Alternativ energi er blevet mere tilgængelig! I 2018 kan du købe en effekt på 150 W og en spænding på 12 V for omkring $115. Panelfremstillingsteknologier er ved at blive mestret og forbedret, så i flere år i træk har der været en tendens til, at deres omkostninger er faldet. For at udnytte solens energi fuldt ud, skal du samle et solcelleanlæg til hjemmet. Professionelle virksomheder tilbyder færdige sæt og tjenester til installation af en solcelleinstallation. Til gengæld er der en billigere løsning – et gør-det-selv solpanel.

Solbatteri: hvad er det, og hvordan virker det?

Et solpanel er et sæt paneler, der konverterer lysenergi, forbundet i et specifikt kredsløb for at opnå de ønskede elektriske egenskaber: spænding, strøm og effekt. Hvert panel er en siliciumwafer med metalliserede spor til tilslutning til kredsløbet. I færdige løsninger er de tilsluttet fra fabrikken, og installatøren skal sammensætte et kredsløb fra flere for at sikre den nødvendige strømforsyning til anlægget.

Driftsprincippet er baseret på den fotoelektriske effekt. Ved at skinne lys på silicium opnår du ikke noget, så urenheder indføres i waferens struktur – de er dopede. Som et resultat opstår der et overskud af positive eller negative ladningsbærere, hvilket afhænger af typen af ​​urenhed, P- og N-regioner og en pn-forbindelse dannes - som den simpleste halvlederdiode. Når lys rammer den, dannes en foto-EMF ved terminalerne. Diodspændingen er dog ret lille - omkring en halv volt. Derfor er der mange sådanne celler i et solcellemodul, og udgangsspændingen for batteriet som helhed når 12-24 V.

Ekspertudtalelse

Alexey Bartosh

Specialist i reparation og vedligeholdelse af elektrisk udstyr og industriel elektronik.

Stil et spørgsmål til en ekspert

Dette er interessant: Faktisk har 12-volts solpaneler en udgangsspænding på det halve, afhængigt af mængden af ​​lys. Under optimale forhold kan det nå 18 V eller mere - dette kaldes punktet for maksimal effekt (segmentet af strømspændingskarakteristikken med den højeste spænding og strøm). Industrielle designs er normalt designet til at fungere med spændinger på 12 og 24 V; Brugen af ​​sidstnævnte gør det muligt at reducere strømme på den primære side af konverteren.

Da sollys ikke når os døgnet rundt, vil energi kun blive genereret i løbet af dagen; for at kunne bruge elektricitet om natten, skal den akkumuleres. Dette kræver batterier og en controller til at oplade dem. Skal du bruge ikke kun 12-volts udstyr, men også de sædvanlige 220 V husholdningsapparater, har du også brug for en inverter.

Princippet om drift af et solbatteri

Ladecontrollere findes i forskellige typer:

• Tænd sluk.
• MPPT.

En inverter er nødvendig for at konvertere en jævnspænding på 12 V til en vekselspænding på 110, 220, 380 osv. Typisk er den designet til én udgangsspænding.

Fordele og ulemper ved denne type energi

Hver energisektor har styrker og svagheder. Fordele ved at generere elektricitet fra sollys:

• Der anvendes ikke fossile, flydende eller gasformige brændstoffer.
• Der er ingen miljøforureningsfaktorer.
• Sollys er en gratis energikilde.

Men der var nogle ulemper:

• Prisen på batterier er, selvom den er faldende, stadig på et højt niveau.
• Udover paneler er der brug for batterier og omformere.
• Tilbagebetalingstid fra 5 år.

Glem ikke at tage hensyn til batterilevetiden og deres periodiske udskiftning. Solenergi er ikke så billig, som det ofte hævdes. Men hvis der ikke er andre muligheder, er dette en velegnet metode til elektrificering.

De mest almindelige er polykrystallinske og monokrystallinske paneler. Sidstnævnte er dyrere, fordi de er lavet af homogene siliciumkrystaller og har en højere effektivitet (ca. 15%). Polykrystaller fremstilles af genbrugsmaterialer, rester fra produktion af enkeltkrystaller og panelforarbejdningsprodukter. De koster omkring 15 % mindre, har en lidt lavere effektivitet (8–12 %), mens forskellige kilder er enige om, at de viser bedre resultater i overskyet eller overskyet vejr, så forskellen i pris er ikke altid berettiget. Amorfe batterier er sjældne.

Hvordan skelner man et polykrystallinsk fra et monokrystallinsk solpanel?

Det er meget enkelt, elementerne i en monokrystallinsk struktur har afrundede eller segmenterede hjørner, og farven på dens overflade er ensartet: fra mørkeblå til sort. Polykrystallinske elementer har form som regelmæssige rektangler, og deres farve er heterogen, let iriserende: fra blå til næsten sort ligner dens tekstur vagt camouflage.

Polykrystallinske og monokrystallinske solcellemoduler

Udvalg og design af websted

Til montering af panelerne er en del af rummet, der ikke er overskygget og oplyst af sollys, egnet. Hvis du spekulerer på at bygge et solenergianlæg, bor du højst sandsynligt i et privat hus eller planlægger at elektrificere din dacha. Her er en liste over steder, der er egnede til at installere batterier:

• Tag på huse og udhuse.
• Tomme pladser på jorden i gården.
• Sydlige vægge af bygninger.

