Vyhliadky na využitie solárnych panelov. Solárne panely pre domácnosť: vlastnosti rôznych typov a pravidlá výberu

Hodnotenie 0

Ako doplnkový a alternatívny zdroj energie sa solárne panely aktívne využívajú nielen v priemyselných, ale aj v domácich podmienkach. Pred inštaláciou takéhoto zdroja elektriny pre seba je však dôležité, aby kupujúci zistil, ako si vybrať solárne panely, ktoré sú optimálne z hľadiska vlastností a výkonu pre domácnosť, pretože cena hotových súprav sa pohybuje pomerne široký rozsah. Pokúsme sa zistiť, ako sa solárne panely vyberajú pre dom, náklady na súpravu a čo je v nej zahrnuté.

Využitie solárnych panelov v strednom pruhu – tu je možné využiť aj bezplatnú energiu

Kde sa najčastejšie používajú solárne panely?

Oblasť použitia solárnych panelov je obrovská. Už teraz sa úspešne používajú na dodávku elektriny do súkromných a bytových domov, fariem, vrátane osvetlenia a vykurovania skleníkov, budov, osvetlenia miestnej oblasti, napájania spotrebičov.

Najčastejšie uvažujú o autonómnom napájaní v nasledujúcich prípadoch:

Ak oblasť nie je elektrifikovaná, solárne panely pre súkromný dom budú oveľa lacnejšie ako použitie generátorov na kvapalné palivo.

Vo vidieckych oblastiach je často prerušená elektrina a ľudia sú doslova bez elektriny. Zapnutím autonómneho napájania môžete žiť v obvyklom pohodlí po dlhú dobu, najmä preto, že batéria je vždy súčasťou solárnych panelov.

V bytových domoch sa ako záloha využívajú aj solárne moduly a existujú projekty, ktoré zahŕňajú využitie slnečnej energie na zásobovanie teplou vodou.

Životnosť solárnych panelov

V dokumentoch k zariadeniu sa spravidla uvádza trvanlivosť od 20 do 25 alebo dokonca 30 rokov. Mnohé zariadenia však fungujú aj po uplynutí doby stanovenej výrobcami. Napríklad prvá solárna batéria na svete funguje už viac ako 60 rokov a v priebehu rokov sa technológia výroby výrazne zlepšila.

Prototyp solárnej batérie bol vyvinutý na konci 19. storočia.

Je zrejmé, že možno vyzdvihnúť iba jednu nevýhodu - pri konštantnej prevádzke výkon zariadenia klesá, tieto ukazovatele sú však zanedbateľné: po dobu 10 rokov nie viac ako 10%.

Zabráňte fyzickému poškodeniu, ako sú padajúce stromy, odfúknutie vetrom a poškriabanie snímacích prvkov. Účinnosť zariadenia závisí od toho druhého.

Vykonávajte pravidelnú údržbu: údržba a čistenie.

V prípade potreby nainštalujte zábrany proti vetru.

Solárne panely pre súkromný dom (hotové súpravy) zahŕňajú nasledujúce komponenty v systéme: batérie a výkonová elektronika. Životnosť prvých zariadení je od 2 do 15 rokov, druhá - od 5 do 20 rokov, v závislosti od charakteristík, intenzity používania a starostlivej údržby.

Všeobecné vlastnosti a dostupnosť nákupu

Zariadenie nie je škodlivé pre životné prostredie a poskytuje stabilné napájanie bez prepätia. A čo je najdôležitejšie, dodáva bezplatnú energiu: za ktorú neplatia účty za energie.

Vzhľad solárnych panelov sa po ich vynáleze zmenil len málo, čo sa nedá povedať o vnútornej „náplni“

Solárny modul premieňa svetlo na elektrickú energiu a generuje konštantný prúd. Plocha panelov môže byť až niekoľko metrov. Keď je potrebné zvýšiť kapacitu systému, zvýši sa počet modulov. Ich účinnosť závisí od intenzity slnečného žiarenia a uhla dopadu lúčov: od lokality, ročného obdobia, klimatických podmienok a dennej doby. Aby sa správne zohľadnili všetky tieto nuansy, inštaláciu musia vykonať odborníci.

Typy modulov:

Monokryštalický. Pozostáva z kremíkových článkov, ktoré premieňajú slnečnú energiu. Vyznačujú sa kompaktnými rozmermi. Z hľadiska výkonu ide o najefektívnejšiu (až 22% účinnosť) solárnu batériu pre domácnosť. Súprava (jej cena je jednou z najdrahších) bude stáť od 100 tisíc rubľov.

Polykryštalický. Používajú polykryštalický kremík. Nie sú také účinné (až 18% účinnosť) ako monokryštalické solárne články. Ich cena je však výrazne nižšia, takže sú dostupné širokej verejnosti.

Amorfný. Majú tenkovrstvové solárne články na báze kremíka. Z hľadiska výroby energie sú horšie ako mono a polykryštály, ale sú tiež lacnejšie. Ich výhodou je schopnosť fungovať v difúznom a dokonca aj slabom osvetlení.

Na našej stránke nájdete kontakty na stavebné firmy, ktoré ponúkajú. So zástupcami môžete priamo komunikovať návštevou výstavy domov Low-Rise Country.

Systém obsahuje aj nasledujúce komponenty:

Invertor, ktorý premieňa jednosmerný prúd na striedavý.

Akumulátorová batéria. Nielenže akumuluje energiu, ale tiež neutralizuje poklesy napätia pri zmene úrovne osvetlenia.

Regulátor nabíjacieho napätia batérie, režimu nabíjania, teploty a ďalších parametrov.

V predajniach si môžete zakúpiť jednotlivé komponenty aj celé systémy. V tomto prípade sa výkon zariadení určuje na základe špecifických potrieb.

Fungovanie, typy meničov a ich porovnávacia energetická účinnosť

Konvertory alebo invertory sú kľúčovými komponentmi solárnych panelov. Transformujú jednosmerný prúd generovaný modulom na striedavé napätie 220 V, ktoré je potrebné pre prevádzku elektrických zariadení. Meniče sú dostupné v kapacitách od 250 do 8000 W. Pri kúpe sa odporúča brať do úvahy najvyššie zaťaženie siete a korelovať napätie a výkon. Nasledujúce parametre sa považujú za optimálne: 12 voltov a 600 wattov, 24 voltov pri 600-1500 wattoch, 48 voltov, ak je výkon vyšší ako 1500 wattov.

