Alternativ energi er blitt mer tilgjengelig! I 2018 kan du kjøpe en effekt på 150 W og en spenning på 12 V for omtrent $115. Panelproduksjonsteknologier mestres og forbedres, så i flere år på rad har det vært en tendens til at kostnadene deres har gått ned. For å bruke solens energi til det fulle, må du sette sammen et hjemmesolcelleanlegg. Profesjonelle selskaper tilbyr ferdige sett og tjenester for installasjon av en solcelleinstallasjon. På den annen side finnes det en rimeligere løsning – et gjør-det-selv solcellepanel.

Solbatteri: hva er det og hvordan fungerer det?

Et solcellepanel er et sett med paneler som konverterer lysenergi, koblet i en bestemt krets for å oppnå de ønskede elektriske egenskapene: spenning, strøm og effekt. Hvert panel er en silisiumplate med metalliserte spor for tilkobling til kretsen. I ferdige løsninger kobles de på fabrikken, og installatøren må sette sammen en krets fra flere for å sikre nødvendig strømforsyning til anlegget.

Driftsprinsippet er basert på den fotoelektriske effekten. Ved å skinne lys på silisium vil du ikke oppnå noe, så urenheter blir introdusert i strukturen til waferen - de er dopet. Som et resultat oppstår et overskudd av positive eller negative ladningsbærere, som avhenger av typen urenhet, P- og N-regioner og et pn-kryss dannes - som den enkleste halvlederdioden. Når lys treffer det, dannes en foto-EMF ved terminalene. Imidlertid er diodespenningen ganske liten - omtrent en halv volt. Derfor er det mange slike celler i en solcellemodul, og utgangsspenningen til batteriet som helhet når 12–24 V.

Ekspertuttalelse

Alexey Bartosh

Spesialist på reparasjon og vedlikehold av elektrisk utstyr og industriell elektronikk.

Still et spørsmål til en ekspert

Dette er interessant: Faktisk har 12-volts solcellepaneler en utgangsspenning på det halve, avhengig av lysmengden. Under optimale forhold kan den nå 18 V eller mer - dette kalles punktet for maksimal effekt (segmentet av strømspenningskarakteristikken med høyest spenning og strøm). Industrielle design er vanligvis designet for å fungere med spenninger på 12 og 24 V; bruken av sistnevnte gjør det mulig å redusere strømmer på primærsiden av omformeren.

Siden sollys ikke når oss hele døgnet, vil energi kun genereres i løpet av dagen; for å bruke strøm om natten, må den akkumuleres. Dette vil kreve batterier og en kontroller for å lade dem. Skal du bruke ikke bare 12-voltsutstyr, men også de vanlige 220 V-husholdningsapparatene, trenger du også en omformer.

Prinsippet for drift av et solcellebatteri

Ladekontrollere kommer i forskjellige typer:

• På av.
• MPPT.

En omformer er nødvendig for å konvertere en likespenning på 12 V til en vekselspenning på 110, 220, 380 osv. Vanligvis er den designet for én utgangsspenning.

Fordeler og ulemper med denne typen energi

Hver energisektor har styrker og svakheter. Fordeler med å generere strøm fra sollys:

• Det brukes ikke fossilt, flytende eller gassformig brensel.
• Det er ingen miljøforurensningsfaktorer.
• Sollys er en gratis kilde til energi.

Men det var noen ulemper:

• Prisen på batterier er fortsatt på et høyt nivå, selv om de synker.
• I tillegg til paneler trengs batterier og omformere.
• Tilbakebetalingstid fra 5 år.

Ikke glem å ta hensyn til batterilevetiden og deres periodiske utskifting. Solenergi er ikke så billig som det ofte hevdes. Men hvis det ikke er andre alternativer, er dette en passende metode for elektrifisering.

De vanligste er polykrystallinske og monokrystallinske paneler. Sistnevnte er dyrere fordi de er laget av homogene silisiumkrystaller og har høyere effektivitet (ca. 15%). Polykrystaller produseres av resirkulerte materialer, rester fra produksjon av enkeltkrystaller og panelbehandlingsprodukter. De koster omtrent 15 % mindre, har litt lavere effektivitet (8–12 %), mens ulike kilder er enige om at de viser bedre resultater i overskyet eller overskyet vær, så forskjellen i pris er ikke alltid berettiget. Amorfe batterier er sjeldne.

Hvordan skille et polykrystallinsk fra et monokrystallinsk solcellepanel?

Det er veldig enkelt, elementene i en monokrystallinsk struktur har avrundede eller segmenterte hjørner, og fargen på overflaten er ensartet: fra mørk blå til svart. Polykrystallinske elementer har form av vanlige rektangler, og fargen deres er heterogen, litt iriserende: fra blå til nesten svart, dens tekstur ligner vagt på kamuflasje.

Polykrystallinske og monokrystallinske solcellemoduler

Områdevalg og design

For montering av panelene er en del av rommet som ikke er i skygge og opplyst av sollys egnet. Hvis du lurer på å bygge et solkraftverk, bor du mest sannsynlig i et privat hus eller planlegger å elektrifisere dachaen din. Her er en liste over steder som er egnet for å installere batterier:

• Tak på hus og uthus.
• Tomme plasser på bakken i gården.
• Sørlige vegger av bygninger.