Hvis taget har en struktur, hvor taget er placeret i en vinkel i forhold til vandret (gavl, finsk osv.), kan panelerne lægges direkte på det. Til installation på vandret og lodret kræves en metalstruktur for at indstille indfaldsvinklen for solens stråler tæt på direkte. Det er bedre, når metalstrukturen til installation på vægge er lavet af aluminium eller andre letvægtslegeringer for at undgå unødvendig belastning af fundamentet og murværket.

VIGTIG! Anlæggets effektivitet falder proportionalt med lysets indfaldsvinkel. Jo mere den adskiller sig fra 90 grader, jo mindre strøm får du.

Eksempel på batteridesign. Det vigtigste er, at hun oftest ser på solen

Design

Det er nødvendigt at beregne panelernes effekt, inverter og batterikapacitet korrekt. For at gøre dette skal du beslutte, hvad du har brug for? Hvis som en kilde til backup-strøm, så beregn hvor meget backup-tid stationen skal give, og hvilket udstyr der vil blive tilsluttet backup-netværket.

Hvis du har brug for en hovedenergikilde, skal du beregne, hvor meget tid hvert af dine elektriske apparater kører i alt om dagen, og derefter gange antallet af timer med deres effekt. Som et resultat vil du vide, hvor meget kWh energi de bruger om dagen. Tilføj derefter 20–50 % i reserven, dvs. gange antallet af kW/h med 1,2–1,5. Hvis du dividerer dette tal med batterispændingen (12 eller 24 V), får du kapaciteten (Ah).

Antallet af panelelementer vælges ud fra deres effekt og det gennemsnitlige daglige antal timer, hvor solen skinner på dine breddegrader. Det vil sige, at hvis du forbruger 1 kW/h om dagen, og en solskinsdag i gennemsnit varer 10 timer, mens det kraftigste lys falder inden for 4-5 timer, betyder det:

hvor P er batteriets samlede effekt, W er strømforbruget, Hs er antallet af solskinstimer, k er koefficienten for maksimal lysstyrke, dvs. hvis solen ud af 10 timer skinner meget kraftigt i 4 timer, og resten af ​​tiden falder, så er det lig med 4/10 eller 0,4.

Inverteren vælges ud fra antallet af driftsudstyr. I lejligheder og huse er der installeret 16 A indgangsafbrydere på fordelingspaneler, det er cirka 3,5 kW, hvilket betyder at en inverter med denne effekt vil være nok for dig.

Det sidste trin er installation af hele installationen. Det sværeste er at finde den optimale hældningsvinkel på batteriet. Det er nødvendigt eksperimentelt at bestemme den vinkel, hvor solens stråler vil være så tæt som muligt på en vinkelret position i længst tid.

Montering af solpanel på taget

Trin-for-trin montageproces

For at bygge panelet skal du bruge:

• Aluminium hjørner.
• Krydsfiner, fiberplade eller spånplade.
• Fugemasse.
• Transparent beskyttende belægning (plexiglas eller glas med lavt jernindhold, hærdet).
• Solpaneler.
• Samleskinne til lodning SE (ideelt) eller flettet tråd, tråd.
• Kabel.
• Skruetrækker.
• Selvskærende skruer, hjørner og andet hardware.
• Hacksav til metal.

Rammesamling

Når du har besluttet, hvilken størrelse panelet skal have, skal du skære en skabelon ud af pap, placere siliciumelementerne på den, og efterlade et mellemrum på 3-5 mm mellem dem. Silicium er et meget skrøbeligt materiale; dette mellemrum er nødvendigt for at forhindre, at skiverne revner under opvarmning og afkøling. Klip derefter skabelonen til og begynd at samle aluminiumsrammen. Du kan sammenføje delene overlappende eller ende-til-ende, men for sidstnævnte skal du skære materialet ved 45 grader; til dette er det praktisk at bruge en geringskasse. Glem ikke at lime beskyttelsesglasset, inden du monterer panelet med solceller.

Loddeplader

Et sølvmetallag er påført bagsiden af ​​pladerne. Det kan være fortinning ved hjælp af syreflux. Tin ledningen eller bussen på forhånd. En bus er en flad konduktør. Hvis du ikke har en, kan du bruge en kabelfletning eller tynd ledning.

Lodning af plader sammen

Dernæst skal du påføre flux på metallaget på silicium med en børste, smøre en dråbe lodde med hurtige bevægelser af loddekolben, når overfladen bliver mere ensartet og skinnende - kontakten er fortinnet. Nogle mennesker bruger en flux blyant. Jeg har ikke prøvet det, men de ser ud til at være behagelige at arbejde med. Lod POS-61- Velegnet til lodning. Tilslutning af plader i serie øger udgangsspændingen, parallelforbindelse af grupper øger udgangsstrømmen.

1. Overophede ikke! For ikke at beskadige pladen, og kontakten bør ikke holdes i lang tid af loddekolben, til dette har du brug for en loddekolbe med en effekt på 30 til 60 W, med en varmeintensiv spids (dvs. tykkere) .
2. Del ikke! Pladerne er meget tynde og skrøbelige. Under lodning placeres pladerne på blødt tykt pap, polystyrenskum, penofol eller en klud. Dette vil reducere sandsynligheden for afslag, når der trykkes med et loddekolbe eller vende elementer.

Derudover skal du installere en Schottky-diode. Hvis du vil undgå omvendt strøm fra batteriet om natten, så kan der monteres en diode mellem batteriet og batteriet. Producenter installerer slet ikke dioder.

