Алтернативната енергија стана подостапна! Во 2018 година, можете да купите моќност од 150 W и напон од 12 V за околу 115 долари. Технологиите за производство на панели се совладуваат и усовршуваат, па веќе неколку години по ред постои тенденција на намалување на нивната цена. За максимално да ја искористите сончевата енергија, треба да составите домашна соларна централа. Професионалните компании нудат готови комплети и услуги за инсталирање на соларна инсталација. Од друга страна, постои поевтино решение - соларен панел „направи сам“.

Соларна батерија: што е тоа и како работи?

Соларен панел е збир на панели кои ја претвораат светлосната енергија, поврзани во одредено коло за да ги постигнат саканите електрични карактеристики: напон, струја и моќност. Секој панел е силиконски нафора со метализирани траги за поврзување со колото. Во готови решенија, тие се поврзани во фабриката, а инсталатерот треба да состави коло од неколку за да го обезбеди потребното напојување на објектот.

Принципот на работа се заснова на фотоелектричниот ефект. Со блескање светлина на силикон нема да постигнете ништо, па нечистотиите се внесуваат во структурата на нафората - се допингуваат. Како резултат на тоа, се појавува вишок на позитивни или негативни носители на полнеж, што зависи од видот на нечистотијата, се формираат P и N региони и pn спој - како наједноставната полупроводничка диода. Кога светлината ќе го погоди, на терминалите се формира фото-EMF. Сепак, напонот на диодата е прилично мал - околу половина волт. Затоа, има многу такви ќелии во еден соларен модул, а излезниот напон на батеријата како целина достигнува 12-24 V.

Стручно мислење

Алексеј Бартош

Специјалист за поправка и одржување на електрична опрема и индустриска електроника.

Поставете прашање до експерт

Ова е интересно: всушност, соларните панели од 12 волти имаат излезен напон од половина од тој, во зависност од количината на светлина. Под оптимални услови, може да достигне 18 V или повеќе - ова се нарекува точка на максимална моќност (сегментот на карактеристиката на струја-напон со најголем напон и струја). Индустриските дизајни обично се дизајнирани да работат со напон од 12 и 24 V; употребата на второто овозможува да се намалат струите на примарната страна на конверторот.

Бидејќи сончевата светлина не допира до нас околу часовникот, енергијата ќе се генерира само во текот на денот, а за да се користи електрична енергија ноќе, треба да се акумулира. Ова ќе бара батерии и контролер за полнење. Ако сакате да користите не само опрема од 12 волти, туку и вообичаени апарати за домаќинство од 220 V, потребен ви е и инвертер.

Принципот на работа на соларна батерија

Контролерите за полнење доаѓаат во различни типови:

• Вклучено исклучено.
• MPPT.

Потребен е инвертер за претворање на директен напон од 12 V во наизменичен напон од 110, 220, 380 итн. Обично тој е дизајниран за еден излезен напон.

Предности и недостатоци на овој тип на енергија

Секој енергетски сектор има силни и слаби страни. Предности на генерирање електрична енергија од сончева светлина:

• Не се користат фосилни, течни или гасовити горива.
• Нема фактори на загадување на животната средина.
• Сончевата светлина е бесплатен извор на енергија.

Но, имаше некои негативни страни:

• Цената на батериите, иако се намалува, сепак е на високо ниво.
• Во прилог на панели, потребни се батерии и конвертори.
• Период на созревање од 5 години.

Не заборавајте да го земете предвид траењето на батеријата и нивната периодична замена. Сончевата енергија не е толку евтина како што често се тврди. Меѓутоа, ако нема други опции, ова е соодветен метод за електрификација.

Најчести се поликристалните и монокристалните панели. Последните се поскапи бидејќи се направени од хомогени силициумски кристали и имаат поголема ефикасност (околу 15%). Поликристалите се произведуваат од рециклирани материјали, остатоци од производството на монокристали и производи од обработка на панели. Тие чинат околу 15% помалку, имаат малку помала ефикасност (8–12%), додека различни извори се согласуваат дека покажуваат подобри резултати при облачно или облачно време, така што разликата во цената не е секогаш оправдана. Аморфните батерии се ретки.

Како да разликувате поликристален од монокристален соларен панел?

Многу е едноставно, елементите на монокристалната структура имаат заоблени или сегментирани агли, а бојата на нејзината површина е униформа: од темно сина до црна. Поликристалните елементи имаат форма на правилни правоаголници, а нивната боја е хетерогена, малку iridescent: од сина до речиси црна, нејзината текстура нејасно наликува на камуфлажа.

Поликристални и монокристални модули на соларни ќелии

Избор и дизајн на локација

За поставување на панелите погоден е дел од просторот кој не е засенчен и осветлен од сончева светлина. Ако се прашувате за изградба на соларна централа, најверојатно живеете во приватна куќа или планирате да ја наелектризирате вашата дача. Еве список на места што се погодни за инсталирање батерии:

• Покрив на куќи и сместена.
• Празни простори на земја во дворот.
• Јужни ѕидови на згради.

Ако покривот има каква било структура во која покривот се наоѓа под агол на хоризонталата (фронтон, фински, итн.), панелите може да се постават директно на него. За поставување на хоризонтални и вертикални, потребна е метална конструкција за да се постави аголот на паѓање на сончевите зраци блиску до директно. Подобро е кога металната конструкција за вградување на ѕидови е изработена од алуминиум или други лесни легури за да се избегне непотребно оптоварување на основата и ѕидањето.