Hvis taket har noen struktur der taket er plassert i en vinkel til horisontalen (gavl, finsk, etc.), kan panelene legges direkte på det. For installasjon på horisontal og vertikal, er det nødvendig med en metallstruktur for å sette innfallsvinkelen til solstrålene nær direkte. Det er bedre når metallstrukturen for montering på vegger er laget av aluminium eller andre lette legeringer for å unngå unødvendig belastning på fundament og murverk.

VIKTIG! Effektiviteten til installasjonen avtar proporsjonalt med lysets innfallsvinkel. Jo mer det skiller seg fra 90 grader, jo mindre strøm får du.

Eksempel på batteridesign. Hovedsaken er at hun oftest ser på solen

Design

Det er nødvendig å beregne kraften til panelene, omformeren og batterikapasiteten riktig. For å gjøre dette, må du bestemme hva du trenger? Hvis som en kilde til reservekraft, så beregn hvor mye backuptid stasjonen skal gi, og hvilket utstyr som skal kobles til backupnettverket.

Hvis du trenger en hovedenergikilde, må du beregne hvor mye tid hvert av dine elektriske apparater går totalt per dag, og deretter multiplisere antall timer med effekten. Som et resultat vil du vite hvor mye kWh energi de bruker per dag. Legg så til 20–50 % i reserve, dvs. multipliser antall kW/t med 1,2–1,5. Hvis du deler dette tallet på batterispenningen (12 eller 24 V) får du kapasiteten (Ah).

Antall panelelementer velges basert på deres kraft og gjennomsnittlig daglig antall timer når solen skinner på dine breddegrader. Det vil si at hvis du bruker 1 kW/t per dag, og en solrik dag varer i gjennomsnitt 10 timer, mens det sterkeste lyset faller innen 4–5 timer, betyr det:

hvor P er den totale effekten til batteriet, W er strømforbruket, Hs er antall solskinnstimer, k er koeffisienten for maksimal lysstyrke, det vil si hvis av 10 timer solen skinner veldig sterkt i 4 timer, og resten av tiden går ned, så er den lik 4/10 eller 0,4.

Omformeren velges basert på antall driftsutstyr. I leiligheter og hus er det installert 16 A inngående effektbrytere på distribusjonstavler, dette er ca 3,5 kW, noe som betyr at en inverter med denne effekten vil være nok for deg.

Det siste trinnet er installasjon av hele installasjonen. Det vanskeligste er å finne den optimale helningsvinkelen til batteriet. Det er nødvendig å eksperimentelt bestemme vinkelen der solstrålene vil være så nært som mulig til en vinkelrett posisjon i det lengste tidsrommet.

Montering av solcellepanel på taket

Trinn-for-trinn monteringsprosess

For å bygge panelet trenger du:

• Aluminiums hjørner.
• Kryssfiner, fiberplater eller sponplater.
• Tetningsmiddel.
• Transparent beskyttende belegg (plexiglass eller glass med lavt jerninnhold, herdet).
• Solcellepaneler.
• Samleskinne for lodding SE (ideelt) eller flettet ledning, ledning.
• Kabel.
• Skrujern.
• Selvskruende skruer, hjørner og annen maskinvare.
• Hacksag for metall.

Rammemontering

Når du har bestemt deg for hvilken størrelse panelet skal ha, kutt ut en mal fra papp, legg silisiumelementene på den, la det være et gap på 3-5 mm mellom dem. Silisium er et svært skjørt materiale; dette gapet er nødvendig for å forhindre at skivene sprekker under oppvarming og avkjøling. Kutt deretter malen til størrelse og begynn å montere aluminiumsrammen. Du kan slå sammen delene som overlapper eller ende-til-ende, men for sistnevnte må du kutte materialet ved 45 grader; for dette er det praktisk å bruke en gjæringsboks. Ikke glem å lime beskyttelsesglasset før du monterer panelet med solceller.

Loddeplater

Et sølvmetalllag påføres baksiden av platene. Det kan være fortinning med sur fluss. Tinn ledningen eller bussen på forhånd. En buss er en flat konduktør. Hvis du ikke har en, kan du bruke en kabelflette eller tynn ledning.

Lodde plater sammen

Deretter må du påføre fluss på metalllaget på silisiumet med en børste, smøre en dråpe lodde med raske bevegelser av loddebolten, når overflaten blir mer jevn og skinnende - kontakten er fortinnet. Noen bruker en fluxblyant. Jeg har ikke prøvd det, men de ser ut til å være behagelige å jobbe med. Lodd POS-61- Egnet for lodding. Seriekobling av plater øker utgangsspenningen, parallellkobling av grupper øker utgangsstrømmen.

1. Ikke overopphetes! For ikke å skade platen og kontakten bør ikke holdes i lang tid av loddebolten, for dette trenger du en loddebolt med en effekt på 30 til 60 W, med en varmeintensiv spiss (dvs. tykkere) .
2. Ikke del! Platene er veldig tynne og skjøre. Under lodding legger du til slutt platene på myk tykk papp, polystyrenskum, penofol eller en fille. Dette vil redusere sannsynligheten for flis når du presser med loddebolt eller snur elementer.

I tillegg må du installere en Schottky-diode. Hvis du vil unngå omvendt strøm fra batteriet om natten, kan det monteres en diode mellom batteriet og batteriet. Produsenter installerer ikke dioder i det hele tatt.

