
- В деревнях, селах, далеких от цивилизации, часто бывают перебои с электроэнергией, в результате чего жители этих местностей иногда вынуждены длительное время оставаться без света. Наличие автономного электроснабжения обеспечит комфорт на долгий период, не нужно будет беспокоиться о том, что свет может пропасть. К солнечным батареям в комплекте всегда предусмотрен аккумулятор.
- В многоэтажных домах такие модули используют в качестве резервных. Также уже разрабатываются и внедряются проекты, где солнечные батареи применяют для подачи горячей воды.
Сколько прослужит солнечная батарея
Если посмотреть документацию на оборудование, то, как правило, производители указывают срок службы 20–30 лет. Несмотря на ограничения, многие устройства продолжают работать и по прошествии этого времени.
К примеру, самый первый созданный в мире образец солнечной батареи проработал уже более половины века и до сих пор продолжает функционировать. К слову, прототипный солнечный модуль впервые был создан американским изобретателем Чарльзм Фриттсом в 1883 году. Устройство представляло собой проводник, поверхность которого покрывал тонкий слой золота. Если говорить о его эффективности, то она не превышала одного процента. За последующие годы технология производства значительно шагнула вперед и претерпела существенные изменения.
К единственным существенным недостаткам солнечных батарей относят снижение мощности оборудования при постоянном его использовании. Однако данный показатель не существенный и составляет всего не более 10% за десять лет.
Чтобы увеличить срок эксплуатации солнечных панелей, следует придерживаться некоторых несложных рекомендаций:
- Располагать солнечные батареи желательно таким образом, чтобы они не подвергались физическим повреждениям. В этот список можно отнести срыв в результате сильных порывов ветра, падение деревьев, царапины. Последние играют большую роль в работе устройств.
- Если есть такая необходимость, нужно позаботиться об установке конструкций, которые будут защищать панели от ветра.
Также солнечные модули требуют регулярного ухода. Их необходимо обслуживать и время от времени чистить.
Для частного дома производители предлагают готовые комплекты, которые состоят из таких элементов, как силовая электроника и батареи-аккумуляторы.
Продолжительность работы первых устройств в среднем варьируется от 15 до 25 лет, вторых – 8–15 лет. Срок службы может быть больше или меньше заявленного. Все будет зависеть от таких факторов, как обслуживание, интенсивность применения и заявленных особенностей.
Характеристики и доступность приобретения
Солнечные батареи не оказывают негативного воздействия на окружающую среду. Кроме того, при их стабильной работе не происходит скачков напряжения. Главное, что нужно запомнить, – это источник энергии, за который не нужно платить: в коммунальные счета он не входит.
Электрическая энергия возникает в результате преобразования света солнечными батареями посредством генерирования постоянного тока. Размер панелей может быть различным, некоторые из их составляют по несколько метров. Если возникает необходимость в увеличении мощностей, достаточно просто нарастить систему.
То, насколько эффективно они будут работать, в большей степени зависит от интенсивности, с которой светит солнце, а также от угла падения солнечных лучей. Здесь стоит принимать во внимание сезонность, время суток – день или ночь, местоположение, а также климатические условия. Чтобы правильно учесть все перечисленные факторы, установку устройства лучше доверить профессионалам, специализирующимся в этой области.
Какие бывают модули:
- Поликристаллические солнечные панели. Для таких панелей используют кремний поликристаллической разновидности. Эффективность при их применении будет составлять не более 18%. Преимущество таких батарей заключается в стоимости, которая на порядок ниже в отличие от других разновидностей моделей. По этой причине они пользуются наибольшей популярностью среди большинства населения.
- Монокристаллические солнечные панели. Их основу составляют силиконовые ячейки, принимающие непосредственное участие в преобразовании солнечной энергии. Главное их отличие от других подобных устройств – компактность. Если говорить о производительности, где КПД составляет 22%, то это одна из наиболее эффективных батарей, которую можно использовать в бытовых целях. Для приобретения полного комплекта придется потратить сумму в пределах 100 тысяч рублей.
- Аморфные. В таких конструкциях присутствуют тонкопленочные кремниевые фотоэлементы. Если сравнивать их с первыми двумя разновидностями панелей, эти несколько уступают по мощности, но если говорить о финансовой составляющей, то они относительно недорогие в отличие от предыдущих. Главное, что их отличает от других моделей – это способность работать при любом источнике освещения, будь то слабый или рассеянный свет.
- Гетероструктурные. Такие панели считаются более современными. Также они наиболее эффективные в отличие от остальных. Коэффициент полезного действия вне зависимости от того, сколько они проработали, составляет 22–25%. Кроме того, их высокая работоспособность отмечается как в солнечную, так и в пасмурную погоду.
Если говорить о российских производителях, которые изготавливают гетероструктурные солнечные батареи, то это только компания «Хевел». Она занимает одно из первых пяти мест мировых производителей такого типа устройств.
В 2016 году НТЦ компании была запатентована самостоятельно разработанная ею технология изготовления модулей этого типа. В настоящее время идет активное ее развитие.
