Солнечные батареи для дома и дачи: как правильно выбрать и установить

Показатель	Монокристаллические солнечные батареи	Поликристаллические солнечные батареи
Кристаллическая структура	Зёрна кристалла параллельны. Кристаллы ориентированы в одну сторону.	Зёрна кристалла не параллельны. Кристаллы ориентированы в разные стороны.
Температура производства	1400°С	800-1000°С
Цвет	Чёрный	Синий
Стабильность	Высокая	Высокая, но меньше, чем у моно
Цена	Высокая	Высокая, но меньше, чем у моно

Как правильно выбрать автономную систему

Перед покупкой солнечной электростанции учитывайте следующие параметры:

• Суточное потребление подключаемых электроприборов.
• Место установки солнечных панелей (ориентация на юг, оптимальный угол наклона, отсутствие тени на панелях).
• Место установки АКБ (должны находиться в помещении при плюсовой температуре, но не выше 25 градусов).
• Пиковые нагрузки электроприборов (насосы, холодильник).
• Круглогодичная или только летняя эксплуатация системы.

Монокристаллические чаще используются в регионах с высокой солнечной активностью, поликристаллические – с низкой активностью солнца. Если вам нужна солнечная батарея для дачи – обратите внимание на микроморфные модели. Они недорогие, но имеют в 2 раза большую площадь. Системы из микроморфного кремния могут эффективно работать под широким углом и в пасмурную погоду. Для больших станций, которые устанавливаются на крышах предприятий и на земле, лучше использовать гетероструктурные модули (КПД 22%) российского производителя «Хевел» (Hevel).

Краткий обзор производителей

Лидирующие мировые производители солнечных панелей:

• TopRaySolar (Китай) выпускает панели из монокристаллического кремния мощностью 20-300 Вт и поликристаллические кремниевые батареи мощностью 20-300 Вт.
• Axitec (Германия) разрабатывает фотоэлементы на основе монокристаллического и поликристаллического кремния мощностью от 260 до 330 Вт.
• Hevel (Россия) – производитель микроморфных панелей, а также гетероструктурных с высоким КПД (22%).

Установка солнечных панелей

Монтаж системы требует специальных навыков. Самостоятельная установка не рекомендуется, поскольку при малейшей ошибке в расчётах вы рискуете обесточить дом. В случае неудачи стоимость ремонта может превысить цену за монтажные услуги.

Чаще всего цена монтажа рассчитывается от стоимости системы в размере 10-15%. Высоких цен пугаться не стоит. компании, которые устанавливают данное оборудование, за эту сумму предоставляют гарантию (что всё будет подключено и установлено правильно) как минимум на 1 год.

Заказывая профессиональную установку, вы избавитесь от проблем. Специалисты рассчитают необходимое количество панелей, помогут определиться с типом батарей, правильно определят оптимальное место установки, угол наклона и другие параметры.

Монтаж стандарной установки до 5 кВт выполняется в течение одного дня.

Выгодно ли использовать солнечные батареи на даче

Устанавливая солнечные батареи на своём загородном участке, владелец дома предполагает, что сразу же начнёт экономить на освещении. Это правда, но только при установке СЕТЕВОЙ солнечной электростанции без использования аккумуляторов.

• Срок окупаемости в среднем составляет 5-10 лет в зависимости от тарифа на электричество.
• Максимальную эффективность данная установка принесёт тем владельцам дачных участков, которые проживают в широтах с преобладающим большинством солнечных дней.
• В зимнее время в средней полосе России количество солнечных дней сильно уменьшается и на все нужды вырабатываемой энергии не хватит.

Отопление от солнечных батарей в России

Считается, что установка солнечных батарей является отличной инвестицией в дом и в будущее.

Системы недорогие, экологичные и автономные. На первый взгляд кажется, что про перебои с электричеством и счета можно забыть. Однако в России отопление от солнечных панелей, как и желание отказаться от городской сети, является всё же нерентабельным.

Качественная солнечная электростанция – недешёвое оборудование. Для необходимой мощности потребуется множество панелей и аккумуляторов. В регионах с низкими тарифами на электричество такая установка будет изначально невыгодной. Но в труднодоступных районах, где требуется постоянный подвоз дизельного топлива и техническое обслуживание генераторов, солнечные электростанции получаются более выгодными и имеют срок окупаемости 2-3 года.

С одной стороны, электростанция на фотоэлементах не требует особого обслуживания, но 1-2 раза в год вытирать пыль и счищать снег всё-таки необходимо. К тому же при ежедневной эксплуатации автономной системы у аккумуляторов снижается срок службы до 3-4 лет, т. к. он измеряется количеством циклов заряда-разряда. Это означает, что тратить средства на замену АКБ всё же придётся.

Другой вариант возможной установки солнечных панелей для экономии электричества — это сетевая солнечная электростанция без аккумуляторов. Она позволяет замещать электричество из городской сети в дневное время суток. Такая система окупается за 5-10 лет в зависимости от стоимости электроэнергии. Основное преимущество — это модульность (можно ставить параллельно несколько станций) системы, которое даёт возможность дальнейшего расширения без замены уже установленного оборудования. И, конечно, срок эксплуатации 35-40 лет без специального технического обслуживания.

Также если на даче часто отключают электричество, можно использовать гибридную солнечную электростанцию, которая объединяет в себе бесперебойную систему (замена генератора) и сетевую для экономии электричества.

Солнечные батареи: ставить или нет

Безусловно, автономная солнечная электростанция на поликристаллических или монокристаллических батареях незаменима в местах, где электричество вовсе отсутствует. Но там, где есть электричество, есть смысл подключить сетевую станцию без АКБ, которая будет компенсировать затраты днём, а лишнюю энергию можно будет продавать в городскую сеть по специальному «зелёному» тарифу.

Пример использования солнечных батарей на даче: всю неделю с понедельника по пятницу солнечные батареи отдают лишнюю электроэнергию в городскую сеть (и вам за это платят), а в выходные вы приезжаете на дачу и отдыхаете бесплатно.

Компания 220-on предлагает оптимальное, проверенное оборудование под текущие задачи клиента без накруток и переплат. В каталоге собраны модели от надёжных и проверенных производителей. Все модели обеспечивают высокую производительность и мощность.

Специалисты 220-on выполнят монтаж и проведут гарантийное и постгарантийное обслуживание. Получить консультацию по подбору оборудования можно по телефону +7 (495) 646-12-20 или по бесплатной горячей линии 8-800-500-20-74.

Установка солнечных батарей: 6 неожиданных факторов которые следует учесть | by Maxim Zalevski

За последние 10 лет, дома с солнечными панелями на крышах прошли путь от любопытства до обычного явления.
Эта технология была доступна в течение десятилетий — космонавты используют спутники на солнечных батареях с 1960 года, и еще во вторую мировую, пассивные солнечные системы отопления (которые превращают солнечную энергию в тепло вместо электричества) были использованы в домах США.

Правда внедрение активных солнечных систем в качестве товара широкого потребления оказалось проблемой. Активная солнечная энергия использует панели фотоэлектрических элементов для преобразования солнечного света в электричество, и это традиционно было непомерно дорогой технологией.

Преимущества жилых домов на солнечной энергии очевидны:

• энергия солнца является бесконечной (по крайней мере на ближайшие 5 миллиардов лет, плюс-минус),
• обеспечивает экологически чистую энергию,
• без выбросов парниковых газов, и это может спасти деньги людей на их электрические счета.

Но есть факторы, которые следует учитывать при принятии решения о солнечной энергии — и стоимость только одна из них.

В этой статье мы рассмотрим шесть самых важных вопросов, требующих решения, когда вы думаете об инвестировании в установку солнечных панелей. Использование фотоэлектрической энергии является очень зеленым решением и потенциально полезный шаг, но это не совсем так просто, как получать вашу энергию от обычной электросети.

Первым фактором является тот, о котором вы, возможно, и не думали:

1. Обслуживание

Включение Вашего дома в использование солнечной энергии требует больше ухода, чем при использовании обычной старой электросети. Но не намного.

Солнечные батареи не имеют движущихся частей. Они являются частью полной стационарной системы. Поэтому, как только они установлены, есть не так уж много причин, что может пойти не так. Практически единственное, что домовладелец должен делать, это сохранить чистые панели. Это важная задача, ведь — слишком много снега, пыли и птичьего помета на панелях может уменьшить количество солнечного света. Накопление на экране пыли может уменьшить количество электроэнергии, произведенной системой на целых 7 процентов.

Этот вид обслуживания нет необходимости делать раз в неделю, однако. Достаточно поливать панели из шланга от одного до четырех раз в год. Для этого не нужно взбиратся на крышу. Шланг с насадкой с земли работает отлично. Если есть строительство в вашем регионе, необходимо чистить панели чаще, чтобы избежать дополнительного накопления пыли строительного остатка.

Кроме этого, время от времени проверяйте, что все части находятся в рабочем состоянии. Кроме этого надо заменять батарейки, но это один раз в десятилетие.

2. Окрестности

Расположение вашего дома имеет большое влияние на вашу солнечную энергоэффективность. Это очевидная проблема: Если ваша электрическая мощность зависит от солнечного света, такие вещи, как тени высоких деревьев и высокие тени зданий будут проблемой.

Это еще большая проблема, чем некоторые люди понимают. Различные типы панелей-разному реагируют на тень. В то время как поликристаллические панели позволяют значительно сократить выход электроэнергии, то любая часть затенения моно-кристаллической панели остановит производство электроэнергии полностью.

Таким образом, чтобы построить дом на солнечных батареях, необходимо, убедиться, нет ли тени на панель по площади крыши во время солнечных часов в день (как правило, с 10 утра до 2 часов) и предпочтительно в течение всех солнечных часов. Чем больше часов панели подвергаются полному солнечному свету, тем эффективнее будет производство электроэнергии.

Достижение наибольшей эффективности может означать обрезку или полное удаление деревьев на вашем участке. Если ваш дом в окружении высотных зданий, которые блокируют солнце с крыши, это гораздо большая проблема.

3. Инсоляция

Солнечный свет, очевидно, играет ключевую роль, когда речь идет о солнечной энергии, и не во всех регионах созданы равные условия в этом отношении. Это важно знать, сколько солнечного света достигает земли в районе, где находится ваш потенциальный солнечный дом.

То, о чем мы говорим здесь, называется инсоляция — мера того, сколько солнечной радиации упадет на землю в той или иной области в определенный период времени. Это обычно измеряется в кВТ/м.кв./дни, и она покажет вам, сколько солнечного света будет доступно для ваших солнечных батарей, чтобы превратиться в электричество. Чем выше значение инсоляции в вашем регионе, тем больше электроэнергии каждая из ваших панелей сможет генерировать. Высокое значение инсоляции означает, что вы можете получить больше энергии из меньших панелей. Низкое значение инсоляции означает, что вы могли бы в конечном итоге тратить больше для достижения той же выходной мощности.

Значит, вы должны строить свой дом на солнечных батареях на юго-западе, а не на северо-западе?
Вовсе нет. Это просто означает, что вам, вероятно, понадобится больше панелей для достижения той же выходной мощности.

4. Зона покрытия

Вопреки тому, что большинство людей думают, размер солнечной энергетической установки не имеет ничего общего с размером дома.
Вместо этого, следует учесть только два параметра:

• инсоляция, которые мы только что обсуждали,
• сколько энергии вам нужно.

Чтобы получить очень грубую оценку того, насколько большая система, вам нужна, посмотрите на ваш счет за электричество и выясните, сколько вы используете кВтч в сутки.

Средний дом использует около 900 кВт-ч в месяц, или около 30 кВт-ч в день. Умножьте это на 0,25. Мы получаем 7,5, так что нам нужно 7,5 кВт системы.

Типичная солнечная панель вырабатывает до 120 ватт, или 0,12 кВт в день. Для обеспечения 7,5-кВт, вам нужно около 62 панелей. Одна панель может быть примерно 142 на 64 сантиметров, так что 62-панели будет занимать примерно 65 квадратных метров.

Также следует учесть инсоляцию и сколько часов пик солнечного света вы получаете в день, и также внести коррективы, если вы используете аккумуляторные батареи с панелями. Поэтому лучше всего обратиться к профи.

5. Расходы

В 1956 году солнечные батареи стоили около $ 300 в расчете на ватт. Систему 7,5 кВт могли бы себе позволить только очень богатые.

Сегодня цены упали значительно. В большинстве районов, солнечные батареи работают около $ 3–5 за ватт. Вы будете платить ближе к $ 3, если вы установите его самостоятельно, а ближе к $ 5, если у вас есть профессионалы, чтобы это сделать. Для панелей 7,5-кВт или 7500 ватт, вы могли бы заплатить от $ 22 500 до $ 37 500 долларов.