Bakdekselet kan være laget av plast, kryssfiner og andre platematerialer. Bor hull over området for luftsirkulasjon, mens du må fylle alle elektriske koblinger med tetningsmiddel for å unngå korrosjon. Etter montering må den installeres på en støttende stasjonær struktur. Det er bedre å gi muligheten til å justere helningsvinkelen - dette vil bidra til å oppnå optimal kraft på forskjellige tider av året, justere posisjonen til solen.

Montering av et hjemmelaget solcellepanel

Solcellebatterier fra skrapmaterialer

Hvis du ikke vil investere mye penger i paneler, men du er interessert i å prøve hva de kan gjøre, kan du selv sette sammen et enkelt solcellepanel av gamle radiokomponenter.

Transistor batteri

Transistor for batteri med avsaget hette

For montering trenger du gamle sovjetiske transistorer i jernkasser, som KT819 eller MP21-MP43 og lignende. Kroppen deres ligner en flygende tallerken, hvis to halvdeler er koblet til hverandre, og sømmen er rullet opp. For å demontere, slip av beltet og trekk halvdelene i forskjellige retninger. Inni vil du se en silisiumkrystall med to elektroder, plasser den under et sterkt lys og bruk et voltmeter for å finne ut hvilke ben som har høyest spenning mellom seg. Kraften til en hjemmelaget fotocelle er liten, og spenningen når knapt 0,3–0,5 W; du trenger omtrent 30–40 stykker for å oppnå ønsket 12 W, mens strømmene vil være små.

Diode batteri

Dioder D223B

Dioder av typen D223B produserer ca. 0,35 V i sterk sol. Kroppen deres er laget av glass, men dekket med maling. For å få det til å løsne fyller du diodene med løsemiddel og lar dem sitte i et par timer, gjerne i et varmt, ventilert rom, så kan malingen enkelt fjernes. Vel, da må du lodde dem inn i batteriet, som beskrevet ovenfor, for å oppnå ønsket spenning og strøm.

Foliepanel

Du kan lage et batteri ved hjelp av kobberfolie. For å gjøre dette må du ta to ark med et areal på 45 cm2, rengjøre dem fra fett og oksider med sandpapir og vaske dem i en såpeløsning. Deretter må du varme opp en av dem, for eksempel på en elektrisk komfyr (mer enn en kilowatt) til den blir rød-oransje, så begynner kobberet å bli svart - dette er kobberoksid, hold i ytterligere 30 sekunder. Slå av komfyren og la alt avkjøles jevnt. Et lag med svart oksid vil vises på arket. Vi skyller under rennende vann slik at store partikler av oksid kommer av, en tynn film skal forbli, du kan ikke mekanisk påvirke overflaten - skrape den, rengjør den og bøy den.

Du vil få ett ark med et lag oksid, og det andre er rent, legg dem i en beholder, en avskåret 5-liters flaske er perfekt. Et ark med oksid vil være et "minus" for oss, og et rent vil være et "pluss". De skal ikke røre. Fyll beholderen med saltvann (ca. 1 ss salt per 1 liter vann). På denne måten får du 1 solcelle.

Video:

Et annet monteringseksempel:

konklusjoner

Solbatterier er egnet for strømforsyning, men tilbakebetalingstiden for enhetene er ganske lang, så det er ganske dyrt å bruke dem som hovedstrømkilde. Hjemmelagde fotoceller er lite nyttige til praktisk bruk som strømkilde, men de fungerer godt som lyssensor. Du kan bruke enhetene i forskjellige fotorelékretser. En hjemme-SES er et utmerket alternativ for reservestrømforsyning; som hovedinngang kan den bare brukes når hageplottet ligger i et ikke-elektrifisert område.

Vi ønsker alle velkommen som ønsker å bruke et par minutter på å få interessant informasjon!
Så vi har nok en gang fylt opp lageret med helt nye produkter. Antallet nye produkter er ikke så stort, men for et tall!
Vi er stolte av å presentere for deg en serie av de mest effektive og spektakulære solcellepanelene på det russiske markedet - Eclipse-linjen fra Seraphim-anlegget, som er inkludert i vurderingen til de mest pålitelige produsentene (Bloomberg tildelte Seraphim Solar TIER1-status tilbake i 2015).

To modeller av Seraphim solcellepaneler er tilgjengelige for bestilling:

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

Den første modellen er laget i størrelsen en standard monokrystallinsk 270 W modul og produserer samtidig 320 miljøvennlige watt. Den andre modellen tilsvarer størrelsen på en 250 W polykrystallinsk modul, men effektiviteten til dette panelet er 290 watt - høyere enn for et klassisk monokrystallinsk batteri av samme størrelse. Hvordan oppnådde du en slik effektivitet? Veldig enkelt og vanskelig på samme tid! Det er ingen triks eller skjellsord: cellene i Eclipse solcellepaneler er lagt ut på en slik måte at nesten hele panelområdet er okkupert av silisium, og effektiviteten til hele batteriet blir nesten lik effektiviteten til silisiumcellene som lager det opp. Riktignok er cellene i Seraphim Eclipse solcellepaneler heller ikke helt enkle - de er laget ved hjelp av en spesiell teknologi og kan faktisk "limes" til hverandre, noe som reduserer tap på interne tilkoblinger og øker den endelige kraften.