Invertor, na schematickom diagrame fungovania solárnych panelov

Odrody konvertorov

Autonómny. Pred výberom meniča musíte určiť, ktoré zariadenia z neho budú napájané, a vypočítať ich celkový maximálny výkon za jednotku času. Odporúča sa trochu viac odobrať výkon meniča. Niektoré domáce elektrické spotrebiče pri zapnutí vytvárajú prudké zvýšenie napätia, v dôsledku čoho môže zariadenie zlyhať.

Synchrónne. Ukladajú energiu a prebytok sa prenáša do elektrickej siete. V prípade nedostatku elektriny vyrobenej sústavou si ju konvertor „požičia“ z obecnej siete. Použitie synchrónneho modelu zabráni výpadkom napájania.

Multifunkčné zariadenia spojili výhody prvého a druhého typu.

Video ukazuje, ako si vybrať invertor pre súkromný dom:

Meniče ovplyvňujú aj celkové náklady na solárne panely pre súkromný dom. V závislosti od tvaru napäťového signálu na výstupe existuje niekoľko typov ich typov, ktoré sa líšia aplikáciou a cenou:

So sínusovým signálom. Vytvárajú vysoko kvalitný prúd, ktorý ovplyvňuje ich cenu. Z nich fungujú veľké domáce spotrebiče: chladničky, kotly, klimatizácie.

Obdĺžnikový. K týmto lacným invertorom sú pripojené osvetľovacie telesá. Väčšina domácich spotrebičov s nimi nie je kompatibilná.

Pseudosinusoidálny. Ich výhodou je možnosť pripojenia takmer všetkých domácich spotrebičov. Ale kvalita signálu je oproti prvému typu znížená, takže sú lacnejšie.

Rebrovaný tvar meniča je nevyhnutný pre čo najefektívnejšie chladenie

Náklady na súpravu a hlavné technické vlastnosti, doba návratnosti

Ceny hotových súprav sa vo všeobecnosti pohybujú od 30 000 do 2 000 000 rubľov. Závisia od zariadení, ktoré ich tvoria (od typu batérií, počtu zariadení, výrobcu a vlastností). Možnosti rozpočtu nájdete od 10 500 rubľov. Ekonomická sada obsahuje panel, regulátor nabíjania, konektor.

Štandardné súpravy zahŕňajú:

energetický modul;

regulátor nabíjania;

batéria;

invertor;

stojan * ;

kábel * ;

terminály * .

* Dodávané v rozšírenej konfigurácii.

Štandardná sada vybavenia

Technické vlastnosti sú uvedené v návode na použitie:

Výkon a rozmery panelov. Čím viac energie potrebujete, tým výhodnejšie je kúpiť väčšie batérie.

Energetická účinnosť systému.

Teplotný koeficient ukazuje, ako veľmi teplota ovplyvňuje výkon, napätie a prúd.

Jeden solárny systém, určený pre 4 ľudí, sa podľa odborníkov vyplatí za 4 roky. Okrem toho náklady za posledné 2 desaťročia dramaticky klesli.

Princíp fungovania solárnej elektrárne doma

Solárna elektráreň je systém pozostávajúci z panelov, meniča, batérie a regulátora. Solárny panel premieňa energiu žiarenia na elektrickú energiu (ako je uvedené vyššie). Jednosmerný prúd prúdi do regulátora, ktorý rozdeľuje prúd spotrebiteľom (napríklad počítač alebo osvetlenie). Striedač premieňa jednosmerný prúd na striedavý a napája väčšinu elektrických domácich spotrebičov. Batéria uchováva energiu, ktorá sa dá spotrebovať v noci.

Vo videu je príklad výpočtov, ktoré ukazujú, koľko panelov je potrebných na zabezpečenie autonómneho napájania:

Ako sa slnečná energia využíva na výrobu tepla

Solárne systémy sa používajú na ohrev vody a vykurovanie domu. Môžu zabezpečiť teplo (na žiadosť majiteľa) aj po skončení vykurovacej sezóny a poskytnúť domu teplú vodu zadarmo. Najjednoduchším zariadením je kovový panel, ktorý je inštalovaný na streche domu. Ukladajú energiu a ohrievajú vodu, ktorá cirkuluje potrubím skrytým pod nimi. Na tomto princípe je založené fungovanie všetkých solárnych systémov aj napriek tomu, že sa môžu navzájom konštrukčne líšiť.

Solárne kolektory pozostávajú z:

skladovacia nádrž;

čerpacia stanica;

ovládač;

potrubia;

armatúry.

Podľa typu prevedenia sa rozlišujú ploché a vákuové kolektory. V prvom prípade je dno pokryté tepelne izolačným materiálom a kvapalina cirkuluje cez sklenené rúrky. Vákuové kolektory sú vysoko účinné, pretože tepelné straty v nich sú minimalizované. Tento typ kolektora poskytuje nielen vykurovanie solárnymi panelmi súkromného domu - je vhodné ho použiť pre systémy zásobovania teplou vodou a vykurovanie bazénov.

Populárni výrobcovia solárnych článkov

Najbežnejšie v Rusku sú výrobky čínskych výrobcov kvôli relatívnej lacnosti v porovnaní s výrobkami vyrobenými v iných krajinách. Napríklad solárne panely z Číny sú takmer dvakrát lacnejšie ako nemecké.

Najbežnejšie produkty na pultoch sú Yingli Green Energy a Suntech Power Co. Obľúbené sú aj panely HiminSolar (Čína). Ich solárne panely vyrábajú elektrinu aj v daždivom počasí.

Výrobu solárnych panelov zakladá aj domáci výrobca. Vykonávajú to nasledujúce spoločnosti:

LLC "Hevel" v Novocheboksarsku;

Telecom-STV v Zelenograde;

Sun Shines (LLC Autonomous Lighting Systems) v Moskve;

Závod kovokeramických zariadení JSC Ryazan;

CJSC "Thermotron-zavod" a ďalšie.

Za cenu môžete vždy nájsť vhodnú možnosť. Napríklad v Moskve pre solárne panely pre dom sa cena bude pohybovať od 21 000 do 2 000 000 rubľov. Cena závisí od konfigurácie a výkonu zariadení.