ВАЖНО! Ефикасноста на инсталацијата се намалува пропорционално на аголот на инциденца на светлината. Колку повеќе се разликува од 90 степени, толку помалку струја добивате.

Пример за дизајн на батерија. Главната работа е што таа најчесто гледа во сонцето

Дизајн

Потребно е правилно да се пресмета моќноста на панелите, инверторот и капацитетот на батеријата. За да го направите ова, треба да одлучите што ви треба? Ако како извор на резервна енергија, тогаш пресметајте колку време за резервна копија треба да обезбеди станицата и каква опрема ќе биде поврзана со резервната мрежа.

Ако ви треба главен извор на енергија, мора да пресметате колку време работи секој од вашите електрични апарати вкупно дневно, а потоа да го помножите бројот на часови со нивната моќност. Како резултат на тоа, ќе знаете колку kWh енергија трошат дневно. Потоа додадете 20-50% во резерва, т.е. помножете го бројот на kW/h со 1,2-1,5. Ако го поделите овој број со напонот на батеријата (12 или 24 V) ќе го добиете капацитетот (Ah).

Бројот на елементи на панелот се избира врз основа на нивната моќност и просечниот дневен број на часови кога сонцето сјае во вашите географски широчини. Односно, ако консумирате 1 kW/h дневно, а сончевиот ден трае во просек 10 часа, додека најсветлата светлина паѓа во рок од 4-5 часа, тоа значи:

каде што P е вкупната моќност на батеријата, W е потрошувачката на енергија, Hs е бројот на часови на сонце, k е коефициентот на максимална осветленост на светлината, т.е. ако од 10 часа сонцето сјае многу силно 4 часа, и остатокот од времето опаѓа, тогаш тоа е еднакво на 4/10 или 0,4.

Инверторот се избира врз основа на бројот на работна опрема. Во становите и куќите, на дистрибутивните панели се инсталирани влезни прекинувачи од 16 А, ова е приближно 3,5 kW, што значи дека ќе ви биде доволен инвертер со оваа моќност.

Последниот чекор е инсталација на целата инсталација. Најтешко е да се најде оптималниот агол на наклон на батеријата. Неопходно е експериментално да се определи аголот под кој сончевите зраци ќе бидат што е можно поблиску до нормална положба во најдолг временски период.

Инсталирање на соларен панел на покривот

Чекор-по-чекор процес на склопување

За да го изградите панелот ќе ви требаат:

• Алуминиумски агли.
• Иверица, лесонит или иверица.
• Заптивната смеса.
• Транспарентен заштитен слој (плексиглас или стакло со мала содржина на железо, калено).
• Соларни панели.
• Собирница за лемење SE (идеално) или жица со плетенка, жица.
• Кабел.
• Шрафцигер.
• Завртки за самопреслушување, агли и друг хардвер.
• Ножовка за метал.

Склопување рамка

Кога ќе одлучите каква големина треба да биде панелот, исечете шаблон од картон, поставете ги силиконските елементи на неа, оставајќи јаз од 3-5 мм меѓу нив. Силиконот е многу кревок материјал; оваа празнина е потребна за да се спречи пукање на наполитанките при загревање и ладење. Потоа пресечете го шаблонот во големина и започнете со склопување на алуминиумската рамка. Можете да ги споите деловите што се преклопуваат или од крај до крај, но за второто треба да го исечете материјалот на 45 степени; за ова е погодно да се користи кутија за митра. Не заборавајте да го залепите заштитното стакло пред да го монтирате панелот со соларни ќелии.

Плочи за лемење

На задниот дел на плочите се нанесува сребрен метален слој. Може да се калај со користење на киселински флукс. Калај жицата или автобусот однапред. Автобус е рамен проводник. Ако немате, можете да користите плетенка од кабел или тенка жица.

Плочи за лемење заедно

Следно, треба да нанесете флукс на металниот слој на силиконот со четка, извалкајте капка лемење со брзи движења на рачката за лемење, кога површината ќе стане порамномерна и сјајна - контактот е калај. Некои луѓе користат флукс молив. Не сум го пробал, но се чини дека е удобно да се работи со нив. Лем POS-61- Погоден за лемење. Поврзувањето на плочите во серија го зголемува излезниот напон, а поврзувањето на групи паралелно ја зголемува излезната струја.

1. Не се прегревајте! За да не се оштети плочата и контактот да не го држи рачката за лемење долго време, за ова ви треба рачка за лемење со моќност од 30 до 60 W, со врв кој е интензивен за топлина (т.е. подебел) .
2. Не се дели! Плочите се многу тенки и кревки. За време на лемењето, конечно ставете ги плочите на мек дебел картон, полистиренска пена, пенофол или партал. Ова ќе ја намали веројатноста за чипкање при притискање со рачка за лемење или превртување на елементите.

Дополнително, треба да инсталирате Шотки диода. Ако сакате да избегнете обратна струја од батеријата ноќе, тогаш може да се инсталира диода помеѓу батеријата и батеријата. Производителите воопшто не инсталираат диоди.