Bagsiden kan være lavet af plastik, krydsfiner og andre pladematerialer. Bor huller på tværs af området for luftcirkulation, mens du skal fylde alle elektriske forbindelser med tætningsmiddel for at undgå korrosion. Efter montering skal den installeres på en understøttende stationær struktur. Det er bedre at give mulighed for at justere hældningsvinklen - dette vil hjælpe med at opnå optimal kraft på forskellige tidspunkter af året ved at justere positionen til solen.

Samling af et hjemmelavet solpanel

Solbatterier fra skrotmaterialer

Hvis du ikke vil investere mange penge i paneler, men du er interesseret i at prøve, hvad de kan, kan du selv samle et simpelt solpanel af gamle radiokomponenter.

Transistor batteri

Transistor til batteri med afsavet låg

Til montering skal du bruge gamle sovjetiske transistorer i jernkasser, såsom KT819 eller MP21-MP43 og lignende. Deres krop ligner en flyvende tallerken, hvis to halvdele er forbundet med hinanden, og sømmen er rullet op. For at skille ad skal du slibe bæltet af og trække halvdelene i forskellige retninger. Indeni vil du se en siliciumkrystal med to elektroder, placer den under et stærkt lys og brug et voltmeter til at bestemme, hvilke ben der har den højeste spænding mellem dem. Effekten af ​​en hjemmelavet fotocelle er lille, og spændingen når knap 0,3-0,5 W; du skal bruge omkring 30-40 stykker for at opnå de ønskede 12 W, mens strømmene vil være små.

Diode batteri

Dioder D223B

Dioder af typen D223B producerer omkring 0,35 V i skarp sol. Deres krop er lavet af glas, men dækket af maling. For at få det til at løsne skal du fylde dioderne med opløsningsmiddel og lade dem sidde i et par timer, gerne i et varmt, ventileret rum, så kan malingen nemt fjernes. Nå, så bliver du nødt til at lodde dem ind i batteriet, som beskrevet ovenfor, for at opnå den ønskede spænding og strøm.

Folie panel

Du kan lave et batteri ved hjælp af kobberfolie. For at gøre dette skal du tage to ark med et areal på 45 cm2, rense dem for fedt og oxider med sandpapir og vaske dem i en sæbeopløsning. Så skal du opvarme en af ​​dem, for eksempel på en elektrisk komfur (mere end en kilowatt), indtil den bliver rød-orange, så begynder kobberet at blive sort - det er kobberoxid, hold i yderligere 30 sekunder. Sluk for komfuret og lad alt køle jævnt af. Et lag af sort oxid vises på arket. Vi skyller under rindende vand, så store partikler af oxid kommer af, en tynd film skal forblive, du kan ikke mekanisk påvirke overfladen - skrab den, rengør den og bøj den.

Du får et ark med et lag oxid, og det andet er rent, læg dem i en beholder, en afskåret 5-liters flaske er perfekt. Et ark med oxid vil være et "minus" for os, og et rent vil være et "plus". De må ikke røre. Fyld beholderen med saltvandsopløsning (ca. 1 spsk salt pr. 1 liter vand). På denne måde får du 1 solcelle.

Video:

Et andet monteringseksempel:

konklusioner

Solbatterier er velegnede til strømforsyning, men tilbagebetalingsperioden for enhederne er ret lang, så det er ret dyrt at bruge dem som hovedstrømkilde. Hjemmelavede fotoceller er kun ubrugelige til praktisk brug som strømkilde, men de fungerer godt som lyssensor. Du kan bruge enhederne i forskellige fotorelækredsløb. Et hjem SES er en fremragende mulighed for backup strømforsyning; som hovedindgang kan den kun bruges, når havegrunden er placeret i et ikke-elektrificeret område.

Vi byder velkommen til alle, der gerne vil bruge et par minutter på at få interessant information!
Så vi har igen fyldt lageret op med helt nye produkter. Antallet af nye produkter er ikke så stort, men sikke et antal!
Vi er stolte af at præsentere dig for en række af de mest effektive og spektakulære solpaneler på det russiske marked - Eclipse-linjen fra Seraphim-fabrikken, som er inkluderet i vurderingen af ​​de mest pålidelige producenter (Bloomberg tildelte Seraphim Solar TIER1-status tilbage i 2015).

To modeller af Seraphim solpaneler kan bestilles:

• Monokrystallinsk panel Eclipse SRP-320-E01B
• Polykrystallinsk panel Eclipse SRP-290-E11B

Den første model er lavet i størrelsen af ​​et standard monokrystallinsk 270 W modul og producerer samtidig 320 miljøvenlige watt. Den anden model svarer til størrelsen af ​​et 250 W polykrystallinsk modul, men effektiviteten af ​​dette panel er 290 Watt - højere end for et klassisk monokrystallinsk batteri af samme størrelse. Hvordan opnåede du en sådan effektivitet? Meget enkelt og svært på samme tid! Der er ingen tricks eller skældsord: Cellerne i Eclipse solpaneler er anlagt på en sådan måde, at næsten hele panelområdet er optaget af silicium, og effektiviteten af ​​hele batteriet bliver næsten lig med effektiviteten af ​​siliciumcellerne, der laver det op. Det er sandt, at cellerne i Seraphim Eclipse solpaneler heller ikke er helt enkle - de er lavet ved hjælp af en speciel teknologi og kan faktisk "limes" til hinanden, hvilket reducerer tab på interne forbindelser og øger også den endelige effekt.

