Энергия Солнца — комфорт и движение в ногу с прогрессом

Энергия Солнца — комфорт и движение в ногу с прогрессомАльтернативными источниками энергии во всем мире все чаще служат солнечные батареи для дома, стоимость комплекта которых в настоящий момент становится все более доступной. Их установка довольно выгодна, поскольку энергия Солнца бесплатна и практически неисчерпаема.

Монтаж такого оборудования дает возможность пользователю забыть об оплате счетов за электричество на четверть века. Такие устройства отличается высокой надежностью и простотой обслуживания.

Технология применяется космонавтами с 1960 года, а пассивное отопление данного типа использовалось в США еще во время второй мировой.

Что это такое и для чего они нужны

Энергия Солнца — комфорт и движение в ногу с прогрессомСистемы представляют собой наборы соединенных между собой фотоэлектрических преобразователей, превращающих световую энергию в электрическую.

Их использование позволяет организовать полностью автономное электроснабжение коттеджа или промышленного предприятия.

Преимущества солнечных электростанций:

  • обеспеченность энергией Солнца на 5 миллиардов лет вперед;
  • экономия средств на эксплуатацию дома;
  • экологическая чистота производства энергии;

На заметку: установка системы на 30 Квт дает возможность дополнительного заработка на продаже электричества. Для этого понадобятся вложения в объеме $15 000, а срок их окупаемости составляет в среднем 6 лет.

  • отсутствие вредных выбросов в атмосферу;
  • экономия земельных ресурсов.

Как функционируют солнечные электростанции

Основной элемент системы — фотоэлектрические ячейки из полупроводника, которым чаще всего выступает кремний. Одна из сторон пластины из него покрыта слоем фосфора, вторая — бора.

Энергия Солнца — комфорт и движение в ногу с прогрессом

При контакте кремния с бором образуется излишек свободных электронов, при соприкосновении с фосфором — нехватка. Стык сред с различным содержанием электронов — это на языке физиков p-n переход.

При бомбардировке пластины частицы света выбивают излишек электронов фосфора к бору. Организованное перемещение электронов — это электрический ток, который необходимо только направить при помощи металлических элементов, расположенных внизу и вверху фотоэлемента.

Важно знать: установки функционируют за счет света, а не тепла, и способны, в отличие от коллекторов, производить электроэнергию и зимой при условии отсутствия высокой облачности.

Мощность одной ячейки достаточно незначительная, поэтому их объединяют в батареи, которые в теории могут иметь любую производительность. Собранная система помещается на подложку из металла, армируется для увеличения прочности и покрывается стеклом. Фотоэлементы способны преобразовывать, как видимую, так и ультрафиолетовую зону спектра, которая также должна проникать сквозь стекло.

Классификация преобразователей энергии

Энергия Солнца — комфорт и движение в ногу с прогрессом
Фотоэлектрические элементы

Существует несколько основных вида преобразователей, применяемых для получения электричества за счет Солнца:

  1. Фотоэлектрические элементы (ФЭП) — полупроводники, непосредственно превращающие энергию Солнца в электричество. Их соединение — солнечная батарея (СБ).
  2. Гелиоэлектростанции (ГЕЭС) — оборудование, преобразующее высокую концентрацию излучения в энергию, применяемую для работы тепловых агрегатов.
  3. Солнечные коллекторы — нагревательные установки, поверхность которых наиболее восприимчива к тепловому спектру.
  4. Химические преобразователи — неорганические вещества, имеющие способность к специфическим реакциям, используемые в качестве аккумуляторов.

Обратите внимание: для получения электричества из энергии светила наиболее эффективно использование ФЭП.

Для производства фотоэлектрических ячеек в настоящий момент применяется достаточно доступный кремний или дающий большим КПД систем, но дефицитный, арсенид галлия.

Варианты расположения панелей

Энергия Солнца — комфорт и движение в ногу с прогрессомФотоэлектрические элементы могут монтироваться на любой, достаточно освещаемой, части здания, выбор которой зависит от его конструктивных особенностей:

  • наклонный вариант применим на крышах с любым уклоном;
  • горизонтальный вариант подходит для плоских кровель;
  • интегрированный в конструкции дома монтаж;
  • свободностоящее размещение на отдельных опорах.

Наклонный вариант установки

Энергия Солнца — комфорт и движение в ногу с прогрессомПанели монтируются с отступом 50-150 мм от кровли. При этом используются металлические комплекты крепежа, фиксируемые на стропилах. Конструкция обеспечивает требуемый угол наклона ФЭП и их устойчивость к ветровым нагрузкам.

Метод встраивания модулей непосредственно в крышу дает более привлекательный эстетически результат. Способ применим на скатных кровлях. Но, при таком монтаже невозможно обеспечить проветривание элементов, в следствие чего они нередко перегреваются, за счет чего снижается КПД систем. Другие недостатки такой установки — относительная дороговизна, нарушение герметичности крыши.