Solárne panely nie sú vždy ploché – existuje množstvo modelov, ktoré sústreďujú svetlo na jeden bod

Kroky inštalácie batérie

Na inštaláciu panelov sa vyberie najviac osvetlené miesto - najčastejšie sú to strechy a steny budov. Aby zariadenie fungovalo čo najefektívnejšie, panely sú namontované pod určitým uhlom k horizontu. Zohľadňuje sa aj úroveň tmavosti územia: okolité objekty, ktoré môžu vytvárať tieň (budovy, stromy atď.)

Panely sa inštalujú pomocou špeciálnych upevňovacích systémov.

Potom sa moduly prepoja s batériou, ovládačom a meničom a upraví sa celý systém.

Pre efektívne fungovanie zariadenia a dlhú životnosť je predpokladom správna inštalácia, ktorú dokážu len skúsení odborníci.

Napriek zložitosti zapojenia a kalibrácie je pracovný čas krátky – s príslušným náradím strávia kompetentní montážnici všetkým asi pol dňa.

Pre inštaláciu systému sa vždy vypracuje osobný projekt, ktorý zohľadňuje všetky vlastnosti situácie: ako bude inštalácia solárnych panelov na streche domu vykonaná, cena a podmienky. V závislosti od druhu a rozsahu prác sú všetky projekty kalkulované individuálne. Objednávateľ dielo preberá a dostáva naň záruku.

Montáž solárnych panelov musí byť vykonaná odborníkmi a pri dodržaní bezpečnostných opatrení

V dôsledku toho - vyhliadky na rozvoj solárnych technológií

Ak na Zemi maximálnej efektívnej prevádzke solárnych batérií bráni vzduch, ktorý do určitej miery rozptyľuje žiarenie Slnka, tak vo vesmíre takýto problém neexistuje. Vedci vyvíjajú projekty pre obrie satelity na obežnej dráhe so solárnymi panelmi, ktoré budú fungovať 24 hodín denne. Z nich bude energia prenášaná do pozemných prijímacích zariadení. To je ale záležitosť budúcnosti a pri existujúcich batériách je úsilie zamerané na zlepšenie energetickej účinnosti a zmenšenie veľkosti zariadení.

Hodnotenie 0

V posledných rokoch sa vedci zaujímajú najmä o alternatívne zdroje energie. Ropa a plyn sa skôr či neskôr minú, preto musíme myslieť na to, ako v tejto situácii prežijeme už teraz. Veterné turbíny sa v Európe aktívne využívajú, niekto sa snaží získavať energiu z oceánu a budeme hovoriť o slnečnej energii. Koniec koncov, hviezda, ktorú vidíme na oblohe takmer každý deň, nám môže pomôcť zachovať a zlepšiť ekologickú situáciu. Hodnota slnka pre Zem sa dá len ťažko preceňovať – dáva teplo, svetlo a umožňuje fungovanie všetkého života na planéte. Tak prečo pre ňu nenájdete iné využitie?

Trochu histórie

V polovici 19. storočia fyzik Alexander Edmond Becquerel objavil fotovoltaický efekt. A do konca storočia Charles Fritts vytvoril prvé zariadenie schopné premeniť slnečnú energiu na elektrinu. Na to sa používal selén pokrytý tenkou vrstvou zlata. Účinok bol slabý, no tento vynález sa často spája so začiatkom éry slnečnej energie. Niektorí vedci s touto formuláciou nesúhlasia. Za zakladateľa éry slnečnej energie nazývajú svetoznámeho vedca Alberta Einsteina. V roku 1921 dostal Nobelovu cenu za vysvetlenie zákonitostí vonkajšieho fotoelektrického javu.

Zdá sa, že solárna energia je sľubnou cestou rozvoja. Do každej domácnosti však bráni množstvo prekážok – najmä ekonomických a ekologických. Čo tvoria náklady na solárne panely, aké škody môžu spôsobiť životnému prostrediu a aké ďalšie spôsoby získavania energie existujú, sa dozvieme nižšie.

Akumulačné metódy

Najnaliehavejšou úlohou spojenou s udomácňovaním sa slnečnej energie je nielen jej príjem, ale aj jej akumulácia. A práve toto je najťažšie. V súčasnosti vedci vyvinuli iba 3 spôsoby, ako úplne skrotiť slnečnú energiu.

Prvý je založený na použití parabolického zrkadla a tak trochu pripomína hru s lupou, ktorú pozná každý z detstva. Svetlo prechádza šošovkou a zhromažďuje sa v jednom bode. Ak na toto miesto vložíte kúsok papiera, rozsvieti sa, pretože teplota prekrížených slnečných lúčov je neuveriteľne vysoká. Parabolické zrkadlo je konkávny disk, ktorý pripomína plytkú misku. Toto zrkadlo, na rozdiel od lupy, neprepúšťa slnečné svetlo, ale odráža ho a zhromažďuje ho v jednom bode, ktorý je zvyčajne nasmerovaný na čiernu rúrku naplnenú vodou. Táto farba sa používa, pretože najlepšie absorbuje svetlo. Voda v potrubí sa vplyvom slnečného žiarenia ohrieva a môže sa použiť na výrobu elektriny alebo na vykurovanie malých domov.

Plochý ohrievač

Táto metóda používa úplne iný systém. Solárny prijímač vyzerá ako viacvrstvová štruktúra. Princíp jeho fungovania vyzerá takto.

Lúče, ktoré prešli sklom, zasiahli tmavý kov, o ktorom je známe, že lepšie absorbuje svetlo. Slnečné žiarenie sa mení a ohrieva vodu, ktorá je pod železnou doskou. Potom sa všetko stane ako v prvej metóde. Ohriata voda môže byť použitá buď na vykurovanie priestorov alebo na výrobu elektriny. Je pravda, že účinnosť tejto metódy nie je dostatočne vysoká, aby sa dala použiť všade.

Takto získaná slnečná energia je spravidla teplo. Na získanie elektriny sa oveľa častejšie používa tretia metóda.

Solárne bunky

Tento spôsob získavania energie poznáme najviac. Zahŕňa použitie rôznych batérií alebo solárnych panelov, ktoré možno nájsť na strechách mnohých moderných domácností. Táto metóda je zložitejšia ako tie, ktoré boli opísané vyššie, ale je oveľa sľubnejšia. Je to on, kto umožňuje premeniť energiu slnka na elektrickú energiu v priemyselnom meradle.

