(пусто)
 
Валюта:

Оплата и доставка

(044) 227-55-67
(063) 367-66-72
(050) 278-84-01
(068) 789-76-86
Написать письмо
ICQ 422217252
ICQ 620287577
SiteHeart


Солнечные батареи  RSS 2.0

Солнечные батареи - один из основных инструментов получения альтернативной, в данном случае - солнечной, энергии. Широко распространенные солнечные батареи работают на принципе фотовольтаики - это когда энергия фотонов Солнца напрямую преобразуется в электрическую. Солнечные системы такого типа устанавливаются на крышах частных домов, являются основой солнечных электростанций, летают в космос - в качестве энергетических установок космических станций и спутников. Существуют и другие способы получения солнечной энергии, основанные на одной идее - сбора и аккумуляции тепловой энергии солнечных лучей для получения горячей воды и обогрева помещений - как это делает солнечный коллектор; или - для дальнейшего преобразования тепла, полученного от Солнца, всё в то же вожделенное электричество - этот принцип положен, в частности, в основу работы так называемых «солнечных башен» - тепловых солнечных электростанций. В этой статье мы рассмотрим только кремниевые фотоэлектрические модули и солнечные батареи.

Солнечная тепловая электростанция Солнечная башня - тепловая солнечная электростанция в пустыне Мохаве (Калифорния). 1926 зеркал фокусируют солнечные лучи на приемнике энергии в башне, где их энергии преобразуется в пар, вращающий турбину генератора. Мощность электростанции - 10 мегаватт.

Итак, солнечные батареи работают по принципу прямого преобразования энергии солнечного излучения в электрическую. Как и абсолютное большинство современных электронных компонентов, солнечные батареи - это полупроводники; солнечные батареи собираются из фотоэлектрических модулей, сделанных, в свою очередь, из монокристаллического, поликристаллического, или аморфного кремния - того самого элемента, из которого делаются сегодня транзисторы, микросхемы, микропроцессоры...


Кристалл кремния

Выращенный в заводской лаборатории кристалл поликристаллического кремния. Разрезанный впоследствии на тонкие пластины, он будет основой для производства микросхем и солнечных модулей
Пластины кремния Пластины монокристаллического кремния
Фотоэлектрический модуль монокристаллический Монокристаллический фотоэлектрический модуль. Визуально - темно синего, даже черного цвета, квадраты с закругленными краями. Закругленные края обусловлены использование цилиндрических заготовок кристалла кремния. Эффективность - КПД - повседневно используемых монокристаллических модулей - 14-17%.
Фотоэлектрический модуль поликристаллический Поликристаллический фотоэлектрический модуль. Квадрат правильной формы синего цвета. Дешевле монокристаллического. Срок службы - меньше. КПД - 10-12%. То есть, только 10% энергии солнца превращается в электрическую.
Гибкий тонкопленочный фотоэлектрический модуль Фотоэлектрический модуль на основе аморфного кремния. Главное отличие - гибкий. Дешевле и значительно легче других солнечных модулей. Может испытывать серьезные деформирующие нагрузки - изгиб, кручение. Идеален для портативных солнечных систем там, где предъявляются высокие требования к массово-габаритным показателям. Однако КПД таких модулей редко превышает 8%.

Принцип действия любого фотоэлектрического кремниевого модуля одинаков: модуль состоит из двух слоев кремния с различными физическими свойствами - внешнего и внутреннего. Внутренний слой представляет - это «чистый» кремний. Внешний - «грязный» кремний, с различными примесями, молекулы которых являются донорами электронов при облучении их солнечных светом. Проще говоря, фотоны солнечного света выбивают легкие на подъем электроны с верхнего слоя на внутренний, а поток электронов, как известно, и есть - электрический ток.

Фотоэлектрические модули соединяются параллельно - для обеспечения требуемой мощности, и последовательно - для повышения напряжения на выходе солнечной батареи. Таким образом, чем больше батарея, тем больше ее мощность, больше солнечной энергии она преобразует в электричество.