В настоящий момент отдельные компании, в частности, американский бренд SRS Energy и итальянская фирма Tegolasolare, освоили прогрессивную технологию производства черепицы с фотоэлементами. Внешне крыша выглядит традиционно, но способна при этом вырабатывать электричество.

Горизонтальная установка

Энергия Солнца — комфорт и движение в ногу с прогрессомМонтаж на плоской крыше требует обеспечения необходимого угла наклона панелей. Другой важный момент — наличие достаточной площади для размещения расчетного числа модулей.

Конструкции также должны обладать способностью выдержать дополнительную нагрузку, для чего в некоторых случаях требуется их усиление. Необходимое условие — минимальное количество затеняющих элементов, таких как надстройки, дымоходы и так далее.

Самый оптимальны вариант — использование цилиндрических модулей, способных с равной эффективностью поглощать световое излучение со всех направлений. Дополненная белым цветом покрытия кровли система обладает КПД на 20% большим, чем стандартные фотоэлементы.

Интегрированный в конструкции дома монтаж

Энергия Солнца — комфорт и движение в ногу с прогрессомВстроенные системы — это не только функциональный, но и декоративный элемент. Интегрирование в ограждающие конструкции используется преимущественно для многоэтажных зданий:

  • на «холодные» фасады модули монтируются перед ними, параллельно выполняя роль утепления, ветрозащиты;
  • для «теплых» фасадов служат своеобразным «чехлом».

В настоящий момент существуют разнообразные разработки фотоэлектрических панелей, имеющих звукоизоляционные качества, светопроницаемость. Но они до сих пор активно не используются в связи с дороговизной производства.

Свободностоящее размещение на отдельных опорах

Энергия Солнца — комфорт и движение в ногу с прогрессомНаземный монтаж осуществляется при помощи конструкций из алюминиевого или оцинкованного металлического профиля, на который крепятся группы модулей.

Установка, как правило, производится на бетонный фундамент. Применение трекерных модификаций, способных поворачиваться и предназначенных для слежения за Солнцем, значительно увеличивает производительность систем.

 

 

Можно ли установить своими руками

Энергия Солнца — комфорт и движение в ногу с прогрессомВ принципе, монтаж желательно доверять профессионалам — это гарантирует их правильную работу в будущем, но влечет за собой затраты на оплату услуг специалистов. Но, можно сэкономить, установив систему своими руками, что вполне реально при соблюдении ряда правил:

  • Фотоэлементы должны находиться в максимально освещенной части здания или участка. При этом присутствие каких-либо затеняющих панель объектов недопустимо, включая высокие деревья или здания поблизости.
  • Предпочтительна ориентация модулей на юг, откуда солнечное излучение максимально.
  • Монтаж должен производиться к горизонту под наклоном.

Совет: угол установки панелей выбирается совпадающий с широтой местности. При возможности, производительность батарей увеличивают путем его изменения на 12°С в сторону увеличения летом и уменьшения на аналогичное значение зимой.

  • Загрязнение поверхности приводит к значительному снижению эффективности работы системы. Помимо ее регулярной очистки от снега и пыли в процессе эксплуатации, требуется при установке предусмотреть зазор между рамами и грунтом около полуметра. При планировании использования исключительно летом эта мера не обязательна.

Комплектация

Энергия Солнца — комфорт и движение в ногу с прогрессомСтандартный набор для организации электроснабжения дома путем использования солнечных систем должен содержать:

  1. Солнечные батареи, выполняющие функцию генератора постоянного тока.
  2. Специальный контроллер предназначен для постоянного функционирования аккумуляторов в состоянии разряда/подзаряда.
  3. Инвертор — преобразователь постоянного тока в переменный. Его наличие позволяет пользоваться разнообразной портативной техникой, энергосберегающими лампами, включая светодиоды.
  4. Аккумулятор, заряжающийся при приложении потенциала, превышающего напряжение устройства.
  5. Набор разъемов и кабелей.
  6. Автоматы постоянного тока.

В зависимости от назначения, комплектации могут иметь различное наполнение — к примеру, если вы не нуждаетесь в наличии аккумуляторов, исключите их при оформлении заказа. Отказ от лишних составляющих даст вам возможность сэкономить при покупке.

От чего зависит стоимость комплекта

Энергия Солнца — комфорт и движение в ногу с прогрессомЦена комплекта напрямую зависит от набора, входящих в него устройств, и производителя. Сданная продукция в настоящий момент изготавливается исключительно за рубежом — на территории России соответствующие предприятия отсутствуют.