Если рассматривать строение конструкции солнечной батареи, то она представлена следующими элементами:
- Инвертор. За счет него происходит преобразование постоянного тока в переменный.
- Контролер. Следит за зарядным напряжением аккумуляторной батареи, за температурой и прочими показателями.
- Непосредственно сам аккумулятор-батарея. Его функциональная особенность заключается не только в накоплении энергии, но и в нивелировании перепадов напряжения, когда происходит изменение степени освещения.
Во многих точках торговли можно купить как солнечную систему с полной комплектацией, так и по отдельности необходимые элементы. Для определения уровня требуемой мощности прибора принимают во внимание конкретные потребности покупателя – для каких именно целей он приобретает солнечную батарею.
Преобразователи: их разновидности, функционал и энергоэффективность
Ключевой компонент солнечной панели – это преобразователи или, как их еще называют, инверторы. С их помощью осуществляется трансформирование постоянного тока, который вырабатывает модуль, в переменный, уровень напряжения которого составляет 220 В. Именно такая величина требуется, чтобы в нормальном режиме работали все электрические приборы. Мощность инверторов может варьироваться в пределах 250–8000 Вт. Во время приобретения батареи специалисты рекомендуют принимать во внимание самую высокую нагрузку, которая возлагается на сеть, и соотносить мощность и напряжение.
Оптимальные значения – 600 ватт и 12 вольт, 600–1500 Вт для 24 вольт. Если показатели мощности превышают уровень в 3000 Ватт, соответственно, напряжение должно быть 48 вольт.
Все преобразователи классифицируют на следующие разновидности:
- Автономные. Их особенность заключается в накоплении электроэнергии. Если ее становится слишком много, излишки уходят в электросеть. Если электричества, которое вырабатывается солнечной системой, не хватает, то инвертор возьмет его из общей сети. Использование панелей этого вида предупреждает перебои в снабжении электроэнергией.
- . Прежде чем делать выбор в пользу того или иного преобразователя, необходимо решить, какие именно электроприборы будут от него запитываться. После этого нужно выполнить подсчет общей максимальной мощности в единицу времени. Специалисты рекомендуют выбирать преобразователи с большей мощностью. Это связано с тем, что когда в сеть включаются некоторые приборы, они могут спровоцировать резкий скачок напряжения, в результате чего работа устройства может быть нарушена.
- Многофункциональные/Гибридные. Эта разновидность инверторов объединила в себе особенности и функции первых двух типов.
Общая цена солнечных панелей, предназначенных для частных домовладений, также зависит от инверторов. В зависимости от того, какую на выходе они имеют форму сигнала напряжения, их типы можно выделить в несколько видов, различающихся между собой стоимостью и сферой использования.
Разновидности преобразователей в зависимости от сигнала:
- С прямоугольным. Это инверторы недорогого диапазона. От них могут работать осветительные приборы. Не вся бытовая техника совместима с такими устройствами.
- С синусоидальным. Способствуют созданию качественного тока, от чего в результате и складывается их высокая цена. Они предназначены для обеспечения энергией таких бытовых приборов, как кондиционеры, холодильники и прочая крупная техника.
- С псевдосинусоидальным. Их преимущество в том, что от них может работать практически все. Однако если сравнивать с предыдущим видом, то эти уступают по качеству сигнала.
Сколько стоит комплект, когда окупится, его основные характеристики
Цена солнечных батарей в полной комплектации – 30 тысяч – 2 млн рублей. Стоимость складывается из таких составляющих, как тип панели, ключевые характеристики, приборов, производитель. Если говорить об эконом-варианте, его цена будет начинаться от 10 500 рублей.
В стандартный набор входит преобразователь, солнечный модуль, контроллер, аккумуляторная батарея, инвертор 220В, коннекторы, кабель и стеллаж акб, крепления на кровлю. Последние элементы есть только в расширенной комплектации.
В руководстве к эксплуатации указаны технические характеристики:
- температурный коэффициент;
- размеры и мощность батареи;
- энергоэффективность.
Как заверяют специалисты, если купить солнечную станцию на 4 человек, то она окупится примерно за 3 года.
Если в качестве примера рассмотреть комплект С3 мощностью 5 кВт, производителем которого является «Хевел», его хватит, чтобы покрыть нужды в энергии для частного дома или небольших строений, используемых для бизнеса – магазины, кафе, отели и прочие.
За счет использования солнечной батареи сетевого типа можно сэкономить на электричестве. На гибридных и автономных системах «Хевел» установлены аккумуляторы, которые не допускают перебоев с электроснабжением.
Если необходимо сделать расчеты и выбрать более подходящий вариант комплекта, за помощью можно обратиться к представителям компании «Хевел». Сотрудники также помогут с монтажом и запуском панели. Поставщик предоставляет гарантии на модули и комплектующие, также имеет соответствующие сертификаты, подтверждающие качество продукции.
Как работает солнечная батарея в домашних условиях
Такая электростанция представляет собой систему, в которой есть панель, аккумуляторная батарея, контроллер и инвертор. За счет панели происходит трансформация энергии солнца в электроэнергию, о чем уже упоминалось выше.