Задниот капак може да биде изработен од пластика, иверица и други лимови материјали. Дупчете дупки низ неговата област за циркулација на воздухот, додека треба да ги наполните сите електрични приклучоци со заптивната смеса за да избегнете корозија. По склопувањето, мора да се инсталира на потпорна стационарна структура. Подобро е да се обезбеди можност за прилагодување на аголот на наклон - ова ќе помогне да се постигне оптимална моќност во различни периоди од годината, прилагодувајќи ја положбата на сонцето.

Составување на домашен соларен панел

Соларни батерии од отпадни материјали

Ако не сакате да инвестирате многу пари во панели, но сте заинтересирани да пробате што можат тие да направат, можете сами да составите едноставен соларен панел од стари радио компоненти.

Транзисторска батерија

Транзистор за батерија со отсечено капаче

За склопување ви се потребни стари советски транзистори во железни куќишта, како што се KT819 или MP21-MP43 и слично. Нивното тело наликува на летечка чинија, чии две половини се поврзани една со друга, а шевот е навиен. За да го расклопите, иситнете го ременот и повлечете ги половините во различни насоки. Внатре ќе видите силиконски кристал со две електроди, ставете го под силна светлина и користете волтметар за да одредите кои краци имаат најголем напон меѓу нив. Моќноста на една домашна фотоелемент е мала, а напонот едвај достигнува 0,3–0,5 W; ќе ви требаат околу 30–40 парчиња за да ги постигнете саканите 12 W, додека струите ќе бидат мали.

Диодна батерија

Диоди D223B

Диодите од типот D223B произведуваат околу 0,35 V на светло сонце. Нивното тело е направено од стакло, но покриено со боја. За да се откачи, наполнете ги диодите со растворувач и оставете ги да отстојат неколку часа, по можност во топла, проветрена просторија, а потоа бојата може лесно да се отстрани. Па, тогаш ќе мора да ги залемете во батеријата, како што е опишано погоре, за да го постигнете саканиот напон и струја.

Панел со фолија

Можете да направите батерија користејќи бакарна фолија. За да го направите ова, треба да земете два листа со површина од 45 cm2, да ги исчистите од маснотии и оксиди со шкурка и да ги измиете во раствор за сапуница. Потоа треба да загреете еден од нив, на пример, на електричен шпорет (повеќе од киловат) додека не стане црвено-портокалова, а потоа бакарот почнува да поцрнува - ова е бакар оксид, држете уште 30 секунди. Исклучете го шпоретот и оставете сè да се излади непречено. На листот ќе се појави слој од црн оксид. Исплакнеме под проточна вода за да се оттргнат големи честички на оксид, треба да остане тенок филм, не можете механички да влијаете на површината - изгребете го, исчистете го и свиткајте го.

Ќе добиете еден лист со слој оксид, а вториот е чист, ставете ги во контејнер, отсеченото шише од 5 литри е совршено. Лист со оксид ќе биде „минус“ за нас, а чистиот ќе биде „плус“. Тие не треба да се допираат. Наполнете го садот со солен раствор (околу 1 лажица сол на 1 литар вода). На овој начин ќе добиете 1 соларна ќелија.

Видео:

Друг пример за склопување:

заклучоци

Соларните батерии се погодни за напојување, но периодот на враќање на средствата е прилично долг, па нивното користење како главен извор на енергија е прилично скапо. Домашните фотоелементи се од мала корист за практична употреба како извор на електрична енергија, но добро функционираат како светлосен сензор. Можете да ги користите уредите во различни кола за фотореле. Домашниот SES е одлична опција за резервно напојување; како главен влез, може да се користи само кога градинарската парцела се наоѓа во неелектрифицирана област.

Ги поздравуваме сите кои би сакале да поминат неколку минути добивајќи интересни информации!
Значи, уште еднаш го надополнивме магацинот со целосно нови производи. Бројот на нови производи не е толку голем, но каква бројка!
Со гордост ви ја претставуваме линијата на најефикасните и највпечатливите соларни панели на рускиот пазар - линијата Eclipse од фабриката Серафим, која е вклучена во рејтингот на најсигурните производители (Блумберг го додели статусот на Seraphim Solar TIER1 уште во 2015).

Два модели на соларни панели Серафим се достапни за нарачка:

• Монокристален панел Eclipse SRP-320-E01B
• Поликристален панел Eclipse SRP-290-E11B

Првиот модел е направен во големина на стандарден монокристален модул од 270 W и во исто време произведува 320 еколошки вати. Вториот модел одговара на големината на поликристален модул од 250 W, но ефикасноста на овој панел е 290 вати - повисока од онаа на класичната монокристална батерија со иста големина. Како постигнавте таква ефикасност? Многу едноставно и тешко во исто време! Нема трикови или шеговити: ќелиите во соларните панели Eclipse се поставени на таков начин што речиси целата површина на панелот е окупирана од силикон, а ефикасноста на целата батерија станува речиси еднаква на ефикасноста на силиконските ќелии што прават горе. Точно, ќелиите во соларните панели Seraphim Eclipse исто така не се сосема едноставни - тие се направени со помош на специјална технологија и всушност можат да се „залепат“ едни на други, што ги намалува загубите на внатрешните врски и исто така ја зголемува конечната моќност.