Špeciálne panely určené na zachytávanie lúčov sú vyrobené z obohatených kremíkových kryštálov. Slnečné svetlo, ktoré na ne dopadá, vytlačí elektrón z obežnej dráhy. Na jeho miesto okamžite ašpiruje ďalší, čím sa získa súvislá pohyblivá reťaz, ktorá vytvára prúd. V prípade potreby sa okamžite použije na zabezpečenie zariadení alebo sa akumuluje vo forme elektriny v špeciálnych batériách.

Obľúbenosť tejto metódy je odôvodnená skutočnosťou, že vám umožňuje získať viac ako 120 wattov len z jedného štvorcového metra solárnych panelov. Panely majú zároveň relatívne malú hrúbku, čo umožňuje ich umiestnenie takmer kdekoľvek.

Typy kremíkových panelov

Existuje niekoľko typov solárnych panelov. Prvé sú vyrobené s použitím monokryštalického kremíka. Ich účinnosť je približne 15%. Tieto sú najdrahšie.

Účinnosť prvkov vyrobených z polykryštalického kremíka dosahuje 11 %. Sú lacnejšie, pretože materiál pre nich sa získava pomocou zjednodušenej technológie. Tretí typ je najhospodárnejší a má najnižšiu účinnosť. Ide o panely vyrobené z amorfného kremíka, teda nekryštalického. Okrem nízkej účinnosti majú ďalšiu významnú nevýhodu - krehkosť.

Niektorí výrobcovia používajú na zvýšenie účinnosti obe strany solárneho panelu – zadnú aj prednú. To umožňuje zachytiť svetlo vo veľkých objemoch a zvyšuje množstvo prijatej energie o 15-20%.

Domáci výrobcovia

Slnečná energia na Zemi je čoraz rozšírenejšia. Aj u nás majú záujem o štúdium tohto odvetvia. Napriek tomu, že rozvoj alternatívnej energie nie je v Rusku veľmi aktívny, dosiahli sa určité úspechy. V súčasnosti sa vytváraním panelov na získavanie slnečnej energie zaoberá viacero organizácií – predovšetkým vedecké ústavy rôznych oblastí a továrne na výrobu elektrických zariadení.

1. FNM "Kvark".
2. JSC "Kovrovsky mechanický závod".
3. Všeruský výskumný ústav pre elektrifikáciu poľnohospodárstva.
4. NPO strojárstvo.
5. JSC VIEN.
6. JSC „Ryazanský závod kovokeramických zariadení“.
7. OJSC Pravdinsky Experimental Plant of Power Sources "Pozit".

Toto je len malá časť podnikov aktívne zapojených do vývoja alternatívy

Vplyv na životné prostredie

Odmietanie zdrojov energie z uhlia a ropy je spojené nielen s tým, že tieto zdroje sa skôr či neskôr vyčerpajú. Faktom je, že veľmi poškodzujú životné prostredie - znečisťujú pôdu, vzduch a vodu, prispievajú k rozvoju chorôb u ľudí a znižujú imunitu. Preto musia byť alternatívne zdroje energie bezpečné z hľadiska životného prostredia.

Kremík, ktorý sa používa na výrobu solárnych článkov, je sám o sebe bezpečný, keďže ide o prírodný materiál. Ale po jeho vyčistení je tu odpad. Pri nesprávnom používaní môžu poškodiť človeka a životné prostredie.

Navyše v oblasti úplne pokrytej solárnymi panelmi môže byť prirodzené svetlo narušené. To povedie k zmenám v existujúcom ekosystéme. Celkovo je však dopad solárnych konvertorov na životné prostredie minimálny.

Ziskovosť

Najväčšie náklady sú spojené s vysokými nákladmi na suroviny. Ako sme už zistili, špeciálne panely sú vytvorené pomocou kremíka. Napriek tomu, že tento minerál je v prírode rozšírený, s jeho ťažbou sú spojené veľké problémy. Kremík, ktorý tvorí viac ako štvrtinu hmoty zemskej kôry, totiž nie je vhodný na výrobu solárnych článkov. Na tieto účely je vhodný len najčistejší materiál získaný priemyselnou metódou. Bohužiaľ je mimoriadne problematické získať z piesku najčistejší kremík.

Cenovo je tento zdroj porovnateľný s uránom používaným v jadrových elektrárňach. To je dôvod, prečo sú náklady na solárne panely v súčasnosti na pomerne vysokej úrovni.

Moderné technológie

Prvé pokusy skrotiť slnečnú energiu sa objavili už dávno. Odvtedy mnohí vedci aktívne hľadajú najefektívnejšie vybavenie. Mal by byť nielen nákladovo efektívny, ale aj kompaktný. Jeho účinnosť by sa mala snažiť o maximum.

Prvé kroky smerom k ideálnemu zariadeniu na výrobu a premenu slnečnej energie boli podniknuté s vynálezom kremíkových batérií. Samozrejme, cena je dosť vysoká, ale panely je možné umiestniť na strechy a steny domov, kde nebudú nikomu prekážať. A účinnosť takýchto batérií je nepopierateľná.

Ale najlepší spôsob, ako zvýšiť popularitu solárnej energie, je zlacniť ju. Nemeckí vedci už navrhli nahradiť kremík syntetickými vláknami, ktoré možno integrovať do látok alebo iných materiálov. Účinnosť takejto solárnej batérie nie je príliš vysoká. Ale košeľa popretkávaná syntetickými vláknami môže aspoň smartfónu či prehrávaču poskytnúť elektrinu. Aktívne sa pracuje aj v oblasti nanotechnológií. Pravdepodobne umožnia, aby sa slnko stalo najobľúbenejším zdrojom energie v tomto storočí. Špecialisti Scates AS z Nórska už oznámili, že nanotechnológia zníži náklady na solárne panely o polovicu.

Solárna energia pre domácnosť

Mnoho ľudí pravdepodobne sníva o bývaní, ktoré sa o seba postará: neexistuje závislosť od centrálneho vykurovania, problémy s platením účtov a poškodzovanie životného prostredia. Už teraz sa v mnohých krajinách aktívne buduje bývanie, ktoré spotrebúva len energiu získanú z alternatívnych zdrojov. Pozoruhodným príkladom je takzvaný solárny dom.

Počas procesu výstavby si vyžiada viac investícií ako tradičná. Ale na druhej strane, po niekoľkých rokoch prevádzky sa vám všetky náklady vrátia – nebudete musieť platiť za kúrenie, teplú vodu a elektrinu. V solárnom dome sú všetky tieto komunikácie viazané na špeciálne fotovoltaické panely umiestnené na streche. Navyše takto získané energetické zdroje sa nevynakladajú len na aktuálne potreby, ale sa akumulujú na použitie v noci a pri zamračenom počasí.