Faktisk er det førsteklasses monokrystallinske solcellebatteriet Seraphim SRP-320-E01B det mest effektive som er tilgjengelig på det russiske markedet.

Det er også gjort et annet tillegg til hyllen av solcellebatterimodeller levert av selskapet vårt: et innovativt "gjennomsiktig" solbatteri GP Solar GPDP-265W60 265 watt effekt:

Denne modellen er en helt ny serie med solcellepaneler. Laget av to plater herdet glass, er det tynne og delvis gjennomsiktige (i vårt tilfelle 10%) solcellepanelet en klar trend i solenergiverdenen. I påvente av og kanskje til og med forutse det forestående rush av byggherrer og arkitekter, så vel som vanlige brukere, presenterer vi deg dette nye produktet. Gjennomsiktige solcellepaneler er egnet for de som ikke bare er interessert i den "nyttige" komponenten i et solkraftverk, men også i å realisere deres kreative, estetiske behov. For ett eller to år siden var gjennomsiktige paneler bare en merkelig nyhet på spesialiserte utstillinger, men etter å ha møtt eksplosiv interesse fra forbrukere over hele verden, dukket Dual Glass-produkter opp hos alle produsenter med respekt for seg selv. Futuristisk design antyder tydelig behovet for å bruke det i arkitektoniske elementer - tross alt, ved siden av et slikt panel, blir fremtiden ikke bare synlig, men også håndgripelig.

I tillegg til standardformålet som et attributt for tak og grunnområder, kan slike paneler brukes som hovedoverflaten til en vegg, gjerde, baldakin, de kan bli et utmerket alternativ til vindusglass, eller hjertet av en arkitektonisk sammensetning - vi overlater dette spørsmålet til ditt skjønn. Merk at styrken til disse panelene er tilstrekkelig til at en voksen person kan stå komfortabelt på overflaten (bæreevne er 5400 Pa).

Selvfølgelig er rammeløs teknologi, som tidligere har vist seg godt i Pramac og Hevel mikromorfe moduler, på ingen måte ny, men sammenlignet med analoger er disse batteriene betydelig mer effektive. Effekttettheten til GPSolar GPDP-265W60 transparente solceller er 16,11 %, som er mer enn 2 ganger høyere enn mikromorfe solceller. Dette er en ubestridelig fordel når du organiserer et solenergianlegg på et begrenset tak eller baldakin.
Blant annet har et rammeløst solcellepanel med to lag glass lengre levetid, siden det i motsetning til tradisjonelle solcellepaneler med aluminiumsramme ikke påvirkes av forskjellen mellom temperaturdeformasjonen av aluminiumsrammen og glasset (som over årene fører til skade på strukturen, spesielt under russiske forhold, hvor solcellepaneler er utsatt for store temperaturendringer hvert år).

Når det gjelder montering av rammeløse solcellepaneler er det heller ingen vanskeligheter med dette. Vårt firma har levert batterier av høy kvalitet i mange år, som installatører av denne typen batterier over hele landet lenge har kjent til.

Den siste tiden har solenergi utviklet seg i et så raskt tempo

Den siste tiden har solenergi utviklet seg i et så raskt tempo at på 10 år har andelen solenergi i den globale årlige elektrisitetsproduksjonen økt fra 0,02 % i 2006 til nesten én prosent i 2016.

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

Hovedmaterialet for solkraftverk er silisium, hvis reserver på jorden er praktisk talt uuttømmelige. Et problem er at effektiviteten til silisiumsolceller overlater mye å være ønsket. De mest effektive solcellepanelene har en virkningsgrad på ikke mer enn 23 %. Og den gjennomsnittlige effektiviteten varierer fra 16 % til 18 %. Derfor jobber forskere rundt om i verden som er involvert innen solcelleanlegg for å frigjøre solcellefotokonverterere fra bildet av en leverandør av dyr strøm.

En reell kamp har utspilt seg for å lage en solsupercelle. Hovedkriteriene er høy effektivitet og lave kostnader. National Renewable Energy Laboratory (NREL) i USA gir til og med med jevne mellomrom et nyhetsbrev som gjenspeiler de foreløpige resultatene av denne kampen. Og hver episode viser vinnerne og taperne, outsiderne og oppkomlingene som ved et uhell ble involvert i dette løpet.

Leder: flerlags solcelle

Disse heliumomformerne ligner en sandwich av forskjellige materialer, inkludert perovskitt, silisium og tynne filmer. I dette tilfellet absorberer hvert lag lys bare med en viss bølgelengde. Som et resultat produserer disse flerlags heliumcellene, med et likt arbeidsflateareal, betydelig mer energi enn andre.

Den rekordslående effektiviteten til flerlags fotokonverterere ble oppnådd på slutten av 2014 av et felles tysk-fransk forskningsteam ledet av Dr. Frank Dimroth ved Fraunhofer Institute for Solar Energy Systems. En effektivitet på 46 % ble oppnådd. Denne fantastiske effektivitetsverdien ble bekreftet av en uavhengig studie ved NMIJ/AIST - det største metrologisenteret i Japan.