Всушност, во моментов, премиум монокристалната соларна батерија Seraphim SRP-320-E01B е најефикасната достапна на рускиот пазар.

Исто така, уште еден додаток е направен на полицата на моделите на соларни батерии што ги набавува нашата компанија: иновативна „транспарентна“ соларна батерија GP Solar GPDP-265W60Моќност од 265 вати:

Овој модел е сосема нова линија на соларни панели. Направен од два листа калено стакло, тенкиот и делумно проѕирен (во нашиот случај 10%) соларен панел е дефинитивен тренд во светот на сончевата енергија. Предвидувајќи, а можеби дури и очекувајќи го претстојниот налет на градежници и архитекти, како и обични корисници, ви го претставуваме овој нов производ. Транспарентните соларни панели се погодни за оние кои се заинтересирани не само за „утилитарната“ компонента на соларната централа, туку и за реализација на нивните креативни, естетски потреби. Пред една или две години, проѕирните панели беа само љубопитна новина на специјализираните изложби, но откако наиде на експлозивен интерес кај потрошувачите ширум светот, производите од Dual Glass се појавија кај секој производител што се почитуваше. Футуристичкиот дизајн јасно укажува на потребата да се користи во архитектонски елементи - на крајот на краиштата, да се биде до таков панел, иднината станува не само видлива, туку и опиплива.

Покрај нивната стандардна намена како атрибут на покриви и површини на земја, таквите панели можат да се користат како главна површина на ѕид, ограда, крошна, тие можат да станат одлична алтернатива на прозорското стакло или срцето на архитектонската композиција - ова прашање го оставаме на ваша дискреција. Имајте на ум дека јачината на овие панели е доволна за возрасен да стои удобно на нивната површина (носителката е 5400 Pa).

Се разбира, технологијата без рамка, која претходно добро се докажа во микроморфните модули Pramac и Hevel, во никој случај не е нова, но, во споредба со аналози, овие батерии се значително поефикасни. Густината на моќноста на транспарентните соларни ќелии GPSolar GPDP-265W60 е 16,11%, што е повеќе од 2 пати поголема од микроморфните соларни ќелии. Ова е непобитна предност кога се организира соларна централа на ограничен покрив или крошна област.
Меѓу другото, соларниот панел без рамка со два слоја стакло има подолг работен век, бидејќи, за разлика од традиционалните соларни панели со алуминиумска рамка, на него не влијае разликата помеѓу температурната деформација на алуминиумската рамка и стаклото (која над годините доведуваат до оштетување на структурата, особено во руски услови, каде соларните панели се предмет на големи температурни промени секоја година).

Што се однесува до монтажата на соларни панели без рамка, ниту со ова нема тешкотии. Нашата компанија долги години испорачува висококвалитетни батерии, за што одамна знаат инсталатерите на овој тип на батерии низ целата земја.

Неодамна, сончевата енергија се развива со толку брзо темпо

Во последно време, сончевата енергија се развива со толку брзо темпо што за 10 години, уделот на соларната електрична енергија во глобалното годишно производство на електрична енергија се зголеми од 0,02% во 2006 година на речиси еден процент во 2016 година.

Дам Солар Парк е најголемата соларна централа во светот. Моќност 850 мегавати.

Главниот материјал за соларните централи е силиконот, чии резерви на Земјата се практично неисцрпни. Еден проблем е што ефикасноста на силиконските соларни ќелии остава многу да се посакува. Најефикасните соларни панели имаат ефикасност не повеќе од 23%. А просечната стапка на ефикасност се движи од 16% до 18%. Затоа, истражувачите ширум светот вклучени во областа на соларни фотоволтаици работат на ослободување на сончевите фотоконвертори од сликата на снабдувач на скапа електрична енергија.

Се разви вистинска борба за создавање сончева суперќелија. Главните критериуми се високата ефикасност и ниската цена. Националната лабораторија за обновлива енергија (NREL) во САД дури периодично издава билтен кој ги одразува привремените резултати од оваа борба. И секоја епизода ги прикажува победниците и губитниците, аутсајдерите и почетниците кои случајно се вклучија во оваа трка.

Водач: соларна повеќеслојна ќелија

Овие конвертори на хелиум личат на сендвич од различни материјали, вклучувајќи перовскит, силициум и тенки филмови. Во овој случај, секој слој апсорбира светлина само со одредена бранова должина. Како резултат на тоа, овие повеќеслојни хелиумски ќелии, со еднаква работна површина, произведуваат значително повеќе енергија од другите.

Рекордна ефикасност на повеќеслојните фотоконвертори беше постигната на крајот на 2014 година од заеднички германско-француски истражувачки тим предводен од д-р Франк Димрот во Институтот за соларни енергетски системи Фраунхофер. Постигната е ефикасност од 46%. Оваа фантастична вредност на ефикасност беше потврдена со независна студија во NMIJ/AIST - најголемиот метролошки центар во Јапонија.

Повеќеслојни соларни ќелии. Ефикасност - 46%

Овие клетки се составени од четири слоја и леќа која ја концентрира сончевата светлина врз нив. Недостатоците вклучуваат присуство на германиум во структурата на подлогата, што малку ја зголемува цената на соларниот модул. Но, сите недостатоци на повеќеслојните ќелии на крајот може да се отстранат, а истражувачите се уверени дека во многу блиска иднина нивниот развој ќе ги напушти ѕидовите на лабораториите и ќе влезе во големиот свет.