Faktisk er det førsteklasses monokrystallinske solcellebatteri Seraphim SRP-320-E01B i øjeblikket det mest effektive, der er tilgængeligt på det russiske marked.

Der er også lavet en anden tilføjelse til hylden med solcellebatterimodeller leveret af vores virksomhed: et innovativt "gennemsigtigt" solbatteri GP Solar GPDP-265W60 265 watt effekt:

Denne model er en helt ny serie af solpaneler. Det tynde og delvist gennemsigtige (i vores tilfælde 10%) solpanel er lavet af to plader hærdet glas og er en klar trend i solenergiens verden. Foregribende og måske endda forudse det forestående hastværk fra bygherrer og arkitekter, såvel som almindelige brugere, præsenterer vi dig for dette nye produkt. Gennemsigtige solpaneler er velegnede til dem, der ikke kun er interesseret i den "nyttige" komponent af et solenergianlæg, men også i at realisere deres kreative, æstetiske behov. For et eller to år siden var gennemskinnelige paneler blot en mærkelig nyhed på specialudstillinger, men efter at have mødt eksplosiv interesse fra forbrugere rundt om i verden, dukkede Dual Glass-produkter op hos alle producenter med respekt for sig selv. Futuristisk design antyder tydeligt behovet for at bruge det i arkitektoniske elementer - trods alt bliver fremtiden ved siden af ​​et sådant panel ikke kun synlig, men også håndgribelig.

Ud over deres standardformål som en egenskab for tage og jordarealer, kan sådanne paneler bruges som hovedoverfladen af ​​en væg, hegn, baldakin, de kan blive et glimrende alternativ til vinduesglas eller hjertet af en arkitektonisk sammensætning - vi overlader dette spørgsmål til dit skøn. Bemærk, at styrken af ​​disse paneler er tilstrækkelig til, at en voksen kan stå komfortabelt på deres overflade (bæreevne er 5400 Pa).

Selvfølgelig er rammeløs teknologi, som tidligere har vist sig godt i Pramac og Hevel mikromorfe moduler, på ingen måde ny, men i sammenligning med analoger er disse batterier væsentligt mere effektive. Effekttætheden af ​​GPSolar GPDP-265W60 transparente solceller er 16,11%, hvilket er mere end 2 gange højere end mikromorfe solceller. Dette er en ubestridelig fordel, når du organiserer et solcelleanlæg på et begrænset tag eller baldakin.
Blandt andet har et rammeløst solpanel med to lag glas en længere levetid, da det i modsætning til traditionelle solpaneler med aluminiumsramme ikke påvirkes af forskellen mellem temperaturdeformationen af ​​aluminiumsrammen og glas (som over årene fører til skader på strukturen, især under russiske forhold, hvor solpaneler udsættes for store temperaturændringer hvert år).

Hvad angår montering af rammeløse solpaneler, er der heller ingen vanskeligheder med dette. Vores firma har i mange år leveret batterier af høj kvalitet, som installatører af denne type batterier i hele landet længe har kendt til.

På det seneste har solenergi udviklet sig i et så hurtigt tempo

På det seneste har solenergi udviklet sig i et så hurtigt tempo, at solenergiens andel af den globale årlige elproduktion på 10 år er steget fra 0,02 % i 2006 til næsten én procent i 2016.

Dam Solar Park er det største solenergianlæg i verden. Effekt 850 megawatt.

Hovedmaterialet til solenergianlæg er silicium, hvis reserver på Jorden er praktisk talt uudtømmelige. Et problem er, at effektiviteten af ​​siliciumsolceller lader meget tilbage at ønske. De mest effektive solpaneler har en virkningsgrad på højst 23 %. Og den gennemsnitlige effektivitet varierer fra 16 % til 18 %. Derfor arbejder forskere verden over, der er involveret inden for solcelleanlæg, på at befri solfotokonvertere fra billedet af en leverandør af dyr elektricitet.

En sand kamp har udspillet sig for at skabe en solsupercelle. Hovedkriterierne er høj effektivitet og lave omkostninger. National Renewable Energy Laboratory (NREL) i USA udsender endda med jævne mellemrum et nyhedsbrev, der afspejler de foreløbige resultater af denne kamp. Og hver episode viser vinderne og taberne, outsiderne og opkomlingerne, der ved et uheld blev involveret i dette løb.

Leder: flerlags solcelle

Disse heliumkonvertere ligner en sandwich af forskellige materialer, herunder perovskit, silicium og tynde film. I dette tilfælde absorberer hvert lag kun lys af en bestemt bølgelængde. Som følge heraf producerer disse flerlags heliumceller, med et lige arbejdsoverfladeareal, betydeligt mere energi end andre.

Den rekordslående effektivitet af flerlags fotokonvertere blev opnået i slutningen af ​​2014 af et fælles tysk-fransk forskerhold ledet af Dr. Frank Dimroth ved Fraunhofer Institute for Solar Energy Systems. En effektivitet på 46 % blev opnået. Denne fantastiske effektivitetsværdi blev bekræftet af en uafhængig undersøgelse ved NMIJ/AIST - det største metrologicenter i Japan.