Flerlags solcelle. Effektivitet – 46 %

Disse cellene består av fire lag og en linse som konsentrerer sollys på dem. Ulempene inkluderer tilstedeværelsen av germanium i strukturen til underlaget, noe som øker kostnadene for solcellemodulen litt. Men alle manglene til flerlagsceller kan til slutt elimineres, og forskerne er sikre på at deres utvikling i nær fremtid vil forlate laboratorieveggene og komme inn i den store verden.

Årets nybegynner - Perovskite

Helt uventet grep en nykommer inn i lederløpet - perovskite. Perovskitt er det generelle navnet på alle materialer som har en viss kubisk krystallstruktur. Selv om perovskitter har vært kjent i lang tid, begynte forskning på solceller laget av disse materialene først mellom 2006 og 2008. De første resultatene var skuffende: effektiviteten til perovskitt-fotokonverterere oversteg ikke 2%. Samtidig viste beregninger at dette tallet kunne være en størrelsesorden høyere. Faktisk, etter en rekke vellykkede eksperimenter, mottok koreanske forskere i mars 2016 en bekreftet effektivitet på 22%, noe som i seg selv ble en sensasjon.

Perovskitt solcelle

Fordelen med perovskittceller er at de er mer praktiske å jobbe med og lettere å produsere enn tilsvarende silisiumceller. Med masseproduksjon av perovskitt-fotokonverterere kan prisen på en watt strøm nå $0,10. Men eksperter mener at så lenge perovskitt-heliumceller når maksimal effektivitet og begynner å bli produsert i industrielle mengder, kan kostnadene for en "silisium" watt elektrisitet reduseres betydelig og nå samme nivå på $0,10.

Eksperimentelt: kvanteprikker og organiske solceller

Denne typen solcellefotokonverter er fortsatt på et tidlig utviklingsstadium og kan ennå ikke betraktes som en seriøs konkurrent til eksisterende heliumceller. Utvikleren, University of Toronto, hevder imidlertid at ifølge teoretiske beregninger vil effektiviteten til solceller basert på nanopartikler – kvanteprikker – være over 40 %. Essensen av oppfinnelsen til kanadiske forskere er at nanopartikler - kvanteprikker - kan absorbere lys i forskjellige spektralområder. Ved å endre størrelsen på disse kvanteprikkene vil det være mulig å velge det optimale driftsområdet til fotokonverteren.

Solcelle basert på kvanteprikker

Og med tanke på at dette nanolaget kan påføres ved å sprøyte på et hvilket som helst, inkludert gjennomsiktig, underlag, er lovende prospekter synlige i den praktiske anvendelsen av denne oppdagelsen. Og selv om laboratorier i dag har oppnådd en effektivitetsgrad på bare 11,5% når de jobber med kvanteprikker, er det ingen som tviler på utsiktene for denne retningen. Og arbeidet fortsetter.

Solar Window – nye solceller med 50 % effektivitet

Solar Window-selskapet fra Maryland (USA) har introdusert en revolusjonerende «solar glass»-teknologi som radikalt endrer tradisjonelle ideer om solcellepaneler.

Tidligere var det rapporter om gjennomsiktige heliumteknologier, samt at dette selskapet lover å øke effektiviteten til solcellemoduler betydelig. Og, som nylige hendelser har vist, var dette ikke bare løfter, men 50 % effektivitet - ikke lenger bare de teoretiske gledene til selskapets forskere. Mens andre produsenter nettopp går inn på markedet med mer beskjedne resultater, har Solar Window allerede presentert sine virkelig revolusjonerende høyteknologiske utviklinger innen helium solceller.

Disse utviklingene baner vei for produksjon av transparente solceller, som har betydelig høyere effektivitet sammenlignet med tradisjonelle. Men dette er ikke den eneste fordelen med de nye solcellemodulene fra Maryland. Nye heliumceller kan enkelt festes til alle transparente overflater (for eksempel vinduer), og kan fungere i skyggen eller under kunstig lys. På grunn av deres lave kostnader kan investeringer i å utstyre en bygning med slike moduler betale seg tilbake innen et år. Til sammenligning varierer tilbakebetalingstiden for tradisjonelle solcellepaneler fra fem til ti år, noe som er en enorm forskjell.

Solceller fra Solar Window-selskapet

Solar Window-selskapet kunngjorde noen detaljer om den nye teknologien for å produsere solcellepaneler med så høy effektivitet. Selvfølgelig ble den viktigste kunnskapen utelatt fra ligningen. Alle heliumceller er hovedsakelig laget av organisk materiale. Lagene av grunnstoffer består av transparente ledere, karbon, hydrogen, nitrogen og oksygen. Ifølge selskapet er produksjonen av disse solcellemodulene så miljøvennlig at den har 12 ganger mindre miljøbelastning enn produksjonen av tradisjonelle heliummoduler. I løpet av de neste 28 månedene vil de første gjennomsiktige solcellepanelene bli installert i enkelte bygninger, skoler, kontorer og skyskrapere.

Hvis vi snakker om utsiktene for utviklingen av helium solceller, er det svært sannsynlig at tradisjonelle silisiumsolceller kan bli en saga blott, og vike for svært effektive, lette, multifunksjonelle elementer som åpner de bredeste horisontene for heliumenergi. publisert

Det er på tide å snakke om hvor effektiv solenergi er i Moskva-regionen. I et helt år samlet jeg statistikk over solenergiproduksjon fra to 100-watts solcellepaneler installert på taket av et landsted og koblet til nettverket ved hjelp av en nettvekselretter. Jeg skrev allerede om dette for et år siden. Og nå er det på tide å gjøre status.