Дебитант на годината - Perovskite

Сосема неочекувано во трката на лидери се вмеша новајлија - перовски. Перовскит е општо име за сите материјали кои имаат одредена кубна кристална структура. Иако перовскитите се познати долго време, истражувањата на соларни ќелии направени од овие материјали започнаа дури помеѓу 2006 и 2008 година. Првичните резултати беа разочарувачки: ефикасноста на фотоконвертерите на перовскит не надминува 2%. Во исто време, пресметките покажаа дека оваа бројка може да биде по ред поголема. Навистина, по серија успешни експерименти, корејските истражувачи во март 2016 година добија потврдена ефективност од 22%, што само по себе стана сензација.

Перовскит соларна ќелија

Предноста на перовскитните ќелии е што тие се попогодни за работа и полесни за производство од слични силиконски ќелии. Со масовно производство на фотоконвертори од перовскит, цената на еден вати електрична енергија би можела да достигне 0,10 долари. Но, експертите веруваат дека се додека перовскит хелиумските ќелии достигнат максимална ефикасност и почнат да се произведуваат во индустриски количини, цената на „силикон“ вати електрична енергија може значително да се намали и да достигне исто ниво од 0,10 долари.

Експериментално: квантни точки и органски соларни ќелии

Овој тип на соларни фотоконвертори се уште е во рана фаза на развој и сè уште не може да се смета за сериозен конкурент на постоечките хелиумски ќелии. Сепак, развивачот, Универзитетот во Торонто, тврди дека според теоретските пресметки, ефикасноста на соларните ќелии базирани на наночестички - квантни точки - ќе биде над 40%. Суштината на пронајдокот на канадските научници е дека наночестичките - квантни точки - можат да апсорбираат светлина во различни спектрални опсези. Со промена на големината на овие квантни точки, ќе може да се избере оптималниот опсег на работа на фотоконверторот.

Соларна ќелија базирана на квантни точки

А имајќи предвид дека овој нанослој може да се нанесе со прскање на кој било, вклучително и транспарентен супстрат, во практичната примена на ова откритие се видливи ветувачки изгледи. И иако денес лабораториите постигнаа стапка на ефикасност од само 11,5% при работа со квантни точки, никој не се сомнева во изгледите на оваа насока. И работата продолжува.

Соларен прозорец – нови соларни ќелии со 50% ефикасност

Компанијата Solar Window од Мериленд (САД) воведе револуционерна технологија „соларно стакло“ која радикално ги менува традиционалните идеи за соларните панели.

Претходно имаше извештаи за транспарентни технологии на хелиум, како и дека оваа компанија ветува значително зголемување на ефикасноста на соларните модули. И, како што покажаа неодамнешните настани, ова не беа само ветувања, туку 50% ефикасност - веќе не само теоретските задоволства на истражувачите на компанијата. Додека другите производители штотуку влегуваат на пазарот со поскромни резултати, Solar Window веќе ги претстави своите навистина револуционерни високотехнолошки достигнувања во областа на фотоволтаиците од хелиум.

Овие случувања го отвораат патот за производство на проѕирни соларни ќелии, кои имаат значително поголема ефикасност во споредба со традиционалните. Но, ова не е единствената предност на новите соларни модули од Мериленд. Новите хелиумски ќелии можат лесно да се прикачат на која било проѕирна површина (на пример, прозорци) и можат да работат во сенка или под вештачко осветлување. Поради нивната ниска цена, инвестициите за опремување на зграда со вакви модули можат сами да се исплатат во рок од една година. За споредба, периодот на враќање на традиционалните соларни панели се движи од пет до десет години, што е огромна разлика.

Соларни ќелии од компанијата Solar Window

Компанијата Solar Window објави некои детали за новата технологија за производство на соларни панели со толку висока ефикасност. Се разбира, главното знаење беше изоставено од равенката. Сите хелиумски клетки се направени првенствено од органски материјал. Слоевите на елементите се состојат од проѕирни проводници, јаглерод, водород, азот и кислород. Според компанијата, производството на овие соларни модули е толку еколошки што има 12 пати помало влијание врз животната средина од производството на традиционални модули со хелиум. Во текот на следните 28 месеци, првите проѕирни соларни панели ќе бидат поставени во некои згради, училишта, канцеларии и облакодери.

Ако зборуваме за изгледите за развој на хелиумски фотоволтаици, многу е веројатно дека традиционалните силиконски соларни ќелии можат да станат минато, давајќи им место на високоефикасни, лесни, мултифункционални елементи кои отвораат најшироки хоризонти за енергијата на хелиумот. објавено

Време е да се зборува за тоа колку е ефективна сончевата енергија во московскиот регион. Цела година собирав статистика за производство на сончева енергија од два соларни панели од 100 вати инсталирани на покривот на селска куќа и поврзани на мрежата со помош на мрежен инвертер. Веќе пишував за ова пред една година. И сега е време да се направи сметка.

Сега ќе научите нешто што продавачите на соларни панели никогаш нема да ви го кажат.