Flerlags solcelle. Effektivitet – 46 %

Disse celler består af fire lag og en linse, der koncentrerer sollys på dem. Ulemperne omfatter tilstedeværelsen af ​​germanium i strukturen af ​​substratet, hvilket en smule øger omkostningerne ved solcellemodulet. Men alle manglerne ved flerlagsceller kan i sidste ende elimineres, og forskerne er overbeviste om, at deres udvikling i meget nær fremtid vil forlade laboratoriernes vægge og komme ind i den store verden.

Årets Rookie - Perovskite

Helt uventet greb en nykommer ind i lederløbet - perovskite. Perovskite er den generelle betegnelse for alle materialer, der har en bestemt kubisk krystalstruktur. Selvom perovskitter har været kendt i lang tid, begyndte forskning i solceller lavet af disse materialer først mellem 2006 og 2008. De første resultater var skuffende: effektiviteten af ​​perovskite fotokonvertere oversteg ikke 2%. Samtidig viste beregninger, at dette tal kunne være en størrelsesorden højere. Efter en række vellykkede eksperimenter modtog koreanske forskere i marts 2016 en bekræftet effektivitet på 22%, hvilket i sig selv blev en sensation.

Perovskite solcelle

Fordelen ved perovskitceller er, at de er mere bekvemme at arbejde med og nemmere at producere end tilsvarende siliciumceller. Med masseproduktion af perovskite fotokonvertere kunne prisen på en watt elektricitet nå $0,10. Men eksperter mener, at så længe perovskit-heliumceller når maksimal effektivitet og begynder at blive produceret i industrielle mængder, kan prisen på en "silicium" watt elektricitet reduceres betydeligt og nå det samme niveau på $0,10.

Eksperimentel: kvanteprikker og organiske solceller

Denne type solfotokonverter er stadig på et tidligt udviklingsstadium og kan endnu ikke betragtes som en seriøs konkurrent til eksisterende heliumceller. Udvikleren, University of Toronto, hævder dog, at ifølge teoretiske beregninger vil effektiviteten af ​​solceller baseret på nanopartikler - kvanteprikker - være over 40%. Essensen af ​​opfindelsen af ​​canadiske videnskabsmænd er, at nanopartikler - kvanteprikker - kan absorbere lys i forskellige spektralområder. Ved at ændre størrelsen på disse kvanteprikker vil det være muligt at vælge det optimale driftsområde for fotokonverteren.

Solcelle baseret på kvanteprikker

Og i betragtning af, at dette nanolag kan påføres ved at sprøjte på et hvilket som helst, inklusive transparent, substrat, er lovende udsigter synlige i den praktiske anvendelse af denne opdagelse. Og selvom laboratorier i dag kun har opnået en effektivitetsgrad på 11,5%, når de arbejder med kvanteprikker, er der ingen, der tvivler på udsigterne for denne retning. Og arbejdet fortsætter.

Solar Window – nye solceller med 50 % effektivitet

Solar Window-virksomheden fra Maryland (USA) har introduceret en revolutionerende "solarglas"-teknologi, der radikalt ændrer traditionelle ideer om solpaneler.

Tidligere var der rapporter om gennemsigtige heliumteknologier, såvel som at dette firma lover at øge effektiviteten af ​​solcellemoduler betydeligt. Og som de seneste begivenheder har vist, var disse ikke kun løfter, men 50 % effektivitet - ikke længere kun den teoretiske fornøjelse for virksomhedens forskere. Mens andre producenter netop er på vej ind på markedet med mere beskedne resultater, har Solar Window allerede præsenteret sine virkelig revolutionerende højteknologiske udviklinger inden for helium fotovoltaik.

Disse udviklinger baner vejen for produktion af gennemsigtige solceller, som har en væsentlig højere effektivitet sammenlignet med traditionelle. Men det er ikke den eneste fordel ved de nye solcellemoduler fra Maryland. Nye heliumceller kan nemt fastgøres til enhver gennemsigtig overflade (for eksempel vinduer), og kan arbejde i skyggen eller under kunstig belysning. På grund af deres lave omkostninger kan investeringer i at udstyre en bygning med sådanne moduler betale sig selv inden for et år. Til sammenligning spænder tilbagebetalingstiden for traditionelle solpaneler fra fem til ti år, hvilket er en kæmpe forskel.

Solceller fra firmaet Solar Window

Solar Window-firmaet annoncerede nogle detaljer om den nye teknologi til fremstilling af solpaneler med så høj effektivitet. Naturligvis blev den vigtigste viden udeladt af ligningen. Alle heliumceller er primært lavet af organisk materiale. Lagene af grundstoffer består af gennemsigtige ledere, kulstof, brint, nitrogen og oxygen. Ifølge virksomheden er produktionen af ​​disse solcellemoduler så miljøvenlig, at den har 12 gange mindre miljøbelastning end produktionen af ​​traditionelle heliummoduler. I løbet af de næste 28 måneder vil de første gennemsigtige solpaneler blive installeret i nogle bygninger, skoler, kontorer og skyskrabere.

Hvis vi taler om udsigterne for udviklingen af ​​helium solceller, er det meget sandsynligt, at traditionelle silicium solceller kan blive en saga blot, der giver plads til højeffektive, lette, multifunktionelle elementer, der åbner de bredeste horisonter for helium energi. offentliggjort

Det er tid til at tale om, hvor effektiv solenergi er i Moskva-regionen. I et helt år indsamlede jeg statistik om solenergiproduktion fra to 100-watt solpaneler installeret på taget af et landsted og forbundet til netværket ved hjælp af en netinverter. Jeg skrev allerede om dette for et år siden. Og nu er det tid til at gøre status.