Nå vil du lære noe som selgere av solcellepaneler aldri vil fortelle deg.

For nøyaktig et år siden, i oktober 2015, som et eksperiment, bestemte jeg meg for å melde meg inn i rekken av de "grønne" som redder planeten vår fra for tidlig død, og kjøpte solcellepaneler med en maksimal effekt på 200 watt og en nettvekselretter designet for maksimalt 300 (500) watt generert effekt . På bildet kan du se strukturen til det polykrystallinske 200 watt-panelet, men et par dager etter kjøpet ble det klart at det i en enkelt konfigurasjon var for lav spenning, ikke nok for riktig drift av nettomformeren min.

Derfor måtte jeg bytte den til to 100-watts monokrystallinske paneler. I teorien burde de vært litt mer effektive, men i virkeligheten er de bare dyrere. Dette er paneler av høy kvalitet fra det russiske merket Sunways. Jeg betalte 14 800 rubler for to paneler.

Den andre kostnadsposten er en kinesiskprodusert nettvekselretter. Produsenten identifiserte seg ikke på noen måte, men enheten ble laget med høy kvalitet, og en åpning viste at de interne komponentene er designet for en effekt på opptil 500 watt (i stedet for 300 skrevet på dekselet). Et slikt rutenett koster bare 5000 rubler. Gitteret er en genial enhet. På den ene siden er + og - fra solcellepanelene koblet til den, og på den annen side kobles den til absolutt hvilken som helst stikkontakt i hjemmet ditt ved hjelp av en vanlig stikkontakt. Under drift tilpasser nettet seg til frekvensen i nettverket og begynner å "pumpe" vekselstrøm (konvertert fra likestrøm) inn i ditt 220 volts hjemmenettverk.

Nettet fungerer kun når det er spenning i nettet og kan ikke betraktes som en reservestrømkilde. Dette er dens eneste ulempe. Og en stor fordel med en nettvekselretter er at du i utgangspunktet ikke trenger batterier. Batterier er tross alt det svakeste leddet innen alternativ energi. Hvis det samme solcellepanelet er garantert å fungere i mer enn 25 år (det vil si at det etter 25 år vil miste omtrent 20 % av ytelsen), vil levetiden til et vanlig blybatteri under lignende forhold være 3- 4 år. Gel- og AGM-batterier vil vare lenger, opptil 10 år, men de koster også 5 ganger mer enn konvensjonelle batterier.

Siden jeg har strøm, trenger jeg ingen batterier. Hvis du gjør systemet autonomt, må du legge til ytterligere 15-20 tusen rubler til budsjettet for batteriet og kontrolleren for det.

Nå, når det gjelder elektrisitetsproduksjon. All energi generert av solcellepaneler kommer inn i nettverket i sanntid. Hvis det er forbrukere av denne energien i huset, vil alt bli brukt opp, og måleren ved inngangen til huset vil ikke "snurre". Hvis den øyeblikkelige genereringen av elektrisitet overstiger det som for tiden forbrukes, vil all energien bli overført tilbake til nettverket. Det vil si at telleren vil "snurre" i motsatt retning. Men det er nyanser her.

For det første teller mange moderne elektroniske målere strømmen som går gjennom dem uten å ta hensyn til retningen (det vil si at du betaler for strømmen som sendes tilbake til nettverket). Og for det andre tillater ikke russisk lovgivning privatpersoner å selge strøm. Dette er tillatt i Europa, og det er grunnen til at hvert andre hus der er dekket med solcellepaneler, som, kombinert med høye netttariffer, lar deg virkelig spare penger.

Hva skal man gjøre i Russland? Ikke installer solcellepaneler som kan produsere mer energi enn dagens daglige energiforbruk i huset. Det er av denne grunn at jeg bare har to paneler med en total effekt på 200 watt, som, tatt i betraktning omformertap, kan levere omtrent 160-170 watt til nettverket. Og huset mitt bruker konsekvent rundt 130-150 watt i timen døgnet rundt. Det vil si at all energien som genereres av solcellepaneler vil garantert bli forbrukt inne i huset.

For å kontrollere energien som produseres og forbrukes, bruker jeg Smappee. Jeg skrev allerede om ham i fjor. Den har to strømtransformatorer, som lar deg holde styr på både nettverksstrømmen og strømmen som genereres av solcellepaneler.

La oss starte med teori og gå videre til praksis.

Det finnes mange solenergiverkkalkulatorer på Internett, så du kan ta en titt på hva det er. Fra mine første data, ifølge kalkulatoren, følger det det den gjennomsnittlige årlige strømproduksjonen til mine solcellepaneler vil være 0,66 kWh/dag, A total produksjon for året - 239,9 kWh.

Disse dataene er for ideelle værforhold og tar ikke hensyn til tap for å konvertere likestrøm til vekselstrøm (du skal ikke konvertere husholdningens strømforsyning til likespenning?). I virkeligheten kan den resulterende figuren trygt deles med to.