Пред точно една година, во октомври 2015 година, како експеримент решив да влезам во редовите на „зелените“ кои ја спасуваат нашата планета од прерана смрт и купив соларни панели со максимална моќност од 200 вати и мрежен инвертер наменет за максимум 300 (500) вати генерирана моќност . На фотографијата можете да ја видите структурата на поликристалниот панел од 200 вати, но неколку дена по купувањето стана јасно дека во една конфигурација беше премногу низок напон, недоволно за правилно функционирање на мојот мрежен инвертер.

Затоа морав да го сменам на два монокристални панели од 100 вати. Теоретски би требало да бидат малку поефикасни, но во реалноста се само поскапи. Станува збор за висококвалитетни панели од рускиот бренд Sunways. Платив 14.800 рубли за два панели.

Втората ставка на трошоците е мрежен инвертер од кинеско производство. Производителот на никаков начин не се идентификуваше, но уредот е изработен со висок квалитет, а еден отвор покажа дека внатрешните компоненти се дизајнирани за моќност до 500 вати (наместо 300 напишани на куќиштето). Таквата мрежа чини само 5.000 рубли. Решетката е генијален уред. Од една страна, + и - од соларните панели се поврзани со него, а од друга страна, тој е поврзан со апсолутно секој штекер во вашиот дом користејќи обичен електричен приклучок. За време на работата, мрежата се прилагодува на фреквенцијата во мрежата и почнува да „пумпа“ наизменична струја (претворена од директна струја) во вашата домашна мрежа од 220 волти.

Мрежата работи само кога има напон во мрежата и не може да се смета како резервен извор на енергија. Ова е нејзиниот единствен недостаток. А огромна предност на мрежниот инвертер е тоа што во основа не ви требаат батерии. На крајот на краиштата, батериите се најслабата алка во алтернативната енергија. Ако истиот соларен панел е загарантиран да работи повеќе од 25 години (односно, по 25 години ќе изгуби приближно 20% од своите перформанси), тогаш работниот век на обична оловно-киселинска батерија под слични услови ќе биде 3- 4 години. Гел и AGM батериите ќе траат подолго, до 10 години, но чинат и 5 пати повеќе од конвенционалните батерии.

Бидејќи имам електрична енергија, не ми требаат батерии. Ако го направите системот автономен, тогаш треба да додадете уште 15-20 илјади рубли во буџетот за батеријата и контролорот за неа.

Сега, што се однесува до производството на електрична енергија. Целата енергија генерирана од соларни панели влегува во мрежата во реално време. Ако има потрошувачи на оваа енергија во куќата, тогаш сето тоа ќе се потроши, а мерачот на влезот во куќата нема да се „врти“. Доколку моменталното производство на електрична енергија ја надмине потрошената моментално, тогаш целата енергија ќе се префрли назад во мрежата. Тоа е, бројачот ќе се „врти“ во спротивна насока. Но, тука има нијанси.

Прво, многу современи електронски броила ја бројат струјата што минува низ нив без да ја земат предвид нејзината насока (односно, ќе плаќате за електричната енергија испратена назад во мрежата). И второ, руското законодавство не дозволува приватни лица да продаваат електрична енергија. Ова е дозволено во Европа и затоа секоја втора куќа таму е покриена со соларни панели, што во комбинација со високите мрежни тарифи ви овозможува навистина да заштедите пари.

Што да се прави во Русија? Не поставувајте соларни панели кои можат да произведат повеќе енергија од моменталната дневна потрошувачка на енергија во куќата. Поради оваа причина имам само два панели со вкупна моќност од 200 вати, кои, земајќи ги предвид загубите на инвертерот, можат да обезбедат приближно 160-170 вати на мрежата. И мојата куќа постојано троши околу 130-150 вати на час деноноќно. Односно, целата енергија генерирана од соларните панели ќе биде загарантирана да се троши внатре во куќата.

За да ја контролирам произведената и потрошената енергија, користам Smappee. Веќе пишував за него минатата година. Има два струјни трансформатори, кои ви овозможуваат да ја следите и електричната енергија на мрежата и електричната енергија произведена од соларни панели.

Да почнеме со теорија и да преминеме на пракса.

На интернет има многу калкулатори за соларни централи, па можете да погледнете што е тоа. Од моите првични податоци, според калкулаторот, произлегува дека просечното годишно производство на електрична енергија на моите соларни панели ќе биде 0,66 kWh/ден, А вкупното производство за годината - 239,9 kWh.

Овој податок е за идеални временски услови и не ги зема предвид загубите за претворање на еднонасочна струја во наизменична струја (нема да го претворите напојувањето на вашето домаќинство во директен напон?). Во реалноста, добиената бројка може безбедно да се подели на два.

Да се ​​споредиме со фактичките податоци за производство за годината:

2015 - 5,84 kWh
Октомври - 2,96 kWh (од 10 октомври)
ноември - 1,5 kWh
декември - 1,38 kWh
2016 - 111,7 kWh
јануари - 0,75 kWh
февруари - 5,28 kWh
Март - 8,61 kWh
април - 14 kWh
мај - 19,74 kWh
Јуни - 19,4 kWh
јули - 17,1 kWh
август - 17,53 kWh
Септември - 7,52 kWh
Октомври - 1,81 kWh (до 10 октомври)

Вкупно: 117,5 kWh

Еве графикон за производство и потрошувачка на електрична енергија во селска куќа во последните 6 месеци (април-октомври 2016 година). Во текот на април-август, лавовскиот дел (повеќе од 70%) од електричната енергија беше генериран од соларни панели. Во преостанатите месеци од годината производството беше невозможно главно поради облачност и снег. Па, не заборавајте дека ефикасноста на мрежата за претворање на директна струја во наизменична струја е приближно 60-65%.