V súčasnosti sa výstavba takýchto domov uskutočňuje nielen v krajinách blízko rovníka, kde je najjednoduchšie získať slnečnú energiu. Stavajú sa aj v Kanade, Fínsku a Švédsku.

Výhody a nevýhody

Vývoj technológií pre široké využitie solárnej energie by mohol byť aktívnejší. Existujú však určité dôvody, prečo to stále nie je prioritou. Ako sme uviedli vyššie, pri výrobe panelov vznikajú látky škodlivé pre životné prostredie. Okrem toho hotové vybavenie obsahuje gálium, arzén, kadmium a olovo.

Potreba recyklácie fotovoltaických panelov tiež vyvoláva mnohé otázky. Po 50 rokoch prevádzky sa stanú nepoužiteľnými a bude ich treba nejako zlikvidovať. Nespôsobí to kolosálnu škodu prírode? Treba si uvedomiť aj to, že slnečná energia je vrtkavý zdroj, ktorého účinnosť závisí od dennej doby a počasia. A to je podstatná nevýhoda.

Ale, samozrejme, existujú aj plusy. Slnečnú energiu možno ťažiť takmer kdekoľvek na Zemi a zariadenie na jej generovanie a premenu môže byť dostatočne malé, aby sa zmestilo na zadnú stranu smartfónu. Ešte dôležitejšie je, že ide o obnoviteľný zdroj, to znamená, že množstvo slnečnej energie zostane nezmenené najmenej ďalších tisíc rokov.

Perspektívy

Rozvoj technológií v oblasti solárnej energie by mal viesť k zníženiu nákladov na vytváranie prvkov. Už sa objavujú sklenené panely, ktoré je možné inštalovať na okná. Pokrok v nanotechnológii umožnil vynájsť farbu, ktorá sa dá nastriekať na solárne panely a môže nahradiť kremíkovú vrstvu. Ak cena solárnej energie naozaj niekoľkonásobne klesne, jej obľuba mnohonásobne vzrastie.

Vytvorenie malých panelov na individuálne použitie umožní ľuďom využívať solárnu energiu v akýchkoľvek podmienkach – doma, v aute alebo aj mimo mesta. Vďaka ich distribúcii sa zníži zaťaženie centralizovaných energetických sietí, pretože ľudia môžu samostatne nabíjať malú elektroniku.

Experti spoločnosti Shell sa domnievajú, že do roku 2040 sa bude približne polovica svetovej energie vyrábať z obnoviteľných zdrojov. V Nemecku už spotreba solárnej energie aktívne rastie a kapacita batérií je viac ako 35 gigawattov. Japonsko tiež aktívne rozvíja toto odvetvie. Tieto dve krajiny sú lídrami v spotrebe solárnej energie na svete. Čoskoro sa k nim pravdepodobne pridajú aj Spojené štáty.

Iné alternatívne zdroje energie

Vedci si nikdy neprestanú lámať hlavu nad tým, čo ešte možno použiť na výrobu elektriny alebo tepla. Tu je niekoľko príkladov najsľubnejších alternatívnych zdrojov energie.

Veterné mlyny dnes nájdete takmer v každej krajine. Dokonca aj v uliciach mnohých ruských miest sú inštalované lampáše, ktoré si sami zabezpečujú elektrinu z veternej energie. Ich hlavné náklady sú určite vyššie ako priemer, ale časom tento rozdiel vyrovnajú.

Už dávno bola vynájdená technológia, ktorá umožňuje získať energiu pomocou rozdielu teplôt vody na povrchu oceánu a v hĺbke. Čína sa aktívne chystá rozvíjať tento smer. V najbližších rokoch sa pri pobreží Ríše stredu chystajú pomocou tejto technológie postaviť najväčšiu elektráreň. Sú aj iné spôsoby využitia mora. Napríklad Austrália plánuje vytvoriť elektráreň, ktorá vyrába energiu zo sily prúdov.

Existuje mnoho ďalších alebo tepla. Ale na pozadí mnohých ďalších možností je solárna energia skutočne sľubným smerom rozvoja vedy.

Veda nám dala čas, keď sa technológia využívania slnečnej energie stala všeobecne dostupnou. Každý majiteľ má možnosť získať solárne panely do domácnosti. Letní obyvatelia v tejto veci nezaostávajú. Je pravdepodobnejšie, že sa ocitnú ďaleko od centralizovaných zdrojov trvalo udržateľného zásobovania energiou.

Odporúčame Vám oboznámiť sa s informáciami predstavujúcimi zariadenie, princípmi činnosti a výpočtom pracovných jednotiek solárneho systému. Zoznámenie sa s informáciami, ktoré sme navrhli, priblíži realitu poskytovania vašej lokality prírodnou elektrinou.

Pre vizuálne vnímanie poskytnutých údajov sú pripojené podrobné schémy, ilustrácie, foto a video pokyny.

Zariadenie a princíp fungovania solárnej batérie

Kedysi zvedavé mysle pre nás objavili prírodné látky, ktoré vznikajú vplyvom častíc slnečného svetla, fotónov,. Tento proces sa nazýval fotoelektrický efekt. Vedci sa naučili ovládať mikrofyzikálny jav.

Na báze polovodičových materiálov vytvorili kompaktné elektronické zariadenia – fotobunky.

Výrobcovia zvládli technológiu spájania miniatúrnych meničov do účinných solárnych panelov. Účinnosť modulov kremíkových solárnych panelov široko vyrábaných v priemysle je 18-22%.

Z popisu schémy je jasne vidieť: všetky komponenty elektrárne sú rovnako dôležité - koordinovaná prevádzka systému závisí od ich kompetentného výberu

Z modulov je zostavená solárna batéria. Je to konečný cieľ cesty fotónov zo Slnka na Zem. Odtiaľ tieto zložky svetelného žiarenia pokračujú vo svojej ceste už vo vnútri elektrického obvodu ako častice jednosmerného prúdu.

Sú rozdelené medzi batérie alebo sú transformované na 220 voltové striedavé náboje, ktoré napájajú všetky druhy domácich technických zariadení.

Solárna batéria je komplex sériovo zapojených polovodičových zariadení - solárnych článkov, ktoré premieňajú slnečnú energiu na elektrickú

Viac podrobností o špecifikách zariadenia a princípe fungovania solárnej batérie nájdete na našej ďalšej webovej stránke.