Если вам нужно меньше электроэнергии, конечно, число становится ниже. Если вы только потребляете 600 кВт-ч в месяц, или 20кВт/день, вы могли бы установить систему мощностью до 5 кВт., Которая будет стоить ближе к $ 15 000.

Конечно множно частично обеспечивать дом солнечной энергией. Если вы хотите инвестировать в солнечные батареи $ 10 000, вы можете дополнить электроэнергию из сети с 1,5-кВт солнечной системой.

Тем не менее, десятки тысяч долларов за солнечные батареи все еще довольно непомерные расходы — тем более, что это может занять десятилетия, пока эти деньги отобьются обратно.

Хотя на западе уже практикуют аренду солнечных батарей. Там нет авансовых платежей. Домовладельцы платять ежемесячную арендную плату за использование панелей, а компания по прокату владеет ими и поддерживает их.

6. Утилизация

Срок службы солнечных панелей 40–50 лет, контроллера и инвертера 15–20 лет, аккумуляторов в зависимости от типа и характера использования — 4–10 лет.
Хотя вопрос утилизации солнечных панелей остается открытым, только 30% всех производителей принимают обратно их обратно для переработки.
Но тем не менее спрос на отработанные солнечные панели с каждым годом растет. Так как добыча редких металлов становится все более дорогим удовольствием и переработка панелей приведет к повторному их использованию.

Кроме того: существует вторичный рынок фото- и ветроэлектрических установок, на котором уже отработанное оборудование может находить дальнейшее применение.
В странах с переходной экономикой можно использовать уже бывшие в использовании солнечные модули. Благодаря более интенсивному солнечному излучению, эти модули могут вырабатывать больше электроэнергии.
Примером торговли может служить проект SecondSol — онлайн-площадка, на которой проводится купля-продажа отработанных модулей.
Источник: science.howstuffworks.com

Читайте также:
13-летний школьник увеличил производительность солнечных панелей на 50%
3 вида солнечной энергии в домах из соломы

Сайт — ‏rodovid.me

Телеграм-канал — https://t.me/Rodovidme

Группа — https://t.me/EcoChatUA

Солнечные батареи: как это работает

Солнечные батареи уже сейчас используются для питания самой разнообразной техники: от мобильных гаджетов до электромобилей. Как устроены, какими бывают и на что способны современные солнечные батареи, вы узнаете из этой статьи.

История создания

Так исторически сложилось, что солнечные батареи – это уже вторая попытка человечества обуздать безграничную энергию Солнца и заставить ее работать себе на благо. Первыми появились солнечные коллекторы (солнечные термальные электростанции), в которых электричество вырабатывает нагретая до температуры кипения под сконцентрированными солнечными лучами вода.

Солнечная термальная электростанция в испанском городе Севилья

Солнечные же батареи производят непосредственно электричество, что намного эффективнее. При прямой трансформации теряется значительно меньше энергии, чем при многоступенчатой, как у коллекторов (концентрация солнечных лучей, нагрев воды и выделение пара, вращение паровой турбины и только в конце выработка электричества генератором).

Современные солнечные батареи состоят из цепи фотоэлементов – полупроводниковых устройств, преобразующих солнечную энергию напрямую в электрический ток. Процесс преобразования энергии солнца в электрической ток называется фотоэлектрическим эффектом.

Данное явление открыл французский физик Александр Эдмон Беккерель в середине XIX века. Первый же действующий фотоэлемент спустя полвека создал русский ученый Александр Столетов. А уже в двадцатом столетии фотоэлектрический эффект количественно описал не требующий представления Альберт Эйнштейн.

Беккерель, Столетов и Эйнштейн – именно этому «трио» ученых мы обязаны созданием солнечных батарей

 

Принцип работы

Полупроводник – это такой материал, в атомах которого либо есть лишние электроны (n-тип), либо наоборот, их не хватает (p-тип). Соответственно, полупроводниковый фотоэлемент состоит из двух слоев с разной проводимостью. В качестве катода используется n-слой, а в качестве анода – p-слой.

Лишние электроны из n-слоя могут покидать свои атомы, тогда как p-слой эти электроны захватывает. Именно лучи света «выбивают» электроны из атомов n-слоя, после чего они летят в p-слой занимать пустующие места. Таким способом электроны бегут по кругу, выходя из p-слоя, проходя через нагрузку (в данном случае аккумулятор) и возвращаясь в n-слой.

Схема работы фотоэлемента

Первым в истории фотоэлектрическим материалом был селен. Именно с его помощью производили фотоэлементы в конце XIX и начале XX веков. Но учитывая крайне малый КПД (менее 1 процента), селену сразу же начали искать замену.

Массовое же производство солнечных батарей стало возможным после того как телекоммуникационная компания Bell Telephone разработала фотоэлемент на основе кремния. Он до сих пор остается самым распространенным материалом в производстве солнечных батарей. Правда, очистка кремния – процесс крайне затратный, а потому мало-помалу пробуются альтернативы: соединения меди, индия, галлия и кадмия.

Селен – исторически первый, а кремний – самый массовый материал в производстве фотоэлементов

Понятное дело, что мощности отдельных фотоэлементов недостаточно, чтобы питать мощные электроприборы. Поэтому их объединяют в электрическую цепь, тем самым формируя солнечную батарею (другое название – солнечная панель).

На каркас солнечной батареи фотоэлементы крепятся таким образом, чтобы их в случае выхода из строя можно было заменять по одному. Для защиты от воздействия внешних факторов всю конструкцию покрывают прочным пластиком или закаленным стеклом.

Мобильный телефон Samsung E1107 оснащен солнечной батареей

 

Существующие разновидности

Классифицируются солнечные батареи по мощности вырабатываемого электричества, которая зависит от площади панели и ее конструкции. Мощность потока солнечных лучей на экваторе достигает 1 кВт, тогда как в наших краях в облачную погоду она может опускаться ниже 100 Вт. В качестве примера возьмем средний показатель (500 Вт) и в дальнейших расчетах будем отталкиваться от него.

Наручные часы Citizen Eco-Drive с солнечной батареей вместо циферблата

Самым низким коэффициентом фотоэлектрического преобразования обладают аморфные, фотохимические и органические фотоэлементы. У первых двух типов он равен примерно 10 процентам, а у последнего – всего лишь 5 процентам. Это означает, что при мощности солнечного потока в 500 Вт солнечная панель площадью один квадратный метр будет вырабатывать соответственно 50 и 25 Вт электроэнергии.

Монтаж солнечных панелей на крыше жилого дома

В противовес вышеупомянутым типам фотоэлементов выступают солнечные батареи на основе кремниевых полупроводников. Коэффициент фотоэлектрического преобразования на уровне 20%, а при благоприятных условиях — и 25% для них привычное дело. Как результат, мощность метровой солнечной панели может достигать 125 Вт.

Гоночный электромобиль Honda Dream на солнечных батареях появился еще в 1996 г.

Конкурировать по мощности с кремниевыми солнечными батареями способны разве что решения на основе арсенида галлия. Используя это соединение, инженеры научились создавать многослойные фотоэлементы с КФП свыше 30% (до 150 Вт электричества с квадратного метра).

Портативная солнечная панель Solarland мощностью 130 Вт и стоимостью $860

Если же говорить о площади солнечных батарей, то существуют как миниатюрные «пластинки» мощностью до 10 Вт (для частой транспортировки), так и широченные «листы» на 200 Вт и более (сугубо для стационарного использования).

Беспилотный самолет, разработанный NASA Ames Research Center, способен на солнечной энергии пролететь от восточного побережья США до западного

На работу солнечных батарей может негативно влиять ряд факторов. К примеру, с ростом температуры снижается КФП фотоэлементов. Это при том, что солнечные батареи как раз-то и устанавливают в жарких солнечных странах. Получается своеобразная палка о двух концах.

Солнечную батарею Voltaic можно носить у себя за спиной

А если затемнить часть солнечной панели, то неактивные фотоэлементы не только прекращают вырабатывать электричество, но и становятся дополнительной, зловредной нагрузкой.

«Солнечное дерево – культурный и одновременно научный символ австрийского городка Глайсдорф

 

Крупнейшие производители

Лидерами глобального производства солнечных батарей являются компании Suntech, Yingli, Trina Solar, First Solar и Sharp Solar. Первые три представляют Китай, четвертая – США, а пятая, как нетрудно догадаться, является подразделением японской корпорации Sharp.

Гольфкар на солнечных батареях – бесшумное и экологически чистое средство передвижения

Американская компания First Solar не только производит солнечные батареи, но и принимает непосредственное участие в проектировании и строительстве солнечных электростанций. Мощнейшая в мире СЭС Агуа-Калиенте, которая находится в штате Аризона, США – дело рук инженеров First Solar.

Крупнейшую же украинскую СЭС «Перово» строила и снабжала солнечными панелями австрийская компания Activ Solar.

Китайская же компания Suntech прославилась тем, что готовила к летней Олимпиаде-2008 футбольный стадион под названием «Птичье гнездо» в Пекине. Вырабатываемая на протяжении дня с помощью солнечных батарей электроэнергия аккумулируется, а затем используется для освещения стадиона, полива травы на футбольном поле и работы телекоммуникационного оборудования.

Национальный стадион в Пекине густо усеян солнечными батареями производства Suntech

 

Выводы

Еще два десятилетия назад диковинкой казались микрокалькуляторы с фотоэлементами, что позволяло не менять в них «батарейку-таблетку» годами. Сейчас же мобильные телефоны со встроенной в заднюю крышку солнечной панелью никого не удивляют. А ведь это мелочь в сравнении с автомобилями и самолетами (пусть и беспилотными), которые научились передвигаться при помощи одной лишь солнечной энергии.

Будущее солнечных батарей видится точно таким же светлым, как само солнце. Хочется верить, что именно солнечные батареи позволят наконец-то вылечить смартфоны и планшеты от «розеткозависимости».

Солнечные батареи, их характеристика

Солнечная батарея — объединение фотоэлектрических преобразователей (фотоэлементов) — полупроводниковых устройств, прямо преобразующих солнечную энергию в постоянный электрический ток, в отличие от солнечных коллекторов, производящих нагрев материала-теплоносителя.

Солнечные батареи, которые также называют солнечными панелями или солнечными модулями, строятся из отдельных фотоэлектрических преобразователей (так называемых солнечных элементов), которые соединяются друг с другом в последовательные и параллельные цепи, в совокупности работающие как единый источник тока.

Собственно одна панель может рассматриваться как источник тока. Несколько солнечных панелей образуют

автономную солнечную электростанцию, которая может быть малой (если речь идет например о частном доме) или большой (если речь идет о промышленной солнечной электростанции) мощности. Размер солнечной станции зависит от ее назначения и от нужд ее потребителя.

Одна солнечная панель обычно содержит количество элементов кратно 12, а именно: 12, 24, 36, 48, 60 или 72 солнечных элемента. Номинальная мощность одной такой панели обычно лежит в диапазоне от 30 до 350 ватт. Соответственно размер и вес панели тем больше, чем больше ее номинальная мощность.

На сегодняшний день реальный КПД солнечных батарей, доступных широкому потребителю, лежит в пределах от 17 до 23%. Есть отдельные экземпляры, декларирующие КПД до 24%, но это скорее исключения и преувеличения. Лаборатории по всему миру стремятся разработать солнечные элементы, КПД которых хотя бы приблизился к 30% — это было бы очень хорошим результатом для источника энергии данного типа, если смотреть на вещи реально.

Солнечные батареи на базе кремния, как альтернативный источник электрической энергии, проверены временем, они отличаются надежностью и безопасностью, компактностью и относительной доступностью. Срок их нормальной эксплуатации доходит до 30 лет и даже превышает. Хотя, справедливости ради стоит отметить, что кремниевые фотоэлектрические элементы со временем деградируют, это выражается в снижении получаемой при полном освещении мощности примерно на 10% от первоначального номинала за каждые 10 лет активной эксплуатации.

То есть если в 2019 году приобреталась новая солнечная панель на 300 Вт, то к 2039 году она будет способна выработать максимум 240 Вт. По этой причине следует вычислять установленную мощность системы с определенным запасом по току. Что касается тонкопленочных элементов, то они временем не проверены, но специалисты утверждают, что скорость деградации в первые же годы у них многократно выше чем у монокристаллических и поликристаллических кремниевых элементов.

При нормальной эксплуатации ни замена элементов, ни какое бы то ни было иное специальное обслуживание монокристаллическим и поликристаллическим солнечным панелям не требуется. Они просты в установке, не содержат движущихся частей, их поверхность обращенная к солнцу всегда имеет защитное механически прочное покрытие.

Вольт-амперная характеристика солнечных батарей снимается в лабораторных условиях при производстве и приводится в спецификации. Стандартный тест проводится при радиации 1000 Вт/кв.м при температуре окружающего воздуха 25°С, как на широте 45°.