Соларните панели се инсталирани во речиси идеални услови. Насоката е строго на југ, во близина нема високи згради кои фрлаат сенка, аголот на инсталација во однос на хоризонтот е точно 45 степени. Овој агол ќе го даде максималното просечно годишно производство на електрична енергија. Се разбира, беше можно да се купи ротационен механизам со електричен погон и функција за следење сонце, но ова ќе го зголеми буџетот на целата инсталација за скоро 2 пати, а со тоа ќе го врати периодот на враќање назад до бесконечност.

Немам прашања за генерирање сончева енергија во сончеви денови. Целосно одговара на пресметаните. Па дури и намалувањето на производството во зима, кога сонцето не изгрева високо над хоризонтот, не би било толку критично ако не... облачноста. Облачноста е главниот непријател на фотоволтаиците. Еве го часовното производство за два дена: 5 и 6 октомври 2016 година. На 5 октомври сонцето сјаеше, а на 6 октомври небото беше покриено со оловни облаци. Сонце, ох! Каде се криеш?

Во зима има уште еден мал проблем - снегот. Постои само еден начин да се реши ова: инсталирајте ги панелите речиси вертикално. Или рачно исчистете ги од снег секој ден. Но, снегот е глупост, главната работа е што сонцето сјае. Дури и ако е ниско над хоризонтот.

Значи, да ги пресметаме трошоците:

Мрежен инвертер (300-500 вати) - 5.000 рубли
Монокристален соларен панел (Одделение А - највисок квалитет) 2 парчиња, по 100 вати - 14.800 рубли
Жици за поврзување на соларни панели (пресек 6 mm2) - 700 рубли
Вкупно: 20.500 рубли.

Во текот на изминатиот период на известување, генерирани се 117,5 kWh, според сегашната дневна тарифа (5,53 рубли/kWh) тоа ќе биде 650 рубли.

Ако претпоставиме дека цената на мрежните тарифи нема да се промени (всушност, тие се менуваат нагоре 2 пати годишно), тогаш Инвестициите во алтернативна енергија ќе можам да ги вратам дури по 32 години!

И ако додадете батерии, тогаш целиот овој систем никогаш нема да се исплати. Затоа, сончевата енергија во присуство на мрежна електрична енергија може да биде корисна само во еден случај - кога нашата струја чини исто како во Европа. Ако 1 kWh мрежна електрична енергија чини повеќе од 25 рубли, тогаш соларните панели ќе бидат многу профитабилни.

Во меѓувреме, исплатливо е да се користат соларни панели само таму каде што нема мрежна електрична енергија, а неговата имплементација е прескапа. Да претпоставиме дека ја имате неговата селска куќа, која се наоѓа на 3-5 километри од најблиската електрична линија. Згора на тоа, тој е висок напон (односно, ќе треба да инсталирате трансформатор), а немате соседи (со кого да ги споделите трошоците). Односно, ќе треба да платите приближно 500.000 рубли за да се поврзете на мрежата, а после тоа ќе треба да платите и мрежни тарифи. Во овој случај, ќе ви биде попрофитабилно да купите соларни панели, контролер и батерии за оваа сума - на крајот на краиштата, откако ќе го ставите системот во функција, веќе нема да треба да плаќате повеќе.

Во меѓувреме, вреди да се размислува за фотоволтаици исклучиво како хоби.

Стартап од EPFL Innovation Park во Германија постигна импресивен успех за фотоволтаичниот сегмент.

Според информациите објавени од прес-службата на образовната институција, тим од студенти од Институтот Фраунхофер, предводен од водачот на проектот Лоран Куло, успеале да ги модернизираат технологиите што се користат во вселенскиот сектор, значително намалувајќи ги трошоците за производство и зголемување на ефикасност на соларни панели. Показателите за ефикасност на прототипот на идниот масовен фотоволтаичен панел, кој креаторите очекуваат да го претворат во сериски производ по решавањето на технолошките проблеми и пронаоѓањето на инвеститори, се двојно повеќе од стандардот во индустријата. Да потсетиме дека ефикасноста на комерцијално достапните соларни панели во повеќето случаи достигнува 15-20%, што е граница за технологиите што се користат денес за „фаќање“ на сончевите зраци и последователно претворање на оваа енергија во електрична енергија. Резултатите добиени при тестирањето на прототип панелот покажаа ефикасност на производството на електрична енергија на ниво од 36,4%, што, во случај на премин кон масовно производство на извори за претворање на сончевата енергија во електрична енергија, ќе овозможи да се постигне извонредна бројка од 30 -32%.