Nu vil du lære noget, som sælgere af solpaneler aldrig vil fortælle dig.

For præcis et år siden, i oktober 2015, besluttede jeg som et eksperiment at slutte mig til rækken af ​​de "grønne", som redder vores planet fra for tidlig død, og købte solpaneler med en maksimal effekt på 200 watt og en netinverter designet til maksimalt 300 (500) watt genereret effekt . På billedet kan du se strukturen af ​​det polykrystallinske 200 watt panel, men et par dage efter købet blev det klart, at det i en enkelt konfiguration var for lav spænding, ikke nok til den korrekte drift af min netinverter.

Derfor var jeg nødt til at ændre den til to 100-watt monokrystallinske paneler. I teorien burde de være lidt mere effektive, men i virkeligheden er de bare dyrere. Det er paneler af høj kvalitet fra det russiske mærke Sunways. Jeg betalte 14.800 rubler for to paneler.

Den anden omkostningspost er en kinesisk fremstillet netinverter. Producenten identificerede sig ikke på nogen måde, men enheden var lavet med høj kvalitet, og en åbning viste, at de interne komponenter er designet til en effekt på op til 500 watt (i stedet for 300 skrevet på kabinettet). Et sådant gitter koster kun 5.000 rubler. Gitteret er en genial enhed. På den ene side er + og - fra solpanelerne forbundet til den, og på den anden side tilsluttes den til absolut enhver stikkontakt i dit hjem ved hjælp af et almindeligt stik. Under drift tilpasser nettet sig til frekvensen i netværket og begynder at "pumpe" vekselstrøm (konverteret fra jævnstrøm) ind i dit 220 volt hjemmenetværk.

Nettet fungerer kun, når der er spænding i netværket og kan ikke betragtes som en reservestrømkilde. Dette er dens eneste ulempe. Og en kæmpe fordel ved en grid inverter er, at du stort set ikke har brug for batterier. Batterier er trods alt det svageste led i alternativ energi. Hvis det samme solpanel er garanteret at fungere i mere end 25 år (det vil sige, at det efter 25 år vil miste ca. 20% af sin ydeevne), så vil levetiden for et almindeligt bly-syrebatteri under lignende forhold være 3- 4 år. Gel- og AGM-batterier holder længere, op til 10 år, men de koster også 5 gange mere end konventionelle batterier.

Da jeg har strøm, har jeg ikke brug for batterier. Hvis du gør systemet autonomt, skal du tilføje yderligere 15-20 tusind rubler til budgettet for batteriet og controlleren til det.

Nu hvad angår elproduktion. Al energi genereret af solpaneler kommer ind i netværket i realtid. Hvis der er forbrugere af denne energi i huset, så vil alt det blive brugt op, og måleren ved indgangen til huset vil ikke "snurre". Hvis den øjeblikkelige produktion af elektricitet overstiger det, der forbruges i øjeblikket, vil al energien blive overført tilbage til netværket. Det vil sige, at tælleren "snurrer" i den modsatte retning. Men der er nuancer her.

For det første tæller mange moderne elektroniske målere strømmen, der passerer gennem dem uden at tage hensyn til dens retning (det vil sige, du betaler for elektriciteten, der sendes tilbage til netværket). Og for det andet tillader russisk lovgivning ikke private at sælge elektricitet. Dette er tilladt i Europa, og det er derfor, at hvert andet hus der er dækket af solpaneler, hvilket kombineret med høje nettariffer giver dig mulighed for virkelig at spare penge.

Hvad skal man lave i Rusland? Installer ikke solpaneler, der kan producere mere energi end det aktuelle daglige energiforbrug i huset. Det er af denne grund, at jeg kun har to paneler med en samlet effekt på 200 watt, som under hensyntagen til invertertab kan levere cirka 160-170 watt til netværket. Og mit hus forbruger konsekvent omkring 130-150 watt i timen døgnet rundt. Det vil sige, at al den energi, der genereres af solpaneler, med garanti vil blive forbrugt inde i huset.

For at styre den producerede og forbrugte energi bruger jeg Smappee. Jeg skrev allerede om ham sidste år. Den har to strømtransformere, som giver dig mulighed for at holde styr på både netværkets elektricitet og elektriciteten genereret af solpaneler.

Lad os starte med teori og gå videre til praksis.

Der findes mange solcelleanlægsberegnere på internettet, så du kan tage et kig på, hvad det er. Af mine indledende data følger det ifølge lommeregneren den gennemsnitlige årlige elproduktion af mine solpaneler vil være 0,66 kWh/dag, A samlet produktion for året - 239,9 kWh.

Disse data er til ideelle vejrforhold og tager ikke højde for tab ved konvertering af jævnstrøm til vekselstrøm (du skal ikke konvertere din husstands strømforsyning til jævnspænding?). I virkeligheden kan det resulterende tal sikkert divideres med to.