Здесь можно видеть крайние точки ВАХ, в которых снимаемая с батареи мощность обращается в ноль. Напряжение холостого хода — Voc — это максимально доступное напряжение на выходе батареи при разомкнутой цепи нагрузки. Ток при коротко замкнутой цепи нагрузки — Isc – это, соответственно, ток при нулевом выходном напряжении.

Практически батарея всегда работает в неком оптимальном режиме где-то посередине между этими двумя точками. В оптимальной точке MPP — максимальная мощность нагрузки. Номинальное напряжение для точки максимальной мощности обозначается Vp, а номинальный ток для данной точки — Ip. В этой точке определяется и КПД солнечной панели.

В принципе солнечная батарея способна работать в любой точке ВАХ, однако для получения максимальной эффективности полезно использовать точку наивысшей мощности, поэтому солнечные панели никогда не питают нагрузку напрямую. Для достижения лучшей эффективности, между солнечной батареей и аккумуляторами (инвертором) следует подключить контроллер заряда с технологией MPPT, который всегда будет работать в точке максимума доступной мощности при любой текущей интенсивности солнечного освещения.

Ранее ЭлектроВести писали, что компания Neoventi из баварского Диспекка выпустила на рынок небольшую ветряную турбину, которая представляет собою ротор с горизонтальной осью. Она предназначена для использования на краях кровли зданий с плоской крышей, потому что именно в этих местах преобладают увеличенные скорости ветра, которые и используются ветряными турбинами для выработки электроэнергии.

По материалам: electrik.info.

Солнечные батареи электрические, электростанция на солнечных батареях, полезные советы. Солнечная электростанция дома: оборудование, полезные советы. Солнечная электростанция дома

Бесплатное электричество и отопление, полная автономность и независимость от поставщиков электричества – ну не мечта ли? А благодаря стремительному развитию технологий эту мечту становится реализовать  проще и дешевле с каждым годом. Мы говорим об электростанциях на солнечной энергии, которые могут обеспечить частный дом электричеством и теплом. Так ли это на самом деле? Насколько это дорого? Выгодно ли? Как выбрать оборудование? Как его обслуживать? Читаем ниже.

Солнечные батареи для домашней электростанции – как выбрать оборудование?

Не будем еще раз перечислять все выгоды от использования бесплатной солнечной энергии, говорить про экологичность, автономность, и.т.д. Допустим, что вы – владелец частного дома, вдохновились идеей альтернативных источников энергии, и решили установить в своих владениях что-нибудь этакое. Но на практике являетесь в этом вопросе, мягко говоря, «чайником». Попробуем вам помочь. Вся домашняя электростанция выглядит вот так:

Ниже мы рассмотрим отдельно каждый узел.

Итак, начнем с того, что проблема выбора солнечных батарей для домашней электростанции довольно непроста. Для того чтобы определиться с выбором оборудования, вам необходимо учесть несколько факторов. Первый, и самый главный: достаточно ли у вас площади для установки необходимого количества панелей? Если нет, то лучше покупать комплекты солнечных батарей из монокристаллического кремния, обладающими самым высоким КПД.

Эти батареи занимают меньше места, а энергии дают больше, чем более дешевые аналоги. Поверхность батарей из монокристаллического кремния состоит из псевдоквадратиков черного цвета – так что определить тип по внешнему виду нетрудно.

Если места более чем достаточно, тогда есть смысл сэкономить и приобрести панели на основе поликристаллического кремния.

Кстати, они неплохо работают в пасмурную погоду за счет того, что элементы, преобразующие солнечный свет в электричество имеют различную ориентацию кристаллов кремния. Поверхность батареи разбита на ровные квадраты синего цвета с разными оттенками.

Если же у вас, скажем так, особые условия – например, крыша имеет изогнутую форму, или сделана из поликарбоната, советуем обратить внимание на батареи из аморфного кремния.

Их можно легко приклеить на любую поверхность, не используя при этом никаких дополнительных креплений. Этот тип батарей отлично работает с рассеянным светом. Это весомый аргумент, если в вашем регионе мало солнечных дней.

Еще один вариант – батареи из микроморфного кремния.

Они относятся к новому поколению, работают в видимой и инфракрасной части спектра. Исследования показали, что эти батареи в год вырабатывают значительно больше энергии, чем классические аналоги. Также батареи из монокристаллического кремния менее требовательны к размещению по сторонам света и углу наклона. А еще они дешевле, так как при их производстве тратится меньше кремния.

Цены на солнечные батареи для дома

• Самый недорогой вариант – панель из аморфного кремния: 0.9 – 1.1 доллара за 1 Вт.
• После них микроморфные панели: 1 – 1.2 доллара за 1 Вт.
• Поликристаллические солнечные батареи: 1.1 – 1.3 доллара за 1 Вт.
• Самые дорогие – панели из монокристаллического кремния: 1.3 – 1.5 доллара за 1 Вт.

Как определиться с мощностью?

Для этого нужно подсчитать, сколько в среднем вы потребляете энергии. Просто посмотрите в счета за электричество в разные месяцы, лучше всего за январь. После этого подумайте, сколько процентов вы хотите компенсировать из этого за счет солнечной электростанции. Допустим, в месяц у вас уходит 300 кВт-часов. Нетрудно подсчитать, что это около 10 кВт в день. Предположим, что расчеты проводятся для летнего периода, в течение которого батарея отдает свою номинальную мощность на протяжении 6-ти часов, если светит солнце.

Для полной компенсации расхода придется устанавливать панели на 3 кВт (12 штук по 250 Вт каждая, площадь 1.65 кв.м одной панели). Если 12 панелей сразу поставить нет возможности, купите 6, половину можно установить позже. При этом оборудование менять не надо.

Какой нужен инвертор?

Есть ли у вас дома сеть 220 Вольт? Если таковой нет, и не предвидится, следует покупать автономный инвертор. Такая система будет подзаряжать АКБ, одновременно электроэнергия будет расходоваться по назначению при разных нагрузках. И не помешает купить генератор, которым можно будет подзарядить аккумуляторы, если погода долгое время будет очень уже пасмурной.

Если же сеть 220 есть, возникает вопрос: так ли необходимо полностью резервировать электроснабжение, или вы просто хотите экономить? Если последний вариант, тогда покупайте сетевой инвертор, который не нуждается в аккумуляторах. Энергия от солнечных батарей будет преобразовываться в 200 В и сразу попадать в сеть.

Но намного интересней система, которая запасает электричество. При этом используется инвертор гибридного типа. Его особенность – возможность одновременной работы от сети и батарей. При этом можно выбирать приоритетный источник энергии. Говоря проще – инвертор работает от сети, но с ограничением мощности. Если потребление возрастает, инвертор берет недостающую мощность от батарей или аккумуляторов. Если выставить приоритет – солнечные батареи, то инвертор будет питать дом от них, а недостающую мощность брать из сети. Мощность сетевого инвертора нужно выбирать равную или немного больше, чем общая мощность всех солнечных батарей.Однако для полностью автономной системы расчет будет немного сложней.

Для этого необходимо подсчитать суммарную мощность всех имеющихся в доме электроприборов, если они будут включены одновременно.

Допустим, у вас в доме есть следующие приборы:

• 10 лампочек по 20 Вт = 200 Вт
• Холодильник  300 Вт
• Насос 500 Вт
•  Телевизор 70 Вт
• Зарядное устройство мобильного телефона 5 Вт
• Ноутбук 60 Вт
• Пылесос  1500 Вт,
• Микроволновка, 2000 Вт
• Электрочайник 1800 Вт
• Кондиционер 1500 Вт

В итоге получаем 7935 Вт. Плюсуем 20%, получаем 9500 Вт. В продаже имеются инверторы МАП «Энергия» на 12 кВт. Но это, как говорится, крайность, так как вряд ли вы будете задействовать все электроприборы одновременно. Например, если не включать электрочайник, пылесос и микроволновку, то мощность составит только 4600 Вт + 20% = 5500 Вт. То есть, можно покупать инвертор на 6 кВт, что намного дешевле и целесообразнее.

Контроллер заряда АКБ

Вот тут-то выбор невелик. В продаже есть всего два типа контроллеров:

ШИМ

МРРТ

Разница между ними состоит в том, что МРРТ контроллер может взять с солнечных батарей на 20 процентов больше мощности, чем ШИМ. Но стоит МРРТ в два-три раза больше. Чтобы правильно сделать выбор, произведите простой расчет. К примеру, у вас установлены батареи мощностью 1 кВт. Контроллер МРРТ может снять с них все 1000 Вт, а ШИМ только 800. Чтобы компенсировать разницу, придется установить еще одну панель на 250 Вт. Однако и в этом случае ШИМ будет снимать только 80%  мощности. А если учесть, что солнечные панели работают несколько десятилетий, то потери в сумме получаются очень уж большие. Поэтому, если есть возможность, лучше сразу устанавливать МРРТ контролер. Так сказать, на перспективу.

Что касается мощности контроллера, то тут необходимо ориентировать на показатели, указанные в паспорте изделия. В этом документе должно быть указано, какую именно мощность контроллер может передать через себя в аккумулятор. И мощность должна быть больше той, которую выдает комплекс солнечных батарей, установленный у вас дома. Очень желательно (только для ШИМ), чтобы класс напряжения солнечных панелей соответствовал напряжению на АКБ. В противном случае будут потери на преобразовании напряжение в контроллере.

Для МРРТ контроллера все это несущественно. Скорее наоборот, можно брать большее напряжение. Тогда даже в пасмурную погоду контроллер будет исправно снимать мощность с панелей.

Тип АКБ

Самые доступные аккумуляторы для солнечной электростанции – свинцово-кислотные. Тут можно выбирать из нескольких видов: герметичные и обслуживаемые.

Герметичные АКБ есть смысл покупать, когда планируется использовать аккумулятор в буферном режиме, предполагающем очень редкие полные разряды, и небольшие разряды в процессе работы. Герметичность является преимуществом, так как такую батарею можно свободно устанавливать в жилом помещении.

Обслуживаемые аккумуляторы очень желательно устанавливать в хорошо проветриваемом помещении, поскольку в процессе работы они выделяют водород. Но этот тип аккумуляторных батарей имеет очень большой ресурс – от 1500 циклов при полной разрядке. Поэтому их рекомендуется устанавливать в  полностью автономных системах, где предполагаются частые полные разряды (отсутствие сети 220 В).

Как вариант, можно установить аккумуляторы от автомобиля, но они крайне плохо реагируют на разрядки малым током, и имеют очень большой саморазряд. Срок службы такого аккумулятора в системе солнечной электростанции для дома будет очень небольшим.

Что касается емкости АКБ, тут совет простой: чем больше, тем лучше. Однако рассчитать, сколько понадобится штук АКБ, можно. Для этого необходимо определить, сколько электроприборов и какой мощности должно проработать в случае полного отключения электричества. Полученное количество электроэнергии умножаем на желаемое время работы. Чтобы не утомлять читателей расчетами, скажем, что для непрерывной работы в течение 6-ти часов холодильника (40Вт), Освещения (70Вт), ноутбука (60Вт), необходим АКБ на 200 Ампер часов.

Ну а более подробные инструкции по расчету емкостей аккумуляторов для солнечных электростанций можно без труда найти на сайтах фирм-реализаторов  специализированного оборудования.

А напоследок, если вы все еще сомневаетесь в целесообразности использования альтернативных источников энергии, приведем

5 Мифов о солнечных батареях

миф №1 —  солнечные панели еще малоэффективны, лучше подождать

Средний КПД от преобразования солнечной энергии в электрическую составляет 18%. При этом на 1 квадратный метр поверхности земли за один солнечный день попадает 1000 Вт энергии. Как нетрудно подсчитать, 1 кв.м солнечной батареи может отдавать 180 Вт. Не так уж и мало. Поэтому смысл вкладывать средства в солнечную энергетику есть уже сейчас.

миф№2 – солнечные панели не будут работать в облачном или туманном климате

Будут. Батареи работают не только в жаркую солнечную погоду,  но и в пасмурные дни. Разумеется, что вырабатываемая мощность будет несколько меньше, чем при ярком солнце. Но, что интересно, солнечные батареи работают более эффективно при низких температурах. Например, зимой выработка электрической энергии может быть больше номинала. Германия является лидером по производству солнечной электроэнергии, хотя эту страну вряд ли можно назвать теплой и солнечной.

миф№3 – солнечные батареи необходимо постоянно обслуживать

Панели не имеют движущихся частей, и вовсе не требуют регулярного ухода. Все что нужно делать – раз или два в год помыть поверхность водой. На деле владельцы солнечных электростанций не обращают на это внимания, справедливо полагая, что поверхность батарей от пыли очистит дождь. Пыль может «украсть» только до 5 % мощности панели. Но от снега их все же придется чистить, и для некоторых регионов это может представлять проблему.