Солнечная батарея из моно- и поликристаллического кремния - это жесткая конструкция в алюминиевой раме, состоящая из трех (как минимум) слоев: подложки из жесткого, прочного пластика, наклеенных на него фотоэлектрических модулей, спаянных параллельно и последовательно с помощью металлических шин, и верхнего слоя из прозрачного ударопрочного стекла. Батареи из аморфного кремния - гибкие, фотоэлектрические модули в них ламинированные, что обеспечивает надежную защиту от воздействия влаги. В любой солнечной батарее можно найти дополнительные элементы - диоды Шоттки, которые включаются последовательно и предотвращают возможный обратный разряд аккумулятора через солнечную батарею в то время, когда батарея не вырабатывает зарядный ток.

Солнечная батарея из поликристаллического кремния
Солнечная батарея из монокристаллического кремния. Хорошо видны квадраты фотоэлектрических модулей с закругленными краями. Срок службы такой батареи - выше, чем батареи из поликристаллического кремния и достигает 30 лет. Купить солнечные батареи
Солнечная батарея из поликристаллического кремния
Солнечная батарея из поликристаллического кремния. Гарантированный срок службы - около 20 лет. После 25 лет и монокристаллические модули, и поликристаллические модули теряют 10-20% своей мощности. Это явление носит название деградации полупроводников.
Гибкая тонкопленочная солнечная батарея
Гибкая солнечная батарея из аморфоного кремния. Срок службы таких батарей сильно зависит от технологии производства: некоторые гибкие батареи деградируют очень быстро, теряя до 50% своей мощности в первые 2 года эксплуатации. Тонкопленочные батареи, созданные по новейшим технологиям, начинают терять паспортную мощность через 8-10 лет после начала эксплуатации.

Тонкопленочные элементы из аморфного кремния, несмотря на более низкий КПД, хорошо справляются с задачей получения электрической энергии при рассеянном излучении, то есть - когда солнце за тучами, в утренние и вечерние часы, а это - большой плюс в нашем регионе, где ясных солнечных дней меньше, чем, к примеру, в Испании.

Строго говоря, гибкие тонкопленочные солнечные батареи изготавливаются не только из аморфного кремния, но и с использованием других, порой очень экзотических материалов... Например, большие перспективы сегодня имеют тонкопленочные солнечные батареи на основе нанопроводов оксида цинка, селенида меди-индия-галлия, есть сообщения в СМИ об успешных опытах с солнечными элементами на основе красителей...

Эффективность солнечных батарей обычно определяется соотношением паспортной мощности к стоимости батареи. То есть, если солнечная батарея киевского завода КВАЗАР KV 200 P стоит 3 154.00 грн, то стоимость 1 Ватта получаемой энергии будет 15,77 грн, что соответствует среднемировой цене 1 Вт = 1,5 Евро электроэнергии, генерируемой солнечными батареями на основе монокристаллического кремния. Стоимость 1 Вт электроэнергии для поликристаллических батарей - около 1,2 Евро; а батареи на гибких солнечных модулях стоят еще дешевле - 0,5-0,8 Евро за 1 Вт.

Солнечная батарея KV 200 P Солнечная батарея KV 200 P. Поликристаллический кремний, алюминиевая рама. Гарантия завода-изготовителя 25 лет. Солнечные батареи завода КВАЗАР большими партиями поставляются в Европу. Купить
Кроме того, оценить преимущества солнечных батарей из монокристаллического кремния можно визуально - они занимают меньше места, в сравнении с батареями других типов. Для получения одной и той же электрической мощности солнечная батарея из поликристаллического кремния будет иметь площадь на 25% большую, в сравнении с батареей из монокристаллического кремния, а батарея из аморфного кремния (гибкая, тонкопленочная) - будет иметь площадь в 2 раза больше... Впрочем, гибкая батарея на основе селенида меди-индия-галлия имеет КПД до 18%, и потому ее размеры будут меньше, чем у всех остальных. К сожалению, гибкие батареи такого типа еще получили широкого распространения.