Lad os sammenligne med faktiske produktionsdata for året:

2015 - 5,84 kWh
oktober - 2,96 kWh (fra 10. oktober)
november - 1,5 kWh
december - 1,38 kWh
2016 - 111,7 kWh
januar - 0,75 kWh
februar - 5,28 kWh
marts - 8,61 kWh
april - 14 kWh
maj - 19,74 kWh
juni - 19,4 kWh
juli - 17,1 kWh
august - 17,53 kWh
september - 7,52 kWh
oktober - 1,81 kWh (indtil 10. oktober)

I alt: 117,5 kWh

Her er en graf over elproduktion og -forbrug i et landsted over de sidste 6 måneder (april-oktober 2016). Det var i april-august, at broderparten (mere end 70%) af den elektriske energi blev genereret af solpaneler. I de resterende måneder af året var produktionen umulig, primært på grund af overskyethed og sne. Nå, glem ikke, at nettets effektivitet til at konvertere jævnstrøm til vekselstrøm er cirka 60-65%.

Solpaneler installeres under næsten ideelle forhold. Retningen er strengt sydlig, der er ingen høje bygninger i nærheden, der kaster en skygge, installationsvinklen i forhold til horisonten er præcis 45 grader. Denne vinkel vil give den maksimale gennemsnitlige årlige elproduktion. Selvfølgelig var det muligt at købe en roterende mekanisme med et elektrisk drev og en solsporingsfunktion, men dette ville øge budgettet for hele installationen med næsten 2 gange, og derved skubbe tilbagebetalingsperioden til det uendelige.

Jeg har ingen spørgsmål om at generere solenergi på solrige dage. Det svarer fuldt ud til de beregnede. Og selv et fald i produktionen om vinteren, hvor solen ikke står højt over horisonten, ville ikke være så kritisk, hvis ikke for... overskyet. Overskyet er solcellernes største fjende. Her er timeoutput for to dage: 5. og 6. oktober 2016. Den 5. oktober skinnede solen, og den 6. oktober var himlen dækket af blyskyer. Sol, åh! Hvor gemmer du dig?

Om vinteren er der et andet lille problem - sne. Der er kun én måde at løse dette på: Installer panelerne næsten lodret. Eller ryd dem manuelt for sne hver dag. Men sne er noget pjat, det vigtigste er at solen skinner. Også selvom det er lavt over horisonten.

Så lad os beregne omkostningerne:

Grid inverter (300-500 watt) - 5.000 rubler
Monokrystallinsk solpanel (Grade A - højeste kvalitet) 2 stk, 100 watt hver - 14.800 rubler
Ledninger til tilslutning af solpaneler (tværsnit 6 mm2) - 700 rubler
I alt: 20.500 rubler.

I løbet af den seneste rapporteringsperiode blev der genereret 117,5 kWh, til den nuværende daglige takst (5,53 rubler/kWh) vil dette være 650 rubler.

Hvis vi antager, at omkostningerne ved nettariffer ikke vil ændre sig (faktisk ændres de op 2 gange om året), så Jeg vil først kunne returnere mine investeringer i alternativ energi efter 32 år!

Og hvis du tilføjer batterier, så vil hele dette system aldrig betale sig selv. Derfor kan solenergi i nærværelse af netelektricitet kun være gavnlig i ét tilfælde - når vores elektricitet koster det samme som i Europa. Hvis 1 kWh netværkselektricitet koster mere end 25 rubler, vil solpaneler være meget rentable.

I mellemtiden er det rentabelt kun at bruge solpaneler, hvor der ikke er netværkselektricitet, og implementeringen er for dyr. Lad os antage, at du har hans landsted, der ligger 3-5 km fra den nærmeste elektriske linje. Desuden er det højspænding (det vil sige, du skal installere en transformer), og du har ingen naboer (ingen at dele omkostningerne med). Det vil sige, at du skal betale cirka 500.000 rubler for at oprette forbindelse til netværket, og derefter skal du også betale netværkstakster. I dette tilfælde vil det være mere rentabelt for dig at købe solpaneler, en controller og batterier for dette beløb - når alt kommer til alt, efter at have sat systemet i drift, behøver du ikke længere at betale mere.

I mellemtiden er det værd at overveje solcelleanlæg udelukkende som en hobby.

En startup fra EPFL Innovation Park i Tyskland har opnået en imponerende succes for solcellesegmentet.

Ifølge oplysningerne offentliggjort af uddannelsesinstitutionens pressetjeneste lykkedes det et hold studerende fra Fraunhofer Institute, ledet af projektleder Laurent Coulot, at modernisere de teknologier, der bruges i rumsektoren, hvilket væsentligt reducerede produktionsomkostningerne og øgede effektiviteten af ​​solpaneler. Effektivitetsindikatorerne for prototypen af ​​det fremtidige massefotovoltaiske panel, som skaberne forventer vil forvandle til et serieprodukt efter at have løst teknologiske problemer og fundet investorer, er dobbelt så høj som industristandarden. Lad os huske på, at effektiviteten af ​​kommercielt tilgængelige solpaneler i de fleste tilfælde når 15-20%, hvilket er grænsen for de teknologier, der bruges i dag til at "fange" solstråler og efterfølgende omdanne denne energi til elektrisk energi. Resultaterne opnået under test af prototypepanelet viste effektiviteten af ​​elproduktion på niveauet 36,4%, hvilket i tilfælde af en overgang til masseproduktion af kilder til konvertering af solenergi til elektricitet vil gøre det muligt at opnå et fremragende tal på 30 -32 %.