миф№4 – для солнечных панелей всегда необходима система слежения за солнцем

Желательна, но вовсе не необходима. К тому же, расходы на установку такого оборудования, как правило, не окупаются.

миф№5 – солнечные панели неоправданно дороги, они не окупятся

Возможно, сегодня это один из самых неудачных мифов о солнечных панелях – мол, это только для богатых и фанатов борьбы за экологию. На самом деле это выгодно, и опыт цивилизованных стран – убедительный тому пример. На территории стран СНГ многие частный лица и организации вкладывают средства в солнечные электростанции, что частично или даже полностью освобождает их от больших счетов за электроэнергию. А если еще учесть инфляцию и постоянный рост цен на электричество, то срок окупаемости полной автономной системы составляет примерно 10-12 лет.

А обо всех сопутствующих преимуществах мы уже рассказали выше.

Солнечные панели уличили в создании помех для военной радиосвязи

Svea Solar

Министерство обороны Швеции совместно с Национальным советом по безопасности электросетей приступили к исследованию влияния новых электрических конструкций на системы связи. Согласно сообщению министерства обороны, по предварительным данным первого этапа исследования, электромагнитное излучение солнечных электростанций может создавать помехи для военной и гражданской радиосвязи.

По мере увеличения числа экологичных солнечных электростанций и развития электротранспорта увеличивается и число электрических объектов, служащих источниками электромагнитного излучения. Шведские военные решили изучить влияние этого излучения на системы радиосвязи, чтобы найти способ защититься от него. Кроме того, результаты исследования можно будет использовать при создании новых экологичных электрических систем.

На первом этапе исследования шведские военные изучили электромагнитное излучение солнечных панелей, электрических дорог (с системами подзарядки электромобилей во время движения) и беспроводных зарядных станций для электрического транспорта. Исследователи пришли к выводу, что эти системы могут создавать помехи для военной и гражданской радиосвязи, авиационной связи, сотовых сетей и телевидения.

Кроме того, это излучение может препятствовать надежному проведению радиоэлектронной разведки. Подробности уже проведенных исследовательских работ шведские военные не обнародовали. Согласно сообщению шведского военного ведомства, результаты этих работ уже были направлены во все заинтересованные ведомства, с которыми планируется выработать единые требования к электромагнитному излучению новых электрических систем.

Василий Сычёв

Устройство солнечной батареи. Теория

Состав и устройство солнечной батареи, ее элементов определяют эффективность выработки энергии готовым изделием. В настоящее время, для генерации электрической энергии используются солнечные панели на основе кремния (с-Si, mc-Si & кремниевые тонкопленочные батареи), теллурида кадмия CdTe, соединения медь-индий (галлий)-селен Cu(InGa)Se2, а также концентраторные батареи на основе арсенида галлия (GaAs). Ниже будут даны краткие описания каждой из них.

Солнечные батареи основе кремния

Солнечные батареи (СБ) на основе кремния составляют на сегодняшний день порядка 85% всех выпускаемых солнечных панелей. Исторически это обусловлено тем, что при производстве СБ на основе кремния использовался обширный технологический задел и инфраструктура микроэлектронной промышленности, основной «рабочей лошадкой» которой также является кремний. В результате, многие ключевые технологии микроэлектронной промышленности такие как выращивания кремния, нанесения покрытий, легирования, удалось адаптировать для производства кремниевых батарей с минимальными изменениями и инвестициями. Кроме того, кремний – один из самых распространенных элементов земной коры и составляет по разным данным 27-29% по массе. Таким образом, нет никаких физических ограничений для производства значительной доли электроэнергии Земли с имеющимися запасами Si.

Различают два основных типа кремниевых СБ – на основе монокристаллического кремния (crystalline-Si, c-Si) и на основе мультикристаллического (multicrystalline-Si, mc-Si) или поликристаллического. В первом случае используется высококачественный (и, соответственно, более дорогой) кремний выращенный по методу Чохральского, который является стандартным методом для получения кремниевых пластин-заготовок для производства микропроцессоров и микросхем. Эффективность СБ изготовленных из монокристаллического кремния составляет обычно 19-22%. Не так давно, фирма Panasonic заявила о начале промышленного выпуска СБ с эффективностью 24,5% (что вплотную приближается к максимально возможному теоретически значению ~30%).

Во втором случае для производства СБ используется более дешевый кремний произведенный по методу направленной кристаллизации в тигле (block-cast), специально разработанного для производства СБ. Получаемые в результате кремниевые пластины состоят из множества мелких разнонаправленных кристаллитов (типичные размеры 1-10мм) разделенных границами зерен. Подобные неидеальности кристаллической структуры (дефекты) приводят к снижению эффективности – типичные значения эффективности СБ из mc-Si составляют 14-18%. Снижение эффективности данных СБ компенсируется их меньшей ценой, так что цена за один ватт произведенной электроэнергии оказывается примерно одинаковой для солнечных панелей как на основе c-Siтак и mc-Si.

Тонкопленочные солнечные панели

Возникает вопрос – зачем разрабатывать другие типы модулей, если солнечные панели на основе моно- и мультикристаллического кремния уже созданы и показывают неплохие результаты? Очевидный ответ — чтобы добиться еще большего снижения стоимости и улучшения технологичности и эффективности, по сравнению с обычными c-Si и mc-Siсолнечными батареями.

Дело в том, что обычные кремниевые фотоэлектрические модули наряду с преимуществами, перечисленными выше, обладают и рядом недостатков. Кемний из-за своих особых электрофизических свойств (непрямозонный полупроводник) обладает довольно низким коэффициентом поглощения, особенно в области инфракрасных длин волн. Таким образом, толщина кремниевой пластины для эффективного поглощения солнечного излучения должна составлять довольно внушительные 100-300 мкм. Более толстые пластины означают больший расход материала, что ведет к удорожанию СБ.

В то же время, прямозонные полупроводники на вроде GaAs, CdTe, Cu(InGa)Se2, и даже некоторые модифицированные формы Si, способны поглощать требуемое количество солнечной энергии при толщине всего в несколько микрон. Открывается заманчивая перспектива сэкономить на расходных материалах, а также на электроэнергии, которой требуется значительно меньше для изготовления более тонкого слоя полупроводника. Еще одной положительной чертой СБ на основе вышеназванных полупроводников – в отличие от СБ на основе c-Si и mc-Si– является их способность не снижать эффективность преобразования солнечной энергии в электрическую даже в условиях рассеянного излучения (облачный день или в тени).

Исследования СБ на основе теллурида кадмия (CdTe) начались еще в 1970х годах ввиду их потенциального использования в качестве перспективных для космических аппаратов. А первое широкое применение «на земле» подобные СБ нашли в качестве элементов питания карманных микрокалькуляторов.

Данные элементы представляют собой гетероструктуру из тонких слоев p-CdTe / n-CdS (суммарная толщина 2-8 мкм) напыленных на стеклянную подложку (основу). Эффективность современных фотоэлектрических элементов данного типа равняется 15-17%. Основным (и фактически единственным) производителем СБ на основе теллурида кадмия является американская фирма FirstSolar, которая занимает 4-5% всего рынка.

К сожалению, есть проблемы с обоими элементами входящими в состав соединения CdTe. Кадмий – это экологически вредный тяжелый метал, который требует особых методов обращения и ставит сложный вопросутилизации старых изделий. В виду этого, законодательство многих стран ограничивает свободную продажу гражданам СБ этого типа (строятся только масштабных солнечных электростанций под гарантии утилизации от фирмы производителя). Второй элемент – теллур, довольно редко встречается в земной коре. Уже в настоящее время более половины всего добываемого теллура идет на изготовление солнечных панелей, а перспективы нарастить добычу – довольно призрачны.

Солнечные батареи на основе соединения медь-индий (галлий)-селен Cu(InGa)Se2 (иногда обозначаются как CIGS) являются новичками на рынке солнечной энергетики. Несмотря на то, что начало исследований элементов этого типа было положено еще в середине 70х, в настоящее время коммерческий выпуск в боле-менее солидных масштабах ведет всего лишь фирма SolarFrontierKKиз Японии. Отчасти это связано с технически сложным и дорогим процессом изготовления, хотя в некоторых (удачных!) случаях их эффективность может достигать 20%.

Несмотря на отсутствие экологически вредных элементов в составе этого соединения, значительному расширению производства данных солнечных модулей в будущем угрожает дефицит индия. Ведутся исследования с целью заменить дорогой In на более дешевые элементы и может быть скоро появятся новые изделия на основе соединения Cu2ZnSn(S,Se)4.

Фотоэлектрические модули на основе аморфного кремния a-Si:H. Тонкопленочные солнечные батареи могут быть построены также и на основе хорошо известного кремния, если удастся каким-либо образом улучшить его способности к поглощению солнечного света. Применяются две основные методики:

— увеличить путь прохождения фотонов посредством многократного внутреннего переотражения;

— использовать аморфный кремний (a-Si), обладающий гораздо большим коэффициентом поглощения чем обычный кристаллический кремний (с-Si).

По первому пути пошла австралийская фирма CSGSolarLtd, разработавшая СБ с эффективностью 10-13% при толщине слоя кремния всего 1,5 мкм. По второму – швейцарская OerlikonSolar (которую сейчас перекупили японцы), создавшая комбинированные солнечные панели на основе слоев аморфного и кристаллического кремния a-Si / с-Si эффективность которых также составляет 11-13%. Своеобразной особенностью СБ из аморфного кремния является снижение эффективности их работы при понижении температуры окружающего воздуха (у всех остальных — наоборот). Так, фирма производитель рекомендует устанавливать данные модули в странах с жарким климатом.

Концентраторные солнечные модули

Наиболее совершенные и самые дорогие на сегодняшний день солнечные модули обладают эффективностью фотоэлектрического преобразования до 44%. Они представляют собой многослойные структуры из разных полупроводников последовательно выращенных друг на друге слой за слоем. Наиболее успешной является структура состоящая из трех слоев:  Ge (нижний полупроводник и подложка), GaAsи GaInP. Благодаря тому, что в подобной комбинации каждый отдельный полупроводниковый слой поглощает наиболее эффективно свой определенный диапазон солнечного спектра (определяемый шириной запрещенной зоны полупроводника), достигается наиболее полное поглощение солнечного света во всем диапазоне длин волн, недостижимое для СБ состоящих из одного типа полупроводника. К сожалению, процесс изготовления подобных многослойных полупроводниковых слоев очень сложен технически и, как следствие, весьма дорог.  

Если солнечные батареи стоят очень дорого, фокусировка солнечного излучения на меньшей площади СБ может применяться как эффективный способ снижения финансовых затрат. Например, собрав при помощи линзы солнечный свет с 10 см2 и сфокусировав его на 1 см2 солнечной батареи, можно получить тоже количество электроэнергии, что и от элемента площадью 10 см2 без концентратора, но экономя при этом целых 90% площади! Но при этом, набор подобных ячеек (солнечная батарея + линза) должен быть смонтирован на подвижной механической системе, которая будет ориентировать оптику в направлении солнца в то время как оно движется по небу в течении дня, что увеличивает стоимость системы.

В настоящее время экономически оправдано использовать подобные дорогие концентраторные солнечные модули только в тех странах и регионах земного шара, где круглый год имеется в достатке прямое солнечное излучение (рассеянное излучение не может быть сфокусировано линзой). Так, французская фирма-производитель концентраторных СБ SOITEC устанавливает свои СБ в Калифорнии, ЮАР, на юге Франции (Прованс), в Испании.  

Органические солнечные батареи и модули фотосенсибилизованные красителем

Но есть и новый тип тонкопленочных солнечных батарей, такой как сенсибилизированные красителем солнечные элементы, которые работают на совершенно ином принципе, чем все модули рассмотренные выше, на принципе больше напоминающем фотосинтез у растений. Но их пока нет в коммерческой продаже.

 

Трушин М.В. Ph.D

 

 

 

 

Требования к электрическим панелям для солнечной энергии

Если вы подумываете о переходе на солнечную энергию, наличие базовых знаний о том, как будут выглядеть электрические требования к вашей солнечной панели, может помочь вам принимать более обоснованные решения на этом пути.

В этой статье мы рассмотрим некоторые ключевые термины, такие как киловатт-часы и падение напряжения, рекомендации по подключению электрических панелей к сети и информацию о схемах подключения.

Терминология

Киловатт-час

Важный электрический термин для понимания солнечной энергии — киловатт-час .Проще говоря, киловатт-час (кВтч) — это единица измерения, которая определяет, сколько энергии вы используете за определенный период времени.

Например, если у вас есть устройство мощностью 1000 Вт (1 киловатт = 1000 Вт), работающее в течение одного часа, то оно будет использовать один киловатт-час (кВтч) энергии в течение этого времени.