La oss sammenligne med faktiske produksjonsdata for året:

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

Totalt: 117,5 kWh

Her er en graf over elektrisitetsproduksjon og -forbruk i et landsted de siste 6 månedene (april-oktober 2016). Det var i løpet av april-august at brorparten (mer enn 70%) av elektrisk energi ble generert av solcellepaneler. I de resterende månedene av året var produksjonen umulig hovedsakelig på grunn av overskyet og snø. Vel, ikke glem at effektiviteten til nettet for å konvertere likestrøm til vekselstrøm er omtrent 60-65%.

Solcellepaneler installeres under nesten ideelle forhold. Retningen er strengt tatt sør, det er ingen høye bygninger i nærheten som kaster skygge, installasjonsvinkelen i forhold til horisonten er nøyaktig 45 grader. Denne vinkelen vil gi maksimal gjennomsnittlig årlig strømproduksjon. Selvfølgelig var det mulig å kjøpe en roterende mekanisme med elektrisk stasjon og solsporingsfunksjon, men dette ville øke budsjettet til hele installasjonen med nesten 2 ganger, og dermed presse tilbakebetalingsperioden til uendelig.

Jeg har ingen spørsmål om å generere solenergi på solfylte dager. Det samsvarer fullt ut med de beregnede. Og selv en nedgang i produksjonen om vinteren, når solen ikke står høyt over horisonten, ville ikke vært så kritisk hvis ikke for... skyet. Skyet er solcelleanleggets hovedfiende. Her er timebasert produksjon for to dager: 5. og 6. oktober 2016. 5. oktober skinte solen, og 6. oktober var himmelen dekket av blyskyer. Sol, åh! Hvor gjemmer du deg?

Om vinteren er det et annet lite problem - snø. Det er bare én måte å løse dette på: installer panelene nesten vertikalt. Eller tøm dem manuelt for snø hver dag. Men snø er tull, hovedsaken er at sola skinner. Selv om det er lavt over horisonten.

Så la oss beregne kostnadene:

Grid inverter (300-500 watt) - 5000 rubler
Monokrystallinsk solcellepanel (klasse A - høyeste kvalitet) 2 stk, 100 watt hver - 14 800 rubler
Ledninger for tilkobling av solcellepaneler (tverrsnitt 6 mm2) - 700 rubler
Totalt: 20 500 rubler.

I løpet av den siste rapporteringsperioden ble det generert 117,5 kWh, med dagens daglige tariff (5,53 rubler/kWh) vil dette være 650 rubler.

Hvis vi antar at kostnadene for nettverkstariffene ikke vil endres (faktisk endres de opp 2 ganger i året), så Jeg vil kunne returnere investeringene mine i alternativ energi først etter 32 år!

Og hvis du legger til batterier, vil hele systemet aldri betale for seg selv. Derfor kan solenergi i nærvær av nettstrøm være fordelaktig bare i ett tilfelle - når strømmen vår koster det samme som i Europa. Hvis 1 kWh nettverksstrøm koster mer enn 25 rubler, vil solcellepaneler være svært lønnsomme.

I mellomtiden er det lønnsomt å bruke solcellepaneler bare der det ikke er nettverkselektrisitet, og implementeringen er for dyr. La oss anta at du har hans landsted, som ligger 3-5 km fra nærmeste elektriske linje. Dessuten er det høyspent (det vil si at du må installere en transformator), og du har ingen naboer (ingen å dele kostnadene med). Det vil si at du må betale omtrent 500 000 rubler for å koble til nettverket, og etter det må du også betale nettverkspriser. I dette tilfellet vil det være mer lønnsomt for deg å kjøpe solcellepaneler, en kontroller og batterier for dette beløpet - når alt kommer til alt, etter å ha satt systemet i drift, trenger du ikke lenger å betale mer.

I mellomtiden er det verdt å vurdere solceller utelukkende som en hobby.

En oppstart fra EPFL Innovation Park i Tyskland har oppnådd imponerende suksess for solcellesegmentet.

I følge informasjonen publisert av pressetjenesten til utdanningsinstitusjonen, klarte et team av studenter fra Fraunhofer Institute, ledet av prosjektleder Laurent Coulot, å modernisere teknologiene som brukes i romsektoren, og redusere produksjonskostnadene betydelig og øke effektiviteten til solcellepaneler. Effektivitetsindikatorene til prototypen til det fremtidige solcellepanelet, som skaperne forventer å gjøre om til et serieprodukt etter å ha løst teknologiske problemer og funnet investorer, er dobbelt så høy som industristandarden. La oss huske at effektiviteten til kommersielt tilgjengelige solcellepaneler i de fleste tilfeller når 15-20%, som er grensen for teknologiene som brukes i dag for å "fange" solstråler og deretter konvertere denne energien til elektrisk energi. Resultatene oppnådd under testing av prototypepanelet viste effektiviteten til elektrisitetsproduksjon på nivået 36,4%, som, i tilfelle overgang til masseproduksjon av kilder for konvertering av solenergi til elektrisitet, vil tillate å oppnå et enestående tall på 30 -32 %.