В связи с этим стоимость системы генерирования электричества от энергии небесного светила аналогична в любом регионе страны. Если в 1956 году цена близко $300 при расчете на ватт была немыслимой, то сегодня она значительно снизилась, опустившись до $3-5 за ватт. Суммарная стоимость системы в 7,5 кВт в настоящий момент составляет $22 500-37 500.

Распространенный вариант для индивидуальных хозяйств — потребление ежемесячно 600 кВт, что снижает расходы на покупку батарей до $15 000. При частичном использовании — до $10 000.

На заметку: в странах Запада в настоящее время уже распространена аренда такого оборудования.

При этом авансовые платежи отсутствуют — домовладельцы должны ежемесячно вносить определенную сумму за использование панелей, владельцами которых остается предоставившая их компания, одновременно и отвечающая за обслуживание установок.

Обзор популярных производителей (данные на начало 2017 года)

Энергия Солнца — комфорт и движение в ногу с прогрессомПроизводство альтернативных источников энергии сейчас активно развивается, и конкуренция на этом рынке довольно серьезная, но наиболее известными изготовителями солнечных аккумулирующих систем в данный являются:

  • Motech — один из лидеров Тайваня, параллельно имеющий производство в США. .
  • Suntech — представитель рынка Китая, ставший в 2010 году его крупнейшим представителем в данной сфере.

Интересно знать: компания Suntech знаменита, благодаря своему успешному техническому обеспечению во время проведения Олимпмады-2008 пекинского футбольного стадиона «Птичье гнездо». Полученная в течение светового дня энергия аккумулировалась, а потом служила источником питания для освещения стадиона во время матчей, для полива растительности на поле и даже обеспечения качественной телетрансляции событий.

Энергия Солнца — комфорт и движение в ногу с прогрессом

  • Trina Solar завоевала значительный сегмент рынка, благодаря ценовой доступности продукции и ее высокому качеству, что компании удалось достигнуть всего за несколько лет.
  • Hanwha Solar One — теперь часть концерна Hanwha, вышедшим на высочайший уровень конкурентоспособности за счет выгодных и стабильных поставок сырья, а также обеспечения двысокого качества продукции.
  • Yingli Green Energy — китайский производитель, характеризующийся одной из наиболее низких ценовых характеристик на мировом рынке и занимающий 2-ю позицию в ТОП по объему производства в своей стране.
  • Canadian Solar — китайская компания, имеющая главный офис в Канаде, а сами предприятия — в родной провинции Китая.
  • Solarorld — германский производитель, ориентированный преимущественно на потребителей из США и стран Европы. Особенность — отсутствие крупных предприятий, использующих рабочую силу жителей Китая.
  • First Solar — фаворит на рынке тонкопленочных панелей, позиционирующий стоимость своей продукции, как самую низкую в данном сегменте рынка, а также развивающего свою деятельность в направлении дальнейшего снижения себестоимости.
  • Sunpower — бренд, принадлежащий американцам и изготовляющий наиболее эффективную продукцию во всем мире;
  • Renewawable Energy Corporation — норвежский бред, производящий преимущественно поликристаллический вариант кремния и сами пластины.
  • Sanyo — дочерняя компания Panasonic. Производит высокоэффективные панели. Основные рынки сбыта — США и Япония.

Сколько нужно для дома и дачи

Энергия Солнца — комфорт и движение в ногу с прогрессомПримерно «прикинуть» необходимую конфигурацию установки можно при помощи простого расчета, конечно, после определения необходимого количества выработки электричества для работы техники:

  • В среднем 20 кв.см панели = 110 ватт мощности;
  • Стандартная модификация с габаритами 1х0,5 м при массе 5-7 кг способна дать напряжение минимум 20 вольт при мощности 50-70 ватт и силе тока в 3 ампера;
  • Соответственно вы можете получить с 10 кв.м поверхности фотоэлементов с кремниевым наполнением не менее 1000 ватт.

Рекомендация специалиста: для определения необходимого размера установки проще всего ориентироваться на ежемесячные коммунальные счета.

Самостоятельный просчет и монтаж солнечных батарей — достаточно сложное мероприятие, требующее специфических знаний, которых, увы, приобрести или освоить их самостоятельно довольно сложно. Оптимальным для сбережения средств и сил остается вариант обращения к профессионалам.

Абсолютно бесплатно и правильно подсчитать стоимость установки системы, выбрать ее и оформить заказ, можно просто обратившись с исходными данными сразу в несколько специализированных фирм.

В результате, учитывая бесконечно изменчивую ситуацию на рынке и появляющиеся ежегодно инновационные решения вы сможете выбрать наиболее подходящий вам вариант.

Подробнее о солнечных батареях и том, стоит ли их покупать, смотрите следующее видео:

Оцените статью
Stanremont.ru
Добавить комментарий