Коммунальные предприятия выставляют счет за электроэнергию на основе стоимости за кВт / ч, и знание того, сколько кВт / ч вы используете каждый месяц, может быть большим подспорьем в правильном выборе конфигурации вашей системы. Для получения дополнительной информации перейдите к нашему руководству по киловатт-часам, которое более подробно рассматривает эти темы.

Падение напряжения

Когда ток проходит через электрическую цепь, небольшое количество напряжения теряется из-за сопротивления проводов. Эта концепция обозначается как падение напряжения .

Падение напряжения может привести к незначительным производственным потерям в вашей солнечной системе и может быть более выраженным в системах с более длинной проводкой. Существует четыре основных подхода к противодействию этому явлению:

1. Минимизируйте длину проводки.
2. Тщательно продумайте размещение инвертора.
3. Используйте провод большего размера. Более крупный провод = меньшее сопротивление.
4. Разработайте свою систему с более высоким напряжением, чтобы преодолеть сопротивление.

Как видите, размер проводов солнечных панелей является важным фактором, который необходимо учитывать. Если у вас есть дизайнер солнечной энергии, который помогает в планировании вашей системы, они должны учитывать падение напряжения как часть процесса. Для получения более подробной информации вы можете обратиться к нашему руководству по падению напряжения.

Дополнительные соображения по требованиям к солнечным электрическим панелям

Для сетевых солнечных систем размер вашей электрической сервисной панели накладывает некоторые ограничения на размер вашей солнечной системы.

Без этих ограничений по размерам объединенная энергия от коммунальной сети и солнечной системы может перегрузить электрическую панель при обратном питании (другими словами, посылка энергии из вашей системы через автоматический выключатель в вашей панели).

Правило 120%

При выборе размера вашей системы в соответствии с вашей электрической панелью помните правило 120%.

Правило 120% гласит, что вы не можете пропускать более 120% номинальной мощности (в амперах) через шины вашего главного выключателя.

Вот гипотетический пример, чтобы лучше понять, что это означает для определения размеров вашего солнечного проекта и требований к электрическим панелям для солнечной энергии:

Допустим, у вас есть стандартное обслуживание на 200 ампер, а также главный электрический выключатель на 200 усилители. Как определить размер солнечного выключателя для этой сетевой системы?

В этом случае мы знаем, что не можем превысить 120% номинального тока (240 ампер), поэтому самый большой солнечный выключатель, который мы могли бы добавить, будет рассчитан на 40 ампер.С добавленным солнечным выключателем на 40 ампер ваша система может обрабатывать до 7600 Вт солнечной энергии с обратным питанием.

Конечно, как и в любом правиле, есть исключения. Большие солнечные системы возможны, но требуют компромиссов, таких как снижение номинальных характеристик вашей главной панели или значительные расходы на обновление сервисных панелей. В качестве альтернативы, некоторые компании производят готовые к использованию фотоэлектрические панели электрические панели, которые могут увеличить допустимую мощность солнечной энергии с 7600 до примерно 10 000 ватт.

Пример: Если у вас есть электрический выключатель на 200 ампер, максимальный солнечный выключатель, который вы можете добавить, будет на 40 ампер.

Схемы электрических соединений

Схемы электрических соединений являются важным ресурсом для установки и обеспечения соответствия вашей солнечной системы требованиям к электрическим панелям для солнечной энергии. Он понадобится вам, прежде чем вы сможете подать заявление на разрешение и пройти заключительный осмотр.

Как читать электрические схемы

Электрические схемы солнечных панелей могут напугать, если вы никогда раньше не работали над электрическими проектами. Однако, как только вы ознакомитесь с их основными строительными блоками, это будет не так сложно понять:

• Каждый символ (например, квадрат, круг и т. Д.)) представляет собой физический компонент системы. Диаграммы обычно включают ключ для определения того, какой символ соответствует какой физической части.

Вот пример некоторых символов, взятых из одной из наших электрических схем:

На приведенном выше рисунке прямоугольники с маркировкой A представляют солнечные панели системы. Коробка с надписью B представляет собой сумматор Midnite MNPV-6.

• Каждая линия представляет собой провод, соединяющий компоненты вместе.Провода обычно помечаются цветом, а на схемах есть клавиша со списком сокращений для каждого цвета, используемого в компоновке.

Два зеленых провода соединены . Однако красный и зеленый провода не подключены.

Линии часто перекрываются на схемах подключения из-за количества соединений, которые необходимо представить.

Если провода предназначены для соединения, на их пересечении будет точка, обозначающая их соединение.Это показано на рисунке выше, где пересекаются два зеленых провода. Прямоугольник, перекрывающий их пересечение, указывает на то, что они связаны.

Однако перекрывающиеся линии не обязательно означают, что два провода соединены. Давайте снова обратимся к проволочной схеме; хотя красные и зеленые провода пересекаются, на их пересечении нет прямоугольника, и поэтому они , а не соединены.

Схемы электрических соединений иллюстрируют соединения в системе

Обратите внимание, что схемы соединений — это , а не физические карты того, как ваша система будет выглядеть в реальной жизни.Скорее, они иллюстрируют связь между всеми частями системы, чтобы их можно было правильно соединить вместе.

Unbound Solar включает электрические схемы САПР (автоматизированное проектирование) как часть наших комплексных систем. Кроме того, наша техническая команда просматривает эти схемы, чтобы уменьшить падение напряжения. Если вы хотите узнать больше о наших электрических схемах, щелкните здесь.

Основы электромонтажа солнечных панелей: введение в натягивание солнечных панелей

Содержание

Ключевые электрические термины, которые необходимо понять при подключении солнечных панелей
Основные концепции проводки солнечных панелей (также известные как натягивание)
Информация, необходимая для определения того, как натягивать солнечные панели
Основные правила натягивания солнечных панелей
Изучение других возможностей
Основные выводы

Узнайте больше об основах солнечной энергии, подписавшись на наш блог.

Электропроводка солнечных панелей (также известная как натягивание) и способ соединения солнечных панелей вместе — фундаментальная тема для любого установщика солнечных батарей. Важно понимать, как различные конфигурации струн влияют на напряжение, ток и мощность солнечной батареи, чтобы вы могли выбрать подходящий инвертор для массива и убедиться, что система будет работать эффективно.

Ставки высоки. Если напряжение вашего массива превышает максимальное значение инвертора, производство будет ограничено тем, что инвертор может выводить (и срок службы инвертора может сократиться).Если напряжение массива слишком низкое для выбранного вами инвертора, система также будет недостаточно производительной, потому что инвертор не будет работать, пока не будет достигнуто его «пусковое напряжение». Это также может произойти, если вы не учтете, как тень повлияет на напряжение системы в течение дня.

К счастью, современное программное обеспечение для солнечной энергетики может справиться с этой сложностью за вас. Например, Aurora автоматически сообщит вам, является ли длина вашей струны приемлемой, и даже может натянуть систему за вас.Тем не менее, как профессионалу в солнечной энергетике, по-прежнему важно понимать правила, которыми руководствуются при выборе размера струны.

В этой статье мы рассмотрим основные принципы натяжения в системах с инвертором струн и способы определения количества солнечных панелей в струне. Мы также рассматриваем различные варианты натяжения, такие как последовательное соединение солнечных панелей и параллельное соединение солнечных панелей.

Основные электрические термины, которые необходимо понять при подключении солнечных панелей

Чтобы понять правила подключения солнечных панелей, необходимо понимать несколько ключевых электрических терминов — в частности, напряжение, ток и мощность — и то, как они соотносятся друг с другом.

Чтобы понять эти концепции, можно провести аналогию с электричеством, как с водой в резервуаре. Чтобы расширить аналогию, более высокий уровень воды подобен более высокому напряжению — существует большая вероятность того, что что-то произойдет (ток или поток воды), как показано ниже.

Что такое напряжение?

Напряжение, сокращенно В и измеряемое в вольтах, определяется как разница в электрическом заряде между двумя точками в цепи. Именно эта разница в заряде заставляет течь электричество.Напряжение — это мера потенциальной энергии или потенциальное количество энергии, которое может быть высвобождено.

В солнечной батарее на напряжение влияет ряд факторов:

• Во-первых, количество солнечного света (освещенность) на массиве. Как вы можете предположить, чем больше освещенность панелей, тем выше будет напряжение.
• Второй — это температура. По мере увеличения температуры уменьшается количество энергии, производимой панелью (см. Наше обсуждение температурных коэффициентов для более подробного обсуждения этого). В холодный солнечный день напряжение солнечной батареи может быть намного выше обычного, в то время как в очень жаркий день напряжение может значительно снизиться.

Что такое электрический ток?

Электрический ток (обозначенный в уравнениях буквой «I») определяется как скорость, с которой протекает заряд.

В нашем примере выше, вода, текущая по трубе из бака, сравнима с током в электрической цепи. Электрический ток измеряется в амперах (сокращенно от ампера).

Что такое электроэнергия?

Мощность (P) — это скорость передачи энергии. Это эквивалентно напряжению, умноженному на ток (V * I = P), и измеряется в ваттах (Вт). В солнечных фотоэлектрических системах важная функция инвертора — помимо преобразования мощности постоянного тока от солнечной батареи в мощность переменного тока для использования в доме и в сети — заключается в максимальном увеличении выходной мощности массива путем изменения тока и напряжения. .

Для более подробного технического объяснения того, как ток, напряжение и мощность взаимодействуют в контексте солнечной фотоэлектрической системы, ознакомьтесь с нашей статьей о отслеживании точки максимальной мощности (MPPT).

В нем мы обсуждаем кривые вольт-амперные характеристики (ВАХ) (диаграммы, которые показывают, как выходной ток панели изменяется в зависимости от выходного напряжения панели) и кривые зависимости мощности от напряжения (которые показывают, как выходная мощность панели зависит от выходного напряжения панели). Эти кривые дают представление о комбинациях напряжения и тока, при которых выходная мощность максимальна.

Основные концепции проводки солнечных панелей (также известные как натяжка)

Чтобы иметь функциональную солнечную фотоэлектрическую систему, вам необходимо соединить панели вместе, чтобы создать электрическую цепь, по которой будет течь ток.Вам также необходимо подключить панели к инвертору, который будет преобразовывать мощность постоянного тока, производимую панелями, в мощность переменного тока, которую можно использовать в вашем доме и отправлять в сеть. В солнечной промышленности это обычно называют «натяжкой», и каждая серия соединенных вместе панелей называется цепочкой.

В этой статье мы сосредоточимся на струнных инверторах (в отличие от микроинверторов). У каждого струнного инвертора есть диапазон напряжений, в которых он может работать.

Серия

vs.Параллельная нить

Есть несколько способов подойти к разводке солнечных панелей. Одно из ключевых различий, которое необходимо понять, — это соединение солнечных панелей последовательно, а не параллельное. Эти разные конфигурации струн по-разному влияют на электрический ток и напряжение в цепи.

Как подключить солнечные панели серии

Последовательное соединение солнечных панелей включает в себя подключение каждой панели к следующей в линию (как показано на схеме выше).

Как и у обычной батареи, с которой вы, возможно, знакомы, солнечные панели имеют положительные и отрицательные клеммы.

При последовательном соединении провод от положительной клеммы одной солнечной панели подключается к отрицательной клемме следующей панели и так далее.

При последовательном соединении панелей каждая панель дополнительно добавляет к общему напряжению (В) цепи, но ток (I) в цепи остается прежним. Таким образом, при рассмотрении выходной мощности — которая, опять же, составляет I * V — сложение напряжений означает, что мощность может быстро увеличиваться в идеальных условиях.

Одним из недостатков последовательного соединения является то, что затемненная панель может уменьшить ток через всю цепочку. Поскольку ток остается неизменным во всей цепочке, ток уменьшается до уровня панели с наименьшим током.

Как подключить солнечные панели параллельно

Параллельное соединение солнечных панелей (показано на схеме выше) немного сложнее.

Вместо того, чтобы подключать положительную клемму одной панели к отрицательной клемме следующей, при параллельном соединении положительные клеммы всех панелей в цепочке подключаются к одному проводу, а отрицательные клеммы все подключаются к другому проводу.

При параллельном соединении панелей каждая дополнительная панель увеличивает ток (силу тока) в цепи, однако напряжение в цепи остается прежним и эквивалентно напряжению каждой панели. Другими словами, напряжение не является аддитивным, и, возвращаясь к нашему уравнению мощности (P = I * V), наш множитель напряжения не увеличивается с каждой панелью.

Из-за этого преимущество параллельной нанизывания состоит в том, что если одна панель сильно затенена, остальные панели могут работать нормально, и ток всей нити не будет уменьшен.