На КПД солнечной батареи, а, значит, на ее эффективность, большое влияние оказывает температура. Паспортные значения КПД указаны для температуры 25°С; при этой температуре солнечный элемент вырабатывает наибольший ток. С увеличением температуры на 10 градусов КПД падает на 4%, поэтому в яркий солнечный день солнечная батарея может работать хуже, нежели в солнечный зимний день. К тому же, солнечные батареи сами по себе нагреваются, как и всякая кремниевая микросхема, во время выработки электроэнергии, поэтому необходимо правильно монтировать солнечные батареи, обязательно обеспечив им эффективную вентиляции. Нельзя, например, просто «прикрутить» солнечный модуль к крыше, а нужно - на определенном расстоянии, для обеспечения вентиляции модулей.

Устанавливая солнечные батареи, не забудьте их правильно сориентировать. Для Украины это - направление на юг под углом 40-45 градусов к горизонту. Конечно, такая ориентация не даст лучших результатов в утренние и вечерние часы, но элементарный расчет показывает, что использование системы слежения за солнцем невыгодно - она выйдет очень дорого, уж лучше поставить несколько дополнительных солнечных модулей...

Кроме конструктивного выполнения - жесткий или гибкий, каждый солнечный модуль имеет электрические характеристики - напряжение и мощность. Чем больше солнечный модуль по размерам, тем выше, обычно, напряжение на его клеммах - от 17 до 50 Вольт. Паспортная мощность модуля является, фактически, его пиковой мощностью, измеренной в лабораторных условиях при солнечном освещении 1 кВт на метр квадратный, и температуре 25°С. Понятно, что в течении светового дня мощность солнечного излучения сильно меняется, температура окружающей среды и температура нагрева самого модуля - тоже, поэтому получить паспортные ватты мощности будет нелегко... Поэтому расчет количества солнечных батарей, необходимых для построения автономной системы энергоснабжения всегда выполняется с некоторым избытком по мощности. См. статью Расчет солнечных систем

Низкий КПД солнечных батарей - понятие относительное... Очевидно, что при сегодняшней цене 1 кВт сетевой электроэнергии, которую вырабатывают тепловые и атомные электростанции, строить автономную солнечную систему для личного пользования кажется безумным занятием - такая система окупится, в лучшем случае, через 40-50 лет... Однако, цены на электроэнергию растут, мировые запасы углеводородного топлива стремительно заканчиваются... Уже сегодня повсеместно наблюдаются перебои с поставками электроэнергии, потребление которой неуклонно растет, и с этим не справляются ни электростанции, ни электросети... А если брать случай, когда вообще нет возможности подключиться к электросети, то полностью автономная или резервная энергетическая система оказывается не просто выгодным, а единственно возможным вариантом... Действительную же эффективность солнечных батарей наглядно демонстрируют расчеты, согласно которым солнечный модуль, изготовленный из 1 кг кремния за 30 лет работы произведет 300 МВт/ч электроэнергии для получения которой на тепловых электростанциях надо сжечь 75 тонн нефти.

Рекомендуемые товары

Рекомендуемые прочитать

Как рассчитать солнечную систему?
Как выбрать солнечную зарядку?
Литиевые (литий-ионнные) аккумуляторы

Комментарии ВКонтакте

Комментарии

Вадим (2013-04-10 10:43:20)
в среднем по рынку стоимость 1кВт для полностью автономного обеспечения (3-4 дня без солнца) обойдется в 5-6 тыс у.е. Недешевое удовольствие, зато независимость от Облэнерго полная, плюс не нужны техусловия и прокладка линии к дому, а это по сути почти две трети стоимости все системы

иван (2013-02-09 19:21:56)
меня интересует сколько нужно денег чтобы обеспечить частный дом круглосуточно при потреблении 10 квт. ч.