Skaberne af en fundamentalt ny og ultraeffektiv type solcellebatteri talte om den teknik, de brugte til at øge effektiviteten af ​​batteriet, som EPFL-specialister brugte optiske linser til. Paneler, der bruges i rummet til at omdanne solenergi til elektricitet, er lavet ved hjælp af ultra-dyre materialer, der hjælper med at forbedre egenskaberne ved at "fange" solens stråler i specielle miniceller. Tyske specialister fra det uafhængige laboratorium fra Fraunhofer Institute anvendte det samme princip og minimerede arealet af et meget dyrt lag højtydende celler. I stedet for et lag af fotoceller lavet af dyre materialer "strakt" over hele panelets område, tog udviklerne et lille stykke højtydende celler og koncentrerede sig om det, alt det sollys, der ankom på overfladen af ​​elementet. Det øverste lag af batterioverfladen består af mikroskopiske linser monteret på en mekanisk basis, ved hjælp af små servomotorer til at flytte det fokuserede lys præcist ind på fotosubstratet, afhængigt af placeringen af ​​jordens stjerne.

Denne teknik sikrer maksimal energikonverteringseffektivitet i løbet af dagen, samtidig med at lave produktionsomkostninger opretholdes. Prisen for at producere dobbelt så effektive solceller efter etablering af masseproduktion af batterier baseret på principperne udviklet af EPFL-specialister vil overstige prisen på paneler, der er tilgængelige på markedet alene, med 10-15% med en 100% forøgelse af effektiviteten. Skaberne af løsningen, som er meget billig i sammenligning med prøver produceret til brug i rummet, er stadig tilbageholdende med at tale om tidspunktet for udgivelsen af ​​en lovende udvikling i masseskala, med henvisning til behovet for at udvikle det teknologiske grundlag for etablering af storskalaproduktion af billige at fremstille, men ekstremt effektive solpaneler med en effektivitet på 36%. Det forventes, at de første små prøver af sådanne elementer ikke vil dukke op tidligere end om 2-3 år, når produktionsomkostningerne for solcellepaneler vil være i stand til at sætte en ny prisrekord. I dag koster køb og installation af sådanne batterier i forstæder for at generere elektrisk energi "ud af den blå luft" mange gange mere end tilslutning til elnettet - det tager bogstaveligt talt årtier at betale for det dyre indkøb.

Af denne grund bliver "solplantager" med hundreder og tusinder af individuelle solceller, aktivt fremmet i Vesten, fortsat støttet af regeringsprogrammer for at stimulere den alternative energisektor. Kun ved at investere milliarder af dollars og euro i udviklingen af ​​dette område var Europa og USA i stand til at opnå imponerende og optimistiske økonomiske indikatorer, som på papiret ligner et reelt gennembrud inden for produktion af miljøvenlig elektricitet. Faktisk er hver Kilowatt genereret fra Solen meget dyrere end efterforskning, produktion og efterfølgende udvinding fra jordens dyb af kulbrinter, som fortsat danner grundlaget for global energi. Det eneste alternativ til "gratis" elektricitet er fortsat atomenergi, som EU og de fleste andre verdensmagter kategorisk har udelukket fra listen over tilgængelige elektricitetskilder. Årsagen er faren for en gentagelse af de tragiske begivenheder i 1986 og 2011 i det sovjetiske Tjernobyl og japanske Fukushima, hvor der blev registreret strålingsulykker på syvende niveau på International Nuclear Event Scale på atomkraftværker drevet af henholdsvis USSR og Japan .

Det er grunden til, at Vesten fortsat betragter solenergi som den mest lovende retning i at danne grundlaget for at skabe en "energireserve" for fremtidige generationer, som meget snart vil stå over for det fuldstændige fravær af let genindvindelige kulbrintereserver - olie, gas og kul. Allerede i dag kalder eksperter reserverne af energiressourcer placeret i en dybde, der er tilgængelig for moderne borerigge, for "tæt på udtømning", hvilket tvinger videnskabsmænd og forskere til energisk at udforske nye muligheder for at opretholde det nuværende niveau af elforbrug i den globale industri. Indtil videre er kun to områder potentielt gavnlige fra et teknologisk synspunkt - atomenergi og fotovoltaiske celler, som omdanner lyset fra den galaktiske stjerne, der "når" planetens overflade til den elektriske energi, der er nødvendig for menneskeliv. Den kunstige opgivelse af atomenergi efterlader vestlige magter, primært EU og USA, med kun én vej til yderligere udvikling og modernisering af deres egen energisektor.

Ifølge den administrerende direktør for opstarten EPFL, Florian Gerlich, vil batterierne skabt af tyske specialister reducere prisen på elektricitet produceret per kilowatt-time for forbrugerne til et acceptabelt niveau, når de køber et dyrt solpanel, selv uden regeringen tilskud, vil betale sig efter en kort driftsperiode. At øge effektiviteten til 36 % er et lovende gennembrud, der kan ryste det globale energisystem som en del af et globalt projekt for at finde de mest økonomisk og miljømæssigt gavnlige måder at generere elektricitet på. For eksempel flytter biler produceret af de største bilproducenter aktivt til sidstnævnte, hvoraf andelen med elektriske motorer installeret under hætten i 2030-2035 vil nå, ifølge foreløbige skøn fra eksperter, en seriøs 10-12% af hele køretøjsflåde på planeten. Dette vil også blive aktivt støttet af udviklingen af ​​videnskabsmænd, som i løbet af de sidste årtier har fortsat kæmpet for hver procent af effektiviteten af ​​elproduktion og opnået maksimalt tilladte værdier i kapløbet om "gratis" kilowatt.