Информация, необходимая для определения способа крепления солнечных панелей

Есть несколько важных сведений о вашем инверторе и солнечных панелях, которые вам понадобятся, прежде чем вы сможете определить, как натянуть вашу солнечную батарею.

Информация об инверторе

Вам необходимо знать следующие характеристики инвертора ( можно найти в спецификации производителя продукта):

• Максимальное входное напряжение постоянного тока (Vinput, макс. ): Максимальное напряжение, которое может получить инвертор
• Минимальное или «пусковое» напряжение (Vinput, мин): уровень напряжения, необходимый для работы инвертора.
• Максимальный входной ток: сколько энергии может выдержать инвертор до выхода из строя
• Сколько у него трекеров максимальной мощности (MPPT)?

Что такое MPPT?

Как отмечалось выше, функция инверторов заключается в максимальном увеличении выходной мощности при изменении условий окружающей среды на панелях.Они делают это с помощью трекеров максимальной мощности (MPPT), которые определяют ток и напряжение, при которых мощность максимальна.

Однако для данного MPPT условия на панелях должны быть относительно постоянными, иначе эффективность будет снижена (например, различия в уровнях оттенка или ориентации панелей).

Также важно отметить, что если инвертор имеет несколько MPPT, то к отдельному MPPT можно подключить несколько панелей с разными условиями.

Информация о солнечных батареях

В дополнение к указанной выше информации о выбранном инверторе вам также потребуются следующие данные на выбранных вами панелях:

• Напряжение холостого хода (Voc): максимальное напряжение, которое панель может выдавать в состоянии холостого хода
• Ток короткого замыкания (Isc): ток, протекающий через элемент, когда напряжение равно нулю (хотя мы не будем углубляться в расчеты тока в этой статье).

Важно понимать, что эти значения основаны на производительности модуля в так называемых стандартных условиях тестирования (STC).

STC включает мощность излучения 1000 Вт на квадратный метр и температуру 25 градусов Цельсия (~ 77 градусов по Фаренгейту). Эти особые лабораторные условия обеспечивают последовательность в тестировании, но реальные условия, в которых работает фотоэлектрическая система, могут сильно отличаться.

В результате фактические ток и напряжение панелей могут значительно отличаться от этих значений.

Вам нужно будет скорректировать свои расчеты на основе ожидаемых минимальных и максимальных температур в местах установки панелей, чтобы убедиться, что длина вашей струны соответствует условиям, в которых будет работать фотоэлектрическая система, как мы обсудим ниже.

Основные правила крепления солнечных панелей

1. Убедитесь, что минимальное и максимальное напряжение находятся в пределах диапазона инвертора.

Не позволяйте цепям, которые вы подключаете к инвертору, превышать максимальное входное напряжение инвертора или максимальный ток, или , опускаться ниже минимального / пускового напряжения.

Убедитесь, что максимальное напряжение соответствует требованиям норм в области, где вы проектируете.

В США Национальный электротехнический кодекс ограничивает максимально допустимое напряжение на уровне 600 В для большинства жилых систем.В Европе разрешены более высокие напряжения.

Pro Совет: не используйте только значения STC для определения диапазона напряжения

Мы знаем, что напряжение аддитивно в последовательных цепочках, а ток аддитивно в параллельных цепочках. Таким образом, вы можете интуитивно предположить, что вы можете определить напряжение предлагаемой нами конструкции фотоэлектрической системы и находится ли оно в рекомендуемом диапазоне для инвертора, умножив напряжение панелей на число в последовательной строке.Вы также можете предположить, что можете определить ток системы, добавив ток каждой параллельной строки (который будет равен току панелей, умноженному на число в параллельной строке).

Однако, как мы обсуждали выше, поскольку значения STC отражают производительность модулей в очень специфических условиях, фактическое напряжение панелей в реальных условиях может сильно отличаться.

Таким образом, упрощенные расчеты, сделанные на основе значений STC, дают вам только начальную приблизительную оценку; вы должны учитывать, как напряжение в системе будет изменяться в зависимости от температуры, которую она может испытывать в районе, где она установлена.При более низких температурах напряжение системы может быть намного выше; при более высоких температурах он может быть намного ниже.

Чтобы гарантировать, что напряжение цепи с регулируемой температурой находится в пределах окна входного напряжения инвертора , потребуется более сложная формула, подобная приведенной ниже :

Если эти уравнения выглядят немного бессмысленно, не волнуйтесь, программное обеспечение для проектирования солнечных батарей Aurora автоматически выполняет эти расчеты и предупреждает вас во время проектирования, если длина вашей струны слишком велика или слишком коротка с учетом ожидаемых температур на объекте.(Дополнительную информацию о натяжке в Aurora см. В этой статье справочного центра.)

Aurora также выполняет ряд других проверок, чтобы гарантировать, что система будет работать должным образом и не нарушать нормы или спецификации оборудования — это может предотвратить дорогостоящие проблемы с производительностью. (Подробный обзор этих проверок см. На этой странице в нашем справочном центре.)

Пример неэффективных фотоэлектрических систем

Реальный пример того, почему так важно точно учитывать, как условия окружающей среды повлияют на напряжение вашей фотоэлектрической системы, можно найти в нашем анализе неэффективной системы в Кафедральном городе, Калифорния. В этом случае неспособность проектировщика солнечных батарей учесть наличие тени приводила к тому, что система часто падала ниже пускового напряжения инвертора и, следовательно, вырабатывала значительно меньше энергии, чем прогнозировалось.

2. Убедитесь, что строки имеют одинаковые условия — или подключите строки с разными условиями к разным портам MPPT

После того, как вы определили, что длина ваших цепочек является приемлемой для спецификаций инвертора, еще одним ключевым соображением является то, что строки имеют одинаковые условия (т.е.грамм. одинаковый азимут / ориентация, одинаковый наклон, одинаковая освещенность), если они подключены к одному инвертору MPPT .

Несоответствие условий на струнах снизит эффективность и выходную мощность вашей солнечной конструкции. Для обсуждения того, почему несоответствие в затенении, ориентации или азимуте приводит к потере выходной мощности, см. Четвертую статью из нашей серии о потерях в фотоэлектрической системе: наклон и ориентация, модификатор угла падения, условия окружающей среды и потери и ограничения инвертора.

Если вы проектируете площадку, где необходимо иметь панели на разных сторонах крыши, или некоторые области массива будут иметь больший оттенок, чем другие, вы можете убедиться, что панели с разными условиями разделены на свои собственные строки, а затем подключите эти цепочки к разным MPPT инвертора (при условии, что выбранный вами инвертор имеет более одного MPPT).

Это позволит инвертору гарантировать, что каждая струна работает в точке, где она производит максимальную мощность.

3. Дополнительные соображения по оптимизации вашего дизайна

Приведенные выше правила гарантируют, что ваша конфигурация струн будет соответствовать спецификациям вашего инвертора и что несоответствие условий на панелях отрицательно повлияет на выработку энергии системой.

Однако существуют дополнительные факторы, которые проектировщик солнечных батарей может учитывать, чтобы прийти к оптимальному дизайну (то есть, дизайн, который максимизирует производство энергии при минимальных затратах). Эти факторы включают ограничение инвертора, использование силовой электроники на уровне модуля (MLPE) — устройств, которые включают в себя микроинверторы и оптимизаторы постоянного тока, а также эффективность конструкции, обеспечиваемую программными инструментами.

Инверторный зажим

Иногда имеет смысл увеличить размер солнечной батареи, которую вы подключаете к инвертору, что приведет к теоретическому максимальному напряжению, немного превышающему максимальное значение инвертора. Это может позволить вашей системе производить больше энергии (поскольку имеется больше панелей), когда оно ниже максимального напряжения, в обмен на уменьшенное («ограниченное») производство в то время, когда напряжение постоянного тока массива превышает максимум инвертора.

Если прирост производства превышает потери производства из-за ограничения инвертора, то вы можете производить больше энергии, не платя за дополнительный инвертор или инвертор с более высоким номинальным напряжением.

Конечно, это решение следует принимать с осторожностью и четким пониманием того, какой объем производства будет сокращен по сравнению с тем, сколько дополнительного производства будет получено в другое время.

На диаграмме потерь системы Aurora указывает, сколько энергии будет потеряно из-за ограничения, чтобы вы могли принять обоснованное решение о том, имеет ли это смысл.Подробное объяснение инверторного ограничения и когда имеет смысл система с инверторным ограничением, см. Статью в нашем блоге на эту тему.

Микроинверторы Инверторы серии

— не единственный вариант инвертора. Микроинверторы, которые представляют собой инверторы, прикрепленные к каждой отдельной панели (или паре), позволяют каждой панели работать с максимальной мощностью независимо от условий на других панелях. При таком расположении не нужно беспокоиться о том, чтобы панели на одной и той же струне имели одинаковые условия.Микроинверторы также могут упростить добавление дополнительных панелей в будущем.

Изучите несколько различных вариантов, чтобы найти лучший

Как видите, есть много соображений, когда дело доходит до натяжения панелей и поиска инвертора и конфигурации натяжения, которые лучше всего подходят для клиента.

Возможно, вы не придете к оптимальному дизайну с первого раза, поэтому будет полезно оценить несколько различных вариантов. Однако для того, чтобы это было эффективно, вам понадобится процесс, в котором вы сможете быстро оценить несколько проектов.Вот где солнечное программное обеспечение, такое как Aurora, может быть особенно ценным.

Пусть Solar Software сделает всю работу за вас

Наконец, новых технологических разработок, таких как Aurora с функцией автоматического натяжения нити , действительно могут сделать натяжку за вас! Он учтет обсуждаемые здесь соображения и предоставит вам идеальную конфигурацию струн.

Ключевые выводы:

• Вы можете подключить солнечные панели последовательно или параллельно — что лучше, зависит от конкретной ситуации.В общем, когда есть потенциальные проблемы с затенением, лучшим вариантом будет параллелизм.
• Не забудьте важную информацию, которая вам понадобится:
  • Максимальное входное напряжение постоянного тока
  • Пусковое напряжение
  • Максимальный входной ток
  • Количество МППЦ
  • Напряжение холостого хода
  • Ток короткого замыкания
• Мы не рекомендуем использовать базовые STC для расчета идеального диапазона инверторов, так как это может привести к снижению производительности систем.
• Убедитесь, что строки с одинаковыми условиями подключены к одним и тем же портам MPPT (или поддерживайте одинаковые условия для всех строк).
• Рассмотрите возможность ограничения инвертора и микроинверторы в качестве альтернативных вариантов.

---

Понимание принципов электромонтажа солнечных панелей позволит вам обеспечить оптимальные решения для ваших потребителей солнечных батарей. Чтобы узнать больше о том, как работает солнечная энергия, как определить размер солнечной системы, как уменьшить потери затенения и многое другое, ознакомьтесь с PV Education 101: A Guide for Solar Installation Professionals.

Запланируйте демонстрацию, чтобы увидеть, как программное обеспечение может помочь вам в проектировании солнечных систем.

Что такое солнечные панели? | EnergySage

Последнее обновление 15.07.2020

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

Благодаря солнечным батареям у нас есть доступ к неиссякаемому источнику энергии — солнцу. В течение дня элементы солнечных панелей поглощают энергию солнечного света. Цепи внутри клеток собирают эту энергию и превращают ее в электричество постоянного тока (DC).Электроэнергия постоянного тока проходит через устройство, называемое инвертором, чтобы преобразовывать его в электричество переменного тока (AC), используемое в большинстве домов и предприятий. Вы можете использовать это электричество в своем доме, хранить его на солнечной батарее или отправить обратно в сеть.

Схема солнечной панели

: как солнечные панели подключаются к электросети

Панели солнечных батарей

Панели солнечных батарей собирают и преобразуют солнечную энергию в электричество.Они являются ключевым компонентом системы солнечных батарей. Чаще всего доступные сегодня панели представляют собой поликристаллические или монокристаллические солнечные панели.

Ключевые различия между поли- и монокристаллическими панелями заключаются в эффективности и стоимости. Обычно монокристаллические панели более эффективны (и, следовательно, дороже), чем поликристаллические панели.

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

Чтобы найти подходящие солнечные панели 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 панели, в Руководстве покупателя EnergySage для солнечной энергии.

Микроинвертор против струны: как инверторная технология работает с солнечными панелями

Инверторы

Ячейки в ваших солнечных панелях собирают солнечную энергию и превращают ее в электричество постоянного тока (DC). Однако в большинстве домов и предприятий используется переменный ток (AC). Инверторы превращают электричество постоянного тока от ваших панелей в пригодное для использования электричество переменного тока. Есть три основных типа солнечных инверторов.