Skaperne av en fundamentalt ny og ultraeffektiv type solcellebatteri snakket om teknikken de brukte for å øke effektiviteten til batteriet, som EPFL-spesialister brukte optiske linser for. Paneler som brukes i verdensrommet for å konvertere solenergi til elektrisitet, er laget ved hjelp av ultra-dyre materialer som bidrar til å forbedre egenskapene til å "fange" solens stråler i spesielle miniceller. Tyske spesialister fra det uavhengige laboratoriet til Fraunhofer Institute brukte det samme prinsippet, og minimerte arealet til et veldig kostbart lag med høyytelsesceller. I stedet for et lag med fotoceller laget av dyre materialer "strukket" over hele området av panelet, tok utviklerne et lite stykke høyytelsesceller, og konsentrerte seg om det alt sollyset som kom til overflaten av elementet. Det øverste laget av batterioverflaten består av mikroskopiske linser montert på mekanisk basis, som bruker små servomotorer for å flytte det fokuserte lyset presist inn på fotosubstratet, avhengig av plasseringen av jordstjernen.

Denne teknikken sikrer maksimal energikonverteringseffektivitet gjennom hele dagen samtidig som den opprettholder lave produksjonskostnader. Prisen for å produsere dobbelt så effektive solceller etter å ha etablert masseproduksjon av batterier basert på prinsippene utviklet av EPFL-spesialister vil overstige kostnadene for paneler som er tilgjengelige på markedet alene med 10-15 % med en 100 % økning i effektivitet. Skaperne av løsningen, som er veldig billig sammenlignet med prøver produsert for bruk i verdensrommet, er fortsatt motvillige til å snakke om tidspunktet for utgivelsen av en lovende utvikling i masseskala, med henvisning til behovet for å utvikle det teknologiske grunnlaget for å etablere storskala produksjon av rimelige å produsere, men ekstremt effektive solcellepaneler med en effektivitet på 36 %. Det forventes at de første småskalaprøvene av slike elementer ikke vil dukke opp tidligere enn om 2-3 år, når kostnadene ved produksjon av solcellepaneler vil kunne sette ny prisrekord. I dag koster det å kjøpe og installere slike batterier i forstadsområder for å generere elektrisk energi «ut av løse luften» mange ganger mer enn å koble til strømnettet – det tar bokstavelig talt tiår å betale for det dyre kjøpet.

Av denne grunn fortsetter «solplantasjer» med hundrevis og tusenvis av individuelle solceller, aktivt fremmet i Vesten, å bli subsidiert av statlige programmer for å stimulere den alternative energisektoren. Bare ved å investere milliarder av dollar og euro i utviklingen av dette området, klarte Europa og USA å oppnå imponerende og optimistiske økonomiske indikatorer, som på papiret ser ut som et reelt gjennombrudd innen produksjon av miljøvennlig elektrisitet. Faktisk er hver kilowatt generert fra solen mye dyrere enn leting, produksjon og påfølgende utvinning fra dypet av jorden av hydrokarboner, som fortsetter å danne grunnlaget for global energi. Det eneste alternativet til "gratis" elektrisitet er fortsatt kjernekraft, som EU og de fleste andre verdensmakter har kategorisk ekskludert fra listen over tilgjengelige strømkilder. Årsaken er faren for en gjentakelse av de tragiske hendelsene i 1986 og 2011 i sovjetiske Tsjernobyl og japanske Fukushima, da strålingsulykker på det syvende nivået på International Nuclear Event Scale ble registrert ved atomkraftverk drevet av henholdsvis USSR og Japan. .

Det er grunnen til at Vesten fortsetter å betrakte solenergi som den mest lovende retningen for å danne grunnlaget for å skape en "energireserve" for fremtidige generasjoner, som veldig snart vil måtte møte det fullstendige fraværet av lett utvinnbare hydrokarbonreserver - olje, gass og kull. Allerede i dag kaller eksperter reservene av energiressurser som ligger på en dybde som er tilgjengelig for moderne borerigger "nær utarming", noe som tvinger forskere og forskere til å utforske nye alternativer for å opprettholde dagens strømforbruk i global industri. Så langt er det bare to områder som er potensielt fordelaktige fra et teknologisk synspunkt - atomenergi og fotovoltaiske celler, som konverterer lyset fra den galaktiske stjernen som "når" planetens overflate til den elektriske energien som er nødvendig for menneskeliv. Den kunstige oppgivelsen av kjernekraft gir vestlige makter, først og fremst EU og USA, kun én vei for videre utvikling og modernisering av sin egen energisektor.

Ifølge driftssjefen for oppstarten EPFL, Florian Gerlich, vil batteriene laget av tyske spesialister redusere prisen på elektrisitet generert per kilowatt-time for forbrukere til et akseptabelt nivå, når du kjøper et dyrt solcellepanel, selv uten regjeringen tilskudd, vil betale seg etter en kort driftsperiode. Å øke effektiviteten til 36 % er et lovende gjennombrudd som kan ryste det globale energisystemet som en del av et globalt prosjekt for å finne de mest kostnadseffektive og miljøvennlige måtene å generere elektrisitet på. For eksempel flytter biler produsert av de største bilprodusentene aktivt til sistnevnte, hvorav andelen med elektriske motorer installert under panseret innen 2030-2035 vil nå, ifølge foreløpige estimater fra eksperter, en seriøs 10-12% av hele kjøretøyflåte på planeten. Dette vil også bli aktivt støttet av utviklingen til forskere som i løpet av de siste tiårene har fortsatt å kjempe for hver prosent av effektiviteten til elektrisitetsproduksjon, og oppnå maksimalt tillatte verdier i kappløpet om "gratis" kilowatt.