Typy solárnych modulov-panelov

Solárne panely-moduly sú zostavené zo solárnych článkov, inak - fotovoltaických konvertorov. FEP dvoch typov našli široké uplatnenie.

Líšia sa typmi kremíkových polovodičov používaných na ich výrobu, sú to:

• Polykryštalický. Ide o solárne články vyrobené z roztaveného kremíka dlhodobým chladením. Nekomplikovaný spôsob výroby určuje cenovú dostupnosť, ale produktivita polykryštalickej verzie nepresahuje 12%.
• Monokryštalický. Ide o prvky získané rozrezaním umelo vypestovaného kryštálu kremíka na tenké doštičky. Najproduktívnejšia a najdrahšia možnosť. Priemerná účinnosť v oblasti 17%, nájdete monokryštalické solárne články s vyšším výkonom.

Polykryštalické solárne články plochého štvorcového tvaru s nehomogénnym povrchom. Monokryštalické odrody sa javia ako tenké, rovnomerné povrchové štruktúry štvorcov so zrezanými rohmi (pseudoštvorce).

Takto vyzerajú FEP - fotovoltické konvertory: charakteristika solárneho modulu nezávisí od typu použitých prvkov - ovplyvňuje to len veľkosť a cenu

Panely prvého prevedenia s rovnakým výkonom sú väčšie ako panely druhého z dôvodu nižšej účinnosti (18 % oproti 22 %). Ale v priemere o desať percent je lacnejších a je po nich prevládajúci dopyt.

Galéria obrázkov

Môžete sa dozvedieť o pravidlách a nuansách výberu solárnych panelov na dodávanie autonómnej vykurovacej energie.

Schéma solárneho napájania

Keď sa pozriete na záhadne znejúce názvy uzlov, ktoré tvoria solárny systém, získate predstavu o supertechnickej zložitosti zariadenia.

Na mikroúrovni života fotónu je to tak. A jasne všeobecný diagram elektrického obvodu a princíp jeho fungovania vyzerajú veľmi jednoducho. Od nebeského svietidla k „Iľjičovej lampe“ sú len štyri kroky.

Solárne moduly sú prvou súčasťou elektrárne. Ide o tenké pravouhlé panely zostavené z určitého počtu štandardných dosiek s fotobunkami. Výrobcovia vyrábajú fotopanely rôzne v elektrickom výkone a napätí, násobky 12 voltov.

Galéria obrázkov

Zariadenia plochého tvaru sú vhodne umiestnené na povrchoch, ktoré sú otvorené pre priame lúče. Modulárne jednotky sú vzájomne prepojené v solárnom článku. Úlohou batérie je premieňať prijatú energiu zo slnka, čím dáva konštantný prúd danej hodnoty.

Zariadenia na uchovávanie elektrického náboja sú známe každému. Ich úloha v rámci systému solárneho napájania je tradičná. Keď sú spotrebitelia v domácnosti pripojení k centralizovanej sieti, jednotky na uskladnenie energie sa ukladajú spolu s elektrickou energiou.

Tiež akumulujú jeho prebytok, ak je prúd solárneho modulu dostatočný na zabezpečenie energie spotrebovanej elektrickými spotrebičmi.

Akumulátor dodá obvodu potrebné množstvo energie a udržiava stabilné napätie, akonáhle sa jeho spotreba zvýši na zvýšenú hodnotu. To isté sa deje napríklad v noci, keď nefungujú fotopanely alebo pri slabom slnečnom počasí.

Schéma napájania domu pomocou solárnych panelov sa líši od možností s kolektormi v schopnosti ukladať energiu do batérie.

Regulátor je elektronickým prostredníkom medzi solárnym modulom a batériami. Jeho úlohou je regulovať úroveň nabitia batérie. Zariadenie nedovolí ich varu z dôvodu prebitia alebo poklesu elektrického potenciálu pod určitú mieru potrebnú pre stabilnú prevádzku celého solárneho systému.

Obráťme sa, takto sa doslova vysvetľuje zvuk tohto pojmu. Áno, napokon, v skutočnosti táto jednotka plní funkciu, ktorá sa kedysi elektrotechnikom zdala fantastická.

Premieňa jednosmerný prúd solárneho modulu a batérií na striedavý prúd s rozdielom potenciálov 220 voltov. Práve toto napätie funguje pre drvivú masu domácich elektrických spotrebičov.

Tok slnečnej energie je úmerný polohe svietidla: pri inštalácii modulov by bolo dobré zabezpečiť nastavenie uhla sklonu v závislosti od ročného obdobia

Špičkové zaťaženie a priemerná denná spotreba energie

Potešenie z vlastnej solárnej stanice stále stojí za veľa. Prvým krokom na ceste k získaniu výkonu solárnej energie je určenie optimálneho špičkového zaťaženia v kilowattoch a racionálnej priemernej dennej spotreby energie v kilowatthodinách ekonomiky domácnosti alebo letnej chaty.

Špičkové zaťaženie vzniká potrebou zapnúť niekoľko elektrických zariadení naraz a je určené ich maximálnym celkovým výkonom, berúc do úvahy nadhodnotené štartovacie charakteristiky niektorých z nich.

Počítanie maximálnej spotreby energie vám umožní zistiť, či je súčasná prevádzka ktorých elektrických spotrebičov životne dôležitá a ktoré nie. Výkonové charakteristiky uzlov elektrárne, to znamená celkové náklady na zariadenie, podliehajú tomuto indikátoru.

Denná spotreba energie elektrického spotrebiča sa meria súčinom jeho individuálneho výkonu časom, ktorý počas dňa pracoval zo siete (spotrebovaná elektrina). Celková priemerná denná spotreba energie sa vypočíta ako súčet elektrickej energie spotrebovanej každým spotrebiteľom za denné obdobie.

Následná analýza a optimalizácia získaných údajov o záťaži a spotrebe energie zabezpečí požadovanú konfiguráciu a následnú prevádzku solárneho energetického systému s minimálnymi nákladmi.

Výsledok spotreby energie pomáha racionálne pristupovať k spotrebe solárnej elektriny. Výsledok výpočtov je dôležitý pre ďalší výpočet kapacity batérie. Od tohto parametra ešte viac závisí cena akumulátora, ktorý je celkom cenným komponentom systému.