Струнный (или централизованный) инвертор: Один инвертор используется для подключения всего массива солнечных панелей к электрической панели. Струнные инверторы часто являются наименее дорогим вариантом инвертора и представляют собой очень надежную технологию, которая исторически была наиболее часто устанавливаемым типом инверторов. К каждому инвертору можно подключить несколько цепочек панелей, однако, если выработка электроэнергии одной из панелей в цепочке падает (что может произойти из-за затенения), это может временно снизить производительность всей цепочки.

Микроинверторы: Если вы выберете микроинверторы, они будут установлены на каждой солнечной панели, что позволит каждой панели увеличить производительность. Если некоторые из ваших панелей затемнены в разное время дня или если они не все установлены в одном направлении, микроинверторы минимизируют проблемы с производительностью. Стоимость микроинверторов обычно выше, чем стоимость струнных инверторов.

Оптимизаторы мощности: Системы, в которых используются оптимизаторы мощности, представляют собой гибрид микро-инверторных и струнных инверторных систем.Как и в микроинверторах, на каждой панели установлены оптимизаторы мощности. Однако вместо того, чтобы преобразовывать электричество постоянного тока от солнечных панелей 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 установлены в разных направлениях. Системы оптимизатора мощности обычно стоят больше, чем системы струнных инверторов, но меньше, чем системы микроинверторов.

Стеллажи и системы крепления

Стеллажи и системы крепления используются для крепления солнечных панелей либо к крыше, либо к земле.Они также позволяют размещать панели под углом, который лучше всего подходит для улавливания солнечных лучей.

Для максимальной производительности солнечные панели должны быть направлены 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 с углом наклона в пять градусов или более, по-прежнему будут работать хорошо, но будут производить на 10-20 процентов меньше электроэнергии, чем те, которые установлены в идеальных условиях.

Существует два типа креплений: фиксированные крепления , в которых панели остаются неподвижными, и направляющие , которые позволяют панелям «следовать» за солнцем, когда оно движется по небу в течение дня (одноосные направляющие крепления ) и во время смены сезонов (двухосные гусеницы).Гусеничные крепления подходят только для панелей, установленных на земле.

Разница между фиксированной и гусеничной системами крепления

Фиксированные крепления менее дороги и являются единственным вариантом, если вы устанавливаете панели на крыше. Гусеничные крепления дороже, но они позволяют увеличить выработку электроэнергии панелями на 30 и более процентов.

Из-за своей дополнительной стоимости и повышенного обслуживания гусеницы лучше всего подходят для ситуаций, когда у вас ограниченное пространство и вы хотите максимизировать производство электроэнергии с помощью ограниченного количества солнечных панелей.

Системы мониторинга производительности

Системы мониторинга производительности предоставляют подробную информацию о производительности вашей системы солнечных батарей. С помощью системы мониторинга вы можете измерять и отслеживать количество электроэнергии, производимой вашей системой на почасовой основе.

Хотя некоторые установщики солнечных батарей взимают дополнительную плату за установку системы мониторинга, она может обеспечить значительную ценность в течение всего 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 панелей.

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 работе в службу мониторинга, к которой вы можете получить доступ онлайн или с мобильного устройства.

Начните свое солнечное путешествие сегодня с EnergySage

EnergySage — это национальный онлайн-рынок солнечной энергии: когда вы регистрируете бесплатную учетную запись, мы связываем вас с солнечными компаниями в вашем районе, которые конкурируют за ваш бизнес с индивидуальными ценами на солнечную энергию, адаптированными к вашим потребностям.Ежегодно в EnergySage приходят более 10 миллионов человек, чтобы узнать о солнечной энергии, сделать покупки и инвестировать в нее. Зарегистрируйтесь сегодня, чтобы узнать, сколько солнечной энергии можно сэкономить.

Руководство по пониманию установки систем питания солнечных батарей ~ Изучение электротехники

В процессе выработки электричества с помощью солнечных панелей несколько важных компонентов соединяются для производства электричества. Какие компоненты требуются, зависит от того, подключена ли система к электросети или спроектирована как автономная система.

Цель здесь — описать общие компоненты, используемые для автономных систем, обычно используемых в жилых зданиях.

Компоненты установки энергосистемы на солнечных батареях

Следующие компоненты обычно составляют солнечную электрическую систему для жилой системы. Эти компоненты также могут быть установлены в крупных коммерческих энергетических установках:

1. Монтажная конструкция

2. Панели солнечных батарей

3. Система накопления энергии

4.Контроллеры заряда

5. Инверторы

6. Генераторы (необязательно, но необходимы для мест с плохим электроснабжением)

7. Кабели.

Монтажная конструкция

Монтажная конструкция используется для крепления солнечных панелей и направления их на солнце. Правильное расположение солнечных панелей обеспечит улавливание максимального количества солнечной радиации в данном месте и гарантирует, что система солнечной энергии будет работать должным образом. Существуют фиксированные монтажные конструкции, а также конструкции, предназначенные для отслеживания максимального излучения солнца.Большинство жилых систем солнечной энергии монтируются на неподвижной конструкции на земле или, как правило, на крышах зданий.

Солнечные батареи

Основными строительными блоками солнечной энергетической системы являются солнечные батареи. Это устройства, которые улавливают солнечное излучение и преобразуют его в электричество. Это электричество затем используется для питания электрических нагрузок, а также накапливается в батареях для автономных систем. Солнечные панели обычно устанавливаются на конструкции или на крышах зданий для большинства солнечных фотоэлектрических установок в жилых домах.

Системы накопления энергии

Накопление энергии является жизненно важной частью автономных систем, поскольку оно гарантирует, что система может поставлять электроэнергию в ночное время и в периоды плохой погоды. Обычно в качестве накопителей энергии используются батареи. Днем, когда солнечная радиация очень высока, солнечная фотоэлектрическая система обеспечивает электроэнергией, а также заряжает батареи в плохую погоду или в ночное время. Для этой цели обычно применяются аккумуляторы глубокого разряда — аккумуляторы, выдерживающие многократные циклы зарядки и разрядки.

Контроллеры заряда

Контроллеры заряда — это преобразователи постоянного тока в постоянный, которые используются в автономных солнечных энергетических системах для преобразования переменного электрического выходного напряжения солнечных панелей в постоянное выходное напряжение, которое можно использовать для зарядки аккумулятора или использовать в качестве входа для инвертора в сети. подключенная система. Как правило, выходное напряжение солнечной панели меняется в зависимости от времени суток и погодных условий, что также делает переменным выходной ток. И переменный ток, и напряжение не подходят для хорошей работы батареи, поэтому необходим контроллер заряда.Контроллер заряда также помогает отключать солнечные панели от батарей, когда они полностью заряжены. Это помогает предотвратить перезарядку, которая влияет на производительность и срок службы батареи.

Все контроллеры заряда используют слежение за точкой максимальной мощности (MPPT). Из-за изменений в выходном токе и напряжении от солнечной панели или установки массива из-за изменений солнечного излучения (технически называемого энергетическим излучением) и температуры, существует точка максимальной мощности (MPP) на ВАХ установки, где самая высокая мощность генерируется для данной освещенности и температуры.Напряжение и ток, соответствующие MPP, равны Vmpp и Impp.

Учитывая, что MPP зависит от условий окружающей среды, любые изменения освещенности и температуры будут сдвигать положение MPP на I-V (характеристиках тока / напряжения) солнечной панели / установки. Следовательно, изменения ВАХ необходимо постоянно отслеживать с регулировкой в ​​рабочей точке, чтобы соответствовать MPP после изменений условий окружающей среды. Этот процесс называется отслеживанием точки максимальной мощности или MPPT .Устройства, которые выполняют этот процесс, называются трекерами MPP, и они встроены в современные контроллеры заряда, используемые в установках питания солнечных панелей / массивов.

Инверторы

Инверторы — это преобразователи постоянного тока в переменный, которые используются для преобразования постоянного напряжения, производимого солнечными панелями, в переменное напряжение для питания нагрузок переменного тока. Приборы и нагрузки, используемые в жилых квартирах, обычно используют переменный ток, поэтому необходим инвертор. Кроме того, для солнечных энергетических систем, подключенных к сети, необходимо преобразовать напряжение постоянного тока от солнечных панелей перед передачей в электрическую сеть.Для приложений с низким энергопотреблением, которые обычно используются в небольших фотоэлектрических системах в жилых домах, используются однофазные инверторы. Они подключены к одной фазе сети. Для более высоких мощностей используются трехфазные инверторы, которые подключаются ко всем фазам сети.

Кабели электрические

Общая производительность солнечных систем электроснабжения также сильно зависит от правильного выбора кабелей. Выбор неправильного размера кабеля может существенно повлиять на производительность солнечной фотоэлектрической системы электроснабжения.

Кабели следует выбирать таким образом, чтобы потери резистивной мощности были минимальными. Мощность, рассеиваемая по кабелю, пропорциональна квадрату тока, протекающего по кабелю. Следовательно, при удвоении тока в кабелях будет рассеиваться в четыре раза больше тепла. Поэтому современные солнечные батареи соединили все ячейки последовательно.

Цветовые обозначения кабелей

Солнечные панели Фотоэлектрические системы обычно содержат части постоянного и переменного тока. Для правильной установки системы солнечных батарей важно знать цветовые обозначения проводки.

Для кабелей постоянного тока:

Красный используется для соединения положительных (+) контактов различных компонентов системы друг с другом.

Черный используется для соединения отрицательных (-) контактов

Для проводки переменного тока во всем мире используются разные цветовые обозначения .

Европейский Союз ,

Синий используется для нейтральный ,

Зеленый — желтый используется для защитного заземления

Коричневый (или другой цвет) используется для фазы .

США и Канада ,

Серебро используется для нейтральный ,

Зеленый — желтый , Зеленый или неизолированный провод для защитного заземления

Черный (или другой цвет) используется для фазы .

В Индии и Пакистане ,

Черный используется для Нейтральный ,

Зеленый используется для защитного заземления

Синий , Красный или Желтый используется для фазы.

Как работает солнечная энергия | SolarCraft

Панели солнечных батарей — как солнечный свет превращается в электричество

Фотоэлектрическая (PV) система состоит из одного или нескольких фотоэлектрических (PV) модулей. Один фотоэлектрический модуль состоит из примерно 36-72 фотоэлектрических солнечных элементов. Клетки преобразуют свет в электричество. Фотоэлектрические модули соединены в серию, называемую массивом. Поскольку фотоэлектрические массивы построены из отдельных связанных фотоэлектрических модулей, фотоэлектрические системы исключительно модульны, что обеспечивает легкую транспортировку и быструю установку, а также позволяет легко расширять их при увеличении требований к мощности.

Для фотоэлектрических систем

, подключенных к сети или «связанных с сетью» приложений, необходим инвертор или стабилизатор мощности для преобразования постоянного тока (DC), генерируемого фотоэлектрическими модулями, в переменный ток (AC) для использования в вашем доме или на объекте. . Избыточная энергия, произведенная и не использованная немедленно, «продается» обратно коммунальному предприятию для использования в кредит, когда солнечный свет недоступен. Это называется Net-Metering.

Как работают фотоэлектрические (фотоэлектрические) солнечные элементы

Фотоэлектрический элемент — это компонент, отвечающий за преобразование света в электричество.Когда солнечный свет попадает на фотоэлектрический элемент, часть световых частиц (фотонов), содержащих энергию, поглощается элементом. Поглощением фотона (отрицательный) электрон выбивается из атома кремния, и остается положительная «дырка». Освободившийся электрон и положительная дырка вместе нейтральны.

Следовательно, чтобы иметь возможность генерировать электричество, электрон и дырка должны быть отделены друг от друга. Фотоэлектрический элемент имеет слой искусственного перехода, также называемый p / n-слоем.Теперь освобожденная электроника не может вернуться к положительно заряженным дыркам. Когда электрические контакты на передней и задней части соединяются через внешнюю цепь, освобожденные электроны могут вернуться в положительно заряженные отверстия, только протекая через эту внешнюю цепь, генерируя ток. Электрическая мощность, которую можно извлечь из фотоэлектрического элемента, пропорциональна его площади и интенсивности солнечного света, который попадает на эту площадь, и измеряется в ваттах (Вт).

Фотоэлементы, представленные в настоящее время на рынке, преобразуют в среднем от 12% до 15% падающего на них солнечного света в электричество.

Ориентация

При истинной ориентации на юг в 180 градусов обычно производится наибольшее количество энергии в год. Но многие системы устанавливаются в ориентации, отличной от истинного юга, с небольшим снижением общей производительности. Соображения по ориентации включают в себя условия площадки, проблемы с затенением площадки, эстетику, наклон панели и графики тарифов на электроэнергию. Если вы планируете использовать тарифный график по времени использования (TOU), то система, ориентированная на запад, будет производить больше всего энергии в течение «пикового» периода времени, когда вы начисляете энергетические кредиты по более высоким пиковым ставкам.