Николай (2012-12-24 11:27:34)
Вы забыли написать, (точнее- незахотели) что с ростом цен на нефть и другие энергоносители, стоимость производства солнечных элементов токже будет расти. А это значит , что солнечный элемент неокупистя за время его эксплуатации.

павел (2012-09-26 11:20:57)
Хорошая статья, позволяет разобратся какие элементы лучше использовать для дома !
Вопрос в тему; где можно купить недорого Российский Монокристаллический фотоэлектрический модуль 150*150мм .

Зеленый Пингвин (2012-08-02 11:12:47)
Уважаемый УМКА!
Зачем Вы такой злой?.. Ну, очевидная ошибка (описка) - не 150, а 15 А/ч... Спасибо за замечание - исправили. Готовим новую статью - про свинцово-кислотные аккумуляторы - заходите почитать.

УМКА (2012-07-30 15:25:38)
Текст из вашего сайта далек от истины!
- Фотоэлектрический модуль KV 25W/12м. Паспортная мощность - 25 Вт, напряжение на выходе модуля - 18 Вольт. Подойдет за зарядки аккумуляторной батареи емкостью до 150 А/ч.
Начните с изучения мат части прежде чем писать подобное!

Написать отзыв

Введите число, изображенное на рисунке
code

Солнечные электрические системы

1 Июля 2013
Идеальный вариант получения электроэнергии в доме на колесах - автокемпере - использование солнечной энергии, трансформируемой с помощью солнечных батарей в привычное электричество - экологически чисто и бесшумно. Многие караванеры уже используют солнечные системы для получения..
21 Мая 2013
Наступила теплая пора года, и горожане, спасаясь от суеты и духоты асфальтовых улиц, стали массово проводить выходные на дачах, порой без всяких удобств и электричества. Как электрифицировать свой дачный участок - быстро и не очень дорого?.. Рассмотрим вариант построения солнечной системы для..

Электротранспорт

17 Июля 2013
Большинство любителей, переоборудующих свои велосипеды в электрические, применяют в качестве тяговых свинцово-кислотные необслуживаемые - гелевые или AGM - аккумуляторы. Они недорогие, неприхотливые, но имеют достаточно большой вес и ограниченный срок службы - до 500 циклов заряда/разряда. На..
21 Июля 2012
На электровелосипедах применяют два вида электрических двигателей: традиционный коллекторный двигатель постоянного тока, и бесколлекторный (бесщеточный) синхронный электродвигатель постоянного тока - мотор-колесо

Солнечные зарядные устройства

18 Июля 2013
Солнечные зарядные устройства и портативные накопители энергии британской компании Powertraveller - это безупречное качество, многофункциональность и легендарная надежность. Мобильные зарядки компании применяются туристами, альпинистами, исследователями, военными во всех уголках мира - везде,..
17 Июля 2013
Популярные карманные солнечные зарядки типа Powertec PT 1500s и PT 3300s отлично зарекомендовали себя в условиях большого города, где нет возможности или необходимости заряжать свои мобильные устройства только от Солнца. Эти карманные зарядки имеют мощный встроенный аккумулятор, который..

Аккумуляторы, накопители энергии

23 Ноября 2012
Гибридные накопители энергии включают в себя сам накопитель энергии на литиевых аккумуляторах, а также другие модули и электронные блоки, применяемые в системах аварийного, бесперебойного или альтернативного энергоснабжения. По своей сути гибридный накопитель является законченным решением,..
10 Августа 2012
Рассмотрим популярные необслуживаемые свинцово-кислотные аккумуляторы, которые используются в качестве накопителя энергии в альтернативных энергосистемах, для питания электровелосипедов. Широкое распространение получили благодаря невысокой стоимости, достаточно большой емкости, способности..

Фонари Fenix, ножи и мультитулы Gerber, Ganzo

© GreenPenguin - Зеленый Пингвин.