Postup výpočtu energetických ukazovateľov

Proces výpočtov doslova začína horizontálne umiestneným, v krabici, rozloženým listom notebooku. Ľahkými čiarami ceruzky sa z kusu papiera získa formulár s tridsiatimi stĺpcami a v riadkoch podľa počtu domácich elektrických spotrebičov.

Príprava na aritmetické výpočty

Prvý stĺpec sa kreslí tradičným spôsobom - poradové číslo. V druhom stĺpci je názov elektrického spotrebiča. Tretím je jeho individuálna spotreba energie.

Stĺpce od štvrtej do dvadsiatej siedmej - hodiny dňa od 00 do 24. Do nich sa cez vodorovnú lomku zadávajú:

• v čitateli - prevádzkový čas zariadenia počas konkrétnej hodiny v desatinnom tvare (0,0);
• v menovateli - opäť jeho individuálna spotreba energie (toto opakovanie je potrebné na výpočet hodinových záťaží).

Dvadsiaty ôsmy stĺpec je celkový čas, počas ktorého zariadenie v domácnosti funguje počas dňa. V dvadsiatom deviatom sa zaznamenáva osobná spotreba energie zariadenia ako výsledok vynásobenia individuálnej spotreby energie prevádzkovým časom za denné obdobie.

Vypracovanie podrobnej spotrebiteľskej špecifikácie, berúc do úvahy hodinové zaťaženie, pomôže opustiť známejšie zariadenia vďaka ich racionálnemu použitiu

Štandardná je aj tridsiata kolóna – pozn. Bude sa hodiť pri medzivýpočtoch.

Vypracovanie špecifikácií pre spotrebiteľov

Ďalšou fázou výpočtov je transformácia zošitového formulára na špecifikáciu pre domácich odberateľov elektriny. Prvý stĺpec je jasný. Tu sú uvedené poradové čísla riadkov.

Druhý stĺpec obsahuje mená spotrebiteľov energie. Odporúča sa začať napĺňať chodbu elektrickými spotrebičmi. Ďalšie izby sú opísané proti smeru hodinových ručičiek alebo v smere hodinových ručičiek (ako je to vhodné pre každého).

Ak je druhé (a pod.) poschodie, postup je rovnaký: zo schodiska - okrúhle. Zároveň nezabudnite na schodiskové spotrebiče a pouličné osvetlenie.

Je lepšie vyplniť tretí stĺpec s uvedením výkonu oproti názvu každého elektrického zariadenia na ceste od druhého.

Stĺpce štyri až dvadsaťsedem zodpovedajú každej hodine dňa. Pre pohodlie môžu byť okamžite prečiarknuté vodorovnými čiarami v strede čiar. Výsledné horné polovice riadkov sú akoby čitateľmi, dolné sú menovateľmi.

Tieto stĺpce sa vypĺňajú riadok po riadku. Čitatelia sú selektívne formátované ako časové intervaly v desiatkovom formáte (0,0), ktoré odrážajú prevádzkový čas daného elektrického spotrebiča v konkrétnom hodinovom období. Paralelne tam, kde sú čitatelia zapísané, menovatele sa zadávajú s indikátorom výkonu zariadenia prevzatým z tretieho stĺpca.

Po vyplnení všetkých hodinových stĺpcov pristúpia k výpočtu individuálneho denného pracovného času elektrospotrebičov, pohybujúcich sa po linkách. Výsledky sa zaznamenajú do zodpovedajúcich buniek dvadsiateho ôsmeho stĺpca.

V prípade, že solárna elektráreň hrá pomocnú úlohu, aby systém nebežal naprázdno, je možné k nej pripojiť časť záťaže na konštantný výkon

Na základe výkonu a pracovného času sa postupne vypočíta denná spotreba energie všetkých spotrebičov. Označuje sa v bunkách dvadsiateho deviateho stĺpca.

Po vyplnení všetkých riadkov a stĺpcov špecifikácie sa vypočítajú súčty. Sčítaním mocnín menovateľov hodinových stĺpcov do grafu získame zaťaženia každej hodiny. Zhrnutím individuálnej dennej spotreby energie v dvadsiatom deviatom stĺpci zhora nadol sa zistí celkový denný priemer.

Do výpočtu nie je zahrnutá vlastná spotreba budúceho systému. Tento faktor je zohľadnený pomocným faktorom v následných konečných výpočtoch.

Analýza a optimalizácia prijatých údajov

Ak sa solárna energia plánuje ako záložná, hodinová spotreba energie a údaje o celkovej dennej priemernej spotrebe môžu pomôcť minimalizovať náklady na drahú solárnu elektrinu.

To sa dosiahne vylúčením energeticky náročných spotrebiteľov z používania až do obnovenia centralizovaného napájania, najmä počas špičkových hodín.

Ak je solárny systém navrhnutý ako trvalé napájanie, výsledky hodinového zaťaženia sa posúvajú dopredu. Spotrebu elektriny počas dňa je dôležité rozložiť tak, aby sa odstránili prevládajúce maximá a výrazne klesajúce minimá.

Eliminácia špičkových záťaží, vyrovnanie maximálnych záťaží, eliminácia prudkých prepadov spotreby energie v čase umožňujú zvoliť najekonomickejšie možnosti pre uzly solárneho systému a zabezpečiť stabilnú, hlavne, bezproblémovú dlhodobú prevádzku solárnej stanice.

Nerovnomernosť spotreby energie odhalí graf: našou úlohou je posunúť maximá na čas najväčšej aktivity slnka a znížiť celkovú dennú spotrebu najmä v noci.

Prezentovaný výkres ukazuje transformáciu iracionálneho rozvrhu získaného na základe zostavenej špecifikácie na optimálny. Ukazovateľ dennej spotreby sa znížil z 18 na 12 kW/h, priemerná denná hodinová záťaž zo 750 na 500 W.

Rovnaký princíp optimality príde vhod aj pri využití možnosti solárnej energie ako zálohy. Možno sa neoplatí zbytočne míňať na zvyšovanie výkonu solárnych modulov a akumulátorov z dôvodu dočasného nepohodlia.

Výber jednotiek pre solárnu elektráreň

Pre zjednodušenie výpočtov sa bude brať do úvahy verzia použitia solárnej batérie ako hlavného zdroja elektrickej energie. Spotrebiteľom bude podmienený vidiecky dom v regióne Ryazan, kde trvalo žijú od marca do septembra.