Эти модификаторы используются для центральной части Калифорнии и могут отличаться для других областей страны или других климатических условий.

Правило номер один — никогда не проектировать и не устанавливать солнечную электрическую систему, которая обращена в любую часть дуги 180 градусов компаса, обращенной на север. Когда вам это нужно больше всего, это не сработает. Надо ли говорить, что установка солнечных батарей в тени дерева или здания тоже не будет функциональной. На производительность и, следовательно, окупаемость инвестиций (ROI) солнечной энергетической системы может серьезно повлиять затенение, особенно затенение, которое происходит регулярно из-за объекта, который отбрасывает тень в одно и то же время каждый день, когда солнце проходит по небу.

Однако более новая технология, использующая солнечные «микроинверторы», позволяет солнечным панелям работать независимо друг от друга. Таким образом, если один модуль оказывается в тени, другие просто продолжают гудеть, что приводит к гораздо более высокой средней доступности системы. Это особенно хорошая новость для солнечных батарей с непостоянными профилями затемнения.

Инверторы

Инверторы — это «мозги» солнечной электрической системы. Инвертор преобразует электричество постоянного тока в электричество переменного тока, которое используется в вашем доме или офисе.Инвертор контролирует электросеть и управляет производством ваших систем солнечной энергии, а также отключает вашу систему во время отключения электроэнергии.

Большинство современных инверторов, подключенных к электросети (также связанных с сетью), намного более эффективны, чем старые системы батарейного типа, которые были разработаны для автономных домов.

Все современные сетевые инверторы внесены в список UL для подключения к сети (UL1741). Без перечисления отдельные инверторы не могут быть законно подключены к вашей электрической системе и не имеют права на какие-либо скидки.

Как упоминалось выше, альтернативой большим центральным инверторам являются микроинверторы Enphase. Каждый маленький микро-инвертор прикреплен к каждой отдельной солнечной панели. Эти микроинверторы позволяют каждой панели работать независимо, что приводит к значительным улучшениям в производстве энергии и гибкости конструкции массива, особенно когда затенение является проблемой.

Как работает чистый счетчик для California Solar

Закон штата Калифорния о чистых счетчиках позволяет бытовым пользователям получать кредит PG&E за дополнительную электроэнергию, произведенную их солнечными панелями, по пиковым розничным ценам в течение дня и потреблять ее из сети в ночное время по более низким непиковым тарифам.В течение дня электросчетчик вращается в обратном направлении, подавая излишки электроэнергии обратно в энергосистему. Ночью или в непиковое время работы электросчетчик вращается вперед, возвращая электроэнергию из сети в дом или офис клиента.

Стандартная программа измерения чистой энергии

PG&E предлагает клиентам возможность получить кредит за электроэнергию, которую они произвели сверх того количества, которое они использовали в течение данного месяца. Кредит появляется в ежемесячном отчете клиента за коммунальные услуги и применяется к расходам, связанным с электричеством, в течение каждого 12-месячного периода сверки.

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.

Солнечные панели могут использоваться для самых разных целей, включая удаленные системы электроснабжения для кабин, телекоммуникационное оборудование, дистанционное зондирование и, конечно же, для производства электроэнергии в жилых и коммерческих солнечных электрических системах.

На этой странице мы обсудим историю, технологию и преимущества солнечных панелей. Мы узнаем, как работают солнечные панели, как они производятся, как они производят электричество и где вы можете купить солнечные панели.

Краткая история солнечных панелей

История развития солнечной энергетики насчитывает более 100 лет. Раньше солнечная энергия использовалась в основном для производства пара, который затем можно было использовать для привода механизмов. Но только после открытия Эдмондом Беккерелем «фотоэлектрического эффекта», который позволил преобразовывать солнечную энергию в солнечную электрическую энергию.Затем открытие Беккереля привело к изобретению Чарльзом Фриттсом в 1893 году первого настоящего солнечного элемента, который был образован путем покрытия листов селена тонким слоем золота. И из этого скромного начала возникло устройство, которое мы знаем сегодня как солнечная панель .

Рассел Ол, американский изобретатель, работающий в Bell Laboratories, запатентовал первый в мире кремниевый солнечный элемент в 1941 году. Изобретение Ола привело к производству первой солнечной панели в 1954 году той 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 полные системы солнечных панелей используются для питания самых разных 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 панели?

Солнечные панели собирают чистую возобновляемую энергию в виде солнечного света и преобразуют этот свет в электричество, которое затем можно использовать для обеспечения питания 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, ударяющими по поверхности солнечной панели, позволяет электронам сбиваться с их атомных орбит и превращаться в электрическое поле, создаваемое солнечными элементами, которые затем тянут эти свободные электроны в направленный ток. Весь этот процесс известен как фотоэлектрический эффект. В среднем доме имеется более чем достаточно площади на крыше для необходимого количества солнечных панелей для выработки солнечной энергии, достаточной для удовлетворения всех его потребностей в электроэнергии. Избыточная выработка электроэнергии поступает в основную энергосистему, окупаясь за счет использования электроэнергии в ночное время.

В хорошо сбалансированной конфигурации с подключением к сети солнечная батарея вырабатывает энергию в течение дня, которая затем используется дома в ночное время. Программы чистых измерений позволяют владельцам солнечных генераторов получать деньги, если их система производит больше энергии, чем требуется в доме. В автономных солнечных приложениях необходимыми компонентами являются аккумуляторный блок, контроллер заряда и, в большинстве случаев, инвертор. Солнечная батарея отправляет электричество постоянного тока (DC) через контроллер заряда в аккумуляторную батарею.Затем энергия поступает из аккумуляторной батареи в инвертор, который преобразует постоянный ток в переменный ток (AC), который может использоваться для устройств, не работающих на постоянном токе. С помощью инвертора размеры панелей солнечных батарей могут быть изменены в соответствии с самыми высокими требованиями к электрической нагрузке. Переменный ток можно использовать для питания нагрузок в домах или коммерческих зданиях, транспортных средствах для отдыха и лодках, удаленных каютах, коттеджах или домах, удаленном управлении движением, телекоммуникационном оборудовании, мониторинге потока нефти и газа, RTU, SCADA и многом другом.

Преимущества солнечных панелей

Использование солнечных панелей — очень практичный способ производства электроэнергии для многих приложений. Очевидное — это автономная жизнь. Проживание вне сети означает проживание в месте, которое не обслуживается основной электрической сетью. Отдаленные дома и коттеджи хорошо извлекают выгоду из систем солнечной энергии. Больше нет необходимости платить огромные сборы за установку опор электросети и прокладку кабелей от ближайшей точки доступа к основной сети. Солнечная электрическая система потенциально дешевле и может обеспечивать электроэнергию более трех десятилетий при правильном обслуживании.

Помимо того факта, что солнечные панели позволяют жить вне сети, возможно, самое большое преимущество, которое вы получите от использования солнечной энергии, заключается в том, что это одновременно чистый и возобновляемый источник энергии. С наступлением глобального изменения климата стало более важным, чтобы мы делали все возможное, чтобы уменьшить давление на нашу атмосферу из-за выбросов парниковых газов. Солнечные панели не имеют движущихся частей и требуют минимального обслуживания. Они прочны и служат десятилетиями при надлежащем уходе.

И последнее, но не менее важное, из преимуществ солнечных панелей и солнечной энергии заключается в том, что после того, как система окупила свои первоначальные затраты на установку, электричество, которое она производит на оставшийся срок службы системы, который может достигать 15%. 20 лет в зависимости от качества системы, абсолютно бесплатно! Для владельцев солнечных энергосистем, подключенных к сети, преимущества начинаются с того момента, когда система вводится в эксплуатацию, что потенциально устраняет ежемесячные счета за электроэнергию или, и это лучшая часть, фактически приносит владельцу системы дополнительный доход от электрической компании.Как? Если вы потребляете меньше энергии, чем производит ваша солнечная электрическая система, эту избыточную мощность можно продать, иногда с наценкой, вашей электроэнергетической компании!

Есть много других применений и преимуществ использования солнечных панелей 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 панели?

Цены на солнечные панели существенно снизились за последние пару лет.Это здорово, потому что в сочетании с федеральным налоговым кредитом на инвестиции в солнечную энергетику в размере 30 долларов и другими применимыми льготами СЕЙЧАС — лучшее время для инвестиций в солнечную энергетическую систему. И подумайте: солнечная энергетическая установка стоит примерно столько же, сколько автомобиль среднего размера!

Где я могу купить солнечные батареи?

Ну, прямо здесь, на этом сайте, конечно!

В число наших брендов солнечных панелей входят самые уважаемые производители солнечных панелей. Эти бренды включают, среди прочего, такие названия, как BP Solar, General Electric и Sharp.Мы предлагаем солнечные панели только высочайшего качества от производителей, зарекомендовавших себя в области производства солнечных панелей. Имея более чем 30-летний опыт работы в сфере солнечных панелей, вы можете быть уверены, что на MrSolar.com мы знаем о солнечных батареях!

Сохранить

Сохранить

Solar 101: Как работает солнечная энергия (шаг за шагом)

Вы когда-нибудь смотрели на солнечные панели на крышах и задавались вопросом, что именно они делают и как? Что ж, эти высокотехнологичные пространства мерцающего стекла на самом деле являются всего лишь одним компонентом в сложной сети, которая использует возобновляемую энергию солнца для доставки электричества в дом.

Давайте посмотрим, как работает солнечная энергия, шаг за шагом.

Как солнечные панели вырабатывают электричество?

ШАГ 1: Панели активируются солнечным светом.

Солнечная система стоечно-панельная

Каждая отдельная панель состоит из слоя кремниевых ячеек, металлического каркаса, стеклянного корпуса, окруженного специальной пленкой, и проводки. Для максимального эффекта панели группируются в «массивы» (упорядоченная серия) и размещаются на крышах или на больших открытых площадках.Солнечные элементы, которые также называются фотоэлектрическими элементами , поглощают солнечный свет в дневное время.

ШАГ 2: Ячейки вырабатывают электрический ток.

Слиток кремния и пластина

Внутри каждого солнечного элемента находится тонкая полупроводниковая пластина, сделанная из двух слоев кремния. Один слой заряжен положительно, а другой — отрицательно, образуя электрическое поле. Когда световая энергия солнца попадает на фотоэлектрический солнечный элемент, он возбуждает энергию и заставляет электроны «отрываться» от атомов внутри полупроводниковой пластины.Эти свободные электроны приводятся в движение электрическим полем, окружающим пластину, и это движение создает электрический ток.

ШАГ 3: Преобразуется электрическая энергия.

Солнечный инвертор. Изображение предоставлено SMA Solar Technology AG

Теперь у вас есть солнечные панели, эффективно преобразующие солнечный свет в электричество, но вырабатываемое электричество называется электричеством постоянного (или постоянного) тока, а это не тот тип электричества, который питает большинство домов, а именно электричество переменного тока (или переменного тока).К счастью, электричество постоянного тока можно легко преобразовать в электричество переменного тока с помощью устройства, называемого инвертором. В современных солнечных системах эти инверторы могут быть сконфигурированы как один инвертор для всей системы или как отдельные микроинверторы, прикрепленные за панелями.

ШАГ 4: Преобразованная электроэнергия питает ваш дом.

Солнечный микроинвертор

После того, как солнечная энергия преобразована из постоянного тока в переменный, она проходит через вашу электрическую панель и распределяется по дому для питания ваших приборов.Он работает точно так же, как электроэнергия, вырабатываемая через сеть вашей электроэнергетической компанией, поэтому ничего в доме не нужно менять. Поскольку вы по-прежнему остаетесь подключенными к своей традиционной энергетической компании, вы можете автоматически получать дополнительную электроэнергию, чтобы восполнить любую нехватку солнечной энергии из сети.

ШАГ 5: Счетчик нетто измеряет использование.

Умный электросчетчик

В пасмурные дни и в ночное время ваша солнечная черепица или панели могут не улавливать достаточно солнечного света для использования в качестве источника энергии; и наоборот, в середине дня, когда никого нет дома, они могут накапливать излишки энергии — больше, чем вам нужно для работы вашего дома.Вот почему счетчик используется для измерения электроэнергии, протекающей в обоих направлениях — в ваш дом и из него. Ваша коммунальная компания часто предоставляет кредиты за любую избыточную мощность, которую вы отправляете обратно в сеть. Это известно как чистое измерение .

Заключение

Теперь, когда вы знаете основы солнечной энергии, вы можете поразиться тому, как современные фотоэлектрические технологии могут использовать огромную энергию солнца для управления домом. Возможно, это и не ракетостроение, но это определенно проявление человеческой изобретательности в лучшем виде.

Заинтересованы в солнечной кровле для вашего дома? Изучите наши солнечные продукты или найдите сертифицированного установщика солнечных батарей в вашем регионе.

.