После того как постоянный ток поглотится контроллером, происходит его распределение на потребители, к примеру на утюг или телевизор. Посредством преобразования инвертором постоянного тока в переменный обеспечивается работа большинства бытовых электроприборов. Аккумулятор сохраняет энергию, используемую ночью.
Как получается тепло за счет солнечной энергии
Благодаря применению гелиосистем, отапливается помещение, и нагревается вода. Они способны обеспечивать теплом даже в том случае, когда заканчивается отопительный сезон, а горячая вода может быть постоянно в бесплатном доступе.
Устройство несложное и включает в себя панели, выполненные из металла, которые монтируются на крышу дома. За счет аккумулирования энергии вода, циркулируя по трубам, расположенным под ними, нагревается. Несмотря на то, что все гелиосистемы могут между собой различаться конструкцией, работают они по одному принципу.
Составляющие солнечного коллектора:
- контроллер;
- фитинги;
- бак-аккумулятор;
- трубопроводы;
- насосная станция.
Если рассматривать тип конструкции, то коллекторы могут быть вакуумными и плоскими. Первые имеют более высокую эффективность, так как потеря тепла минимальная. Эта разновидность устройств удобна не только для отопления жилища. Его также можно применять в целях нагрева воды в бассейнах или дома.
Какие производители солнечных панелей наиболее популярные
Наибольшую распространенность на территории Российской Федерации получил продукт китайского производства. Таких показателей удалось достичь благодаря относительно невысокой стоимости, если сравнивать с продукцией производителей других стран. Например, цена солнечных батарей, произведенных в Китае, практически в 2 раза ниже по сравнению с такими устройствами немецких поставщиков.
В большинстве случаев на прилавках торговых точек можно встретить продукцию, выпущенную компаниями Suntech Power Ко и Yingli Green Energy. Также не меньшей популярностью пользуются солнечные модули Himin Solar (китайский производитель). Их устройства, работающие от солнечного света, способны создавать электроэнергию не только в ясный день, но и тогда, когда за окном идет дождь.
По своей популярности не отстают от конкурентов и российские компании, у которых производство солнечных систем налажено не хуже. Среди более успешных можно выделить следующие фирмы:
- ООО «Хевел», г. Новочебоксарск;
- ОАО «Рязанский завод металлокерамических приборов»;
- ООО «Автономные системы освещения» («Sun Shines») – расположен в Москве;
- ЗАО «Термотрон-завод».
Благодаря такому огромному выбору, всегда можно найти наиболее приемлемый вариант для себя и своих потребностей, ориентируясь на финансовую составляющую. К примеру, если рассматривать к покупке солнечные батареи в Москве, то цена их будет составлять от 21 000 руб. до 2 млн рублей. Как уже упоминалось, стоимость складывается с учетом мощностей и комплектации.
Как установить солнечную батарею: этапы
Как рекомендуют специалисты, чтобы панель работала максимально эффективно, крепить ее необходимо в место, которое лучше всего освещается солнцем. В большинстве случаев модули монтируют на стены или крыши жилых домов и офисных зданий. Кроме того, для наибольшей производительности устройства рекомендуется устанавливать панели под определенным углом относительно линии горизонта. Также нужно принимать во внимание, насколько сильно территория подвергается затененности: есть ли рядом предметы (деревья, высокие постройки, заборы и так далее), способствующие созданию тени.
Чтобы качественно и правильно закрепить солнечную батарею на нужной поверхности, используют специальные крепежные системы.
На завершающем этапе выполняется соединение солнечной батареи, аккумулятора, инвертора и контроллера. Также обеспечивается регулировка устройства и его запуск.
Чтобы оборудование функционировало максимально эффективно, а срок его эксплуатации был более продолжительным, важна правильно выполненная установка солнечной системы. Качественно это сделать могут только квалифицированные специалисты с большим опытом работы.
Несмотря на то, что устройство нелегко подключить и откалибровать, по длительности установка не занимает много времени. Если человек, выполняющий монтаж, грамотно подходит к своему делу, а также при наличии всех необходимых инструментов крепление батареи на крышу или стену в среднем занимает не больше половины дня.
Перед тем как выполнить монтаж солнечной панели, специалисты всегда разрабатывают индивидуальный проект. В нем будут учтены все особенности, характерные для конкретной ситуации, – как именно будет монтироваться батарея, в какие сроки. Для каждого случая предоставляется персональный проект, в котором учитываются объем и вид выполняемых работ. После того как установка будет завершена, клиент совершает приемку работы. В свою очередь специалист предоставляет ему гарантию на проделанные услуги.
Каковы дальнейшие перспективы солнечных батарей
Если на Земле такие устройства не могут работать в полном объеме из-за воздушных помех (воздух способствует рассеиванию солнечных излучений), то в космическом пространстве подобных проблем нет. Ученые работают над проектом создания огромных спутников, на которых будут установлены солнечные батареи.
Предполагается, что функционировать они будут 24\7. Они вырабатываемую энергию будут передавать на устройства, находящиеся на земле. Но это возможно только в будущем. Сейчас специалисты работают над тем, чтобы уменьшать размеры и увеличивать мощности уже существующих приборов.