Креаторите на фундаментално нов и ултра ефикасен тип на соларна батерија зборуваа за техниката што ја користеле за да ја зголемат ефикасноста на батеријата, за што специјалистите на EPFL користеле оптички леќи. Панелите што се користат во вселената за претворање на сончевата енергија во електрична енергија се направени со користење на ултра скапи материјали кои помагаат да се подобрат својствата на „фаќање“ на сончевите зраци во специјални мини ќелии. Германските специјалисти од независната лабораторија на Институтот Фраунхофер го примениле истиот принцип, минимизирајќи ја површината на многу скап слој на ќелии со високи перформанси. Наместо слој од фотоелементи направени од скапи материјали „испружени“ на целата површина на панелот, програмерите зеле мало парче ќелии со високи перформанси, концентрирајќи ја на него целата сончева светлина што пристигнува на површината на елементот. Горниот слој на површината на батеријата се состои од микроскопски леќи монтирани на механичка основа, со помош на мали сервомотори за префрлање на фокусираната светлина прецизно на фото-подлогата, во зависност од локацијата на ѕвездата на Земјата.

Оваа техника обезбедува максимална ефикасност на конверзија на енергија во текот на денот, додека одржува ниски трошоци за производство. Цената за производство на двојно поефикасни соларни ќелии по воспоставување на масовно производство на батерии врз основа на принципите развиени од специјалисти EPFL ќе ја надмине цената на панелите достапни само на пазарот за 10-15% со 100% зголемување на ефикасноста. Креаторите на решението, кое е многу евтино во споредба со примероците произведени за употреба во вселената, сè уште не сакаат да зборуваат за времето на објавување на ветувачки развој во масовно ниво, наведувајќи ја потребата од развој на технолошка основа за воспоставување големо производство на евтини за производство, но исклучително ефикасни соларни панели со ефикасност од 36%. Се очекува дека првите мали примероци на такви елементи ќе се појават не порано од 2-3 години, кога трошоците за производство на фотоволтаични панели ќе можат да постават нов ценовен рекорд. Денес, купувањето и инсталирањето на такви батерии во приградските области за производство на електрична енергија „од тенок воздух“ чини многу пати повеќе од поврзувањето со електричната мрежа - буквално потребни се децении за да се плати скапото купување.

Поради оваа причина, „соларни плантажи“ од стотици и илјадници индивидуални соларни ќелии, активно промовирани на Запад, продолжуваат да се субвенционираат од владините програми за стимулирање на алтернативниот енергетски сектор. Само со инвестирање милијарди долари и евра во развојот на оваа област, Европа и САД успеаја да постигнат импресивни и оптимистички економски показатели, кои на хартија изгледаат како вистински пробив на полето на производство на еколошка електрична енергија. Всушност, секој киловат генериран од Сонцето е многу поскап од истражувањето, производството и последователното извлекување од длабочините на земјата на јаглеводороди, кои продолжуваат да ја формираат основата на глобалната енергија. Единствената алтернатива на „бесплатната“ електрична енергија останува нуклеарната енергија, која Европската унија и повеќето други светски сили категорично ја исклучија од листата на достапни извори на електрична енергија. Причината е опасноста од повторување на трагичните настани од 1986 и 2011 година во советскиот Чернобил и јапонската Фукушима, кога радијационите несреќи од седмото ниво на Меѓународната скала на нуклеарни настани беа забележани во нуклеарните централи управувани од СССР и Јапонија, соодветно. .

Затоа Западот продолжува да ја смета сончевата енергија како најперспективна насока во формирањето на основата за создавање „енергетска резерва“ за идните генерации, кои многу брзо ќе мора да се соочат со целосно отсуство на резерви на јаглеводороди кои лесно се обновуваат - нафта, гас и јаглен. Веќе денес, експертите ги нарекуваат резервите на енергетски ресурси лоцирани на длабочина достапна за модерните апарати за дупчење „блиску до исцрпување“, што ги принудува научниците и истражувачите енергично да истражуваат нови опции за одржување на сегашното ниво на потрошувачка на електрична енергија од глобалната индустрија. Досега, само две области остануваат потенцијално корисни од технолошка гледна точка - нуклеарната енергија и фотоволтаичните ќелии, кои ја претвораат светлината на галактичката ѕвезда што „достига“ до површината на планетата во електрична енергија неопходна за човечкиот живот. Вештачкото напуштање на нуклеарната енергија им остава на западните сили, првенствено на Европската унија и на Соединетите Американски Држави, само еден пат за понатамошен развој и модернизација на сопствениот енергетски сектор.

Според главниот оперативен директор на стартапот EPFL, Флоријан Герлих, батериите создадени од германски специјалисти ќе ја намалат цената на електричната енергија произведена по киловат-час за потрошувачите на прифатливо ниво, при купување на скап соларен панел, дури и без владата субвенциите, ќе се исплатат по краток период на работа. Зголемувањето на ефикасноста до 36% е ветувачки пробив што може да го разниша глобалниот енергетски систем како дел од глобален проект за изнаоѓање на финансиски и еколошки најкорисните начини за производство на електрична енергија. На пример, автомобилите произведени од најголемите производители на автомобили активно се движат кон второто, чиј удел со електричните мотори инсталирани под хаубата до 2030-2035 година ќе достигне, според прелиминарните проценки на експертите, сериозни 10-12% од целата возен парк на планетата. Ова активно ќе биде поддржано и од развојот на научниците кои во изминатите децении продолжија да се борат за секој процент од ефикасноста на производството на електрична енергија, постигнувајќи максимално дозволени вредности во трката за „бесплатни“ киловати.