Praktické výpočty založené na údajoch racionálneho grafu hodinovej spotreby energie zverejnených vyššie objasnia odôvodnenie:

• Celková priemerná denná spotreba energie = 12 000 wattov/hod.
• Špičkové zaťaženie 1200 x 1,25 = 1500 wattov (+ 25 %).

Hodnoty budú potrebné pri výpočte celkovej kapacity solárnych zariadení a ďalších prevádzkových parametrov.

Stanovenie prevádzkového napätia solárneho systému

Vnútorné prevádzkové napätie akéhokoľvek solárneho systému je založené na násobku 12 voltov, čo je najbežnejšie hodnotenie batérie. Najpoužívanejšie jednotky solárnych staníc: solárne moduly, ovládače, invertory - sa vyrábajú pre obľúbené napätia 12, 24, 48 voltov.

Vyššie napätie umožňuje použitie menších napájacích vodičov - a tým sa zvyšuje spoľahlivosť kontaktov. Na druhej strane vypadnuté batérie v 12V sieti je možné vymeniť po jednej.

V 24-voltovej sieti ich budete musieť vzhľadom na špecifiká prevádzky batérií vymieňať iba v pároch. 48V sieť bude vyžadovať výmenu všetkých štyroch batérií na jednej vetve. Navyše už pri 48 voltoch hrozí nebezpečenstvo úrazu elektrickým prúdom.

Pri rovnakej kapacite a približne rovnakej cene by ste si mali kupovať batérie s najväčšou povolenou hĺbkou vybitia a väčším ako maximálnym prúdom.

Hlavná voľba nominálnej hodnoty rozdielu vnútorného potenciálu systému je spojená s výkonovými charakteristikami invertorov vyrábaných moderným priemyslom a musí brať do úvahy veľkosť špičkového zaťaženia:

• od 3 do 6 kW - 48 voltov,
• od 1,5 do 3 kW - rovná sa 24 alebo 48 V,
• do 1,5 kW - 12, 24, 48V.

Pri výbere medzi spoľahlivosťou elektroinštalácie a nepríjemnosťou pri výmene batérií sa v našom príklade zameriame na spoľahlivosť. Ďalej budeme stavať na prevádzkovom napätí vypočítaného systému 24 voltov.

Doplnenie batérie solárnymi modulmi

Vzorec na výpočet energie potrebnej zo solárnej batérie vyzerá takto:

Rcm = (1000 * Áno) / (k * Sin),

• Pcm = výkon solárnej batérie = celkový výkon solárnych modulov (panelov, W),
• 1000 = prijatá svetelná citlivosť fotovoltaických meničov (kW / m2)
• Áno = denná potreba energie (kWh, v našom príklade = 18),
• k = sezónny koeficient zohľadňujúci všetky straty (leto = 0,7; zima = 0,5),
• Sin = tabuľková hodnota slnečného žiarenia (toku slnečného žiarenia) pri optimálnom sklone panelov (kW * h / m²).

Hodnotu slnečného žiarenia sa dozviete na regionálnej meteorologickej službe.

Optimálny uhol sklonu solárnych panelov sa rovná hodnote zemepisnej šírky oblasti:

• na jar a na jeseň,
• plus 15 stupňov - v zime,
• mínus 15 stupňov - v lete.

Oblasť Ryazan, o ktorej sa uvažuje v našom príklade, sa nachádza na 55. zemepisnej šírke.

Najväčší výkon solárnych panelov sa dosahuje pomocou sledovacích systémov, sezónnymi zmenami uhla sklonu panelov, použitím zmiešaných trim modulov

Pre čas od marca do septembra je najlepší nekontrolovaný sklon solárneho poľa rovný letnému uhlu 40° k zemskému povrchu. Pri tejto inštalácii modulov je priemerné denné slnečné žiarenie v Rjazani počas tohto obdobia 4,73. Všetky čísla sú tam, urobme výpočet:

Pcm = 1000 * 12 / (0,7 * 4,73) ≈ 3600 wattov.

Ak vezmeme 100-wattové moduly ako základ pre solárnu batériu, potom je potrebných 36 z nich. Budú vážiť 300 kilogramov a zaberú plochu s rozmermi asi 5 x 5 m.

V praxi overené schémy zapojenia a možnosti pripojenia solárnych panelov.

Usporiadanie batériovej napájacej jednotky

Pri výbere nabíjateľných batérií sa musíte riadiť postulátmi:

1. Bežné autobatérie NIE SÚ vhodné na tento účel. Batérie solárnych elektrární sú označené nápisom „SOLAR“.
2. Batérie by sa mali kupovať len s rovnakými parametrami, najlepšie z rovnakej výrobnej šarže.
3. Miestnosť, kde sa akumulátor nachádza, musí byť teplá. Optimálna teplota, keď batérie dodávajú plný výkon = 25⁰C. Keď klesne na -5 °C, kapacita batérie sa zníži o 50 %.

Ak vezmeme do výpočtu orientačnú batériu s napätím 12 voltov s kapacitou 100 ampérov / hodinu, je ľahké vypočítať, že za hodinu bude schopná poskytnúť energiu spotrebiteľom s celkovou kapacitou 1200 wattov. Ale to je pri úplnom vybití, čo je veľmi nežiaduce.

Pre dlhodobú prevádzku dobíjacích batérií sa NEODPORÚČA znížiť ich nabitie pod 70 %. Limitná hodnota = 50 %. Ak vezmeme 60% ako „zlatý priemer“, ako základ pre následné výpočty sme dali energetickú rezervu 720 W / h na každých 100 A * h kapacitnej zložky batérie (1 200 W / h x 60 %).

Možno bude nákup jednej batérie s kapacitou 200 A * h stáť menej ako nákup dvoch za 100 a počet kontaktných spojení batérií sa zníži

Na začiatku musia byť batérie nainštalované na 100 % nabité zo stacionárneho zdroja energie. Nabíjateľné batérie musia úplne pokryť záťaž z tmavého dňa. Ak nemáte šťastie na počasie, udržujte potrebné parametre systému aj počas dňa.

Je dôležité vziať do úvahy, že prebytok batérií povedie k ich neustálemu podbitiu. Tým sa výrazne zníži životnosť. Ako najracionálnejšie riešenie sa javí vybavenie jednotky batériami s energetickou rezervou dostatočnou na pokrytie jednej dennej spotreby energie.

Ak chcete zistiť celkovú potrebnú kapacitu batérie, vydeľte celkovú dennú spotrebu energie 12 000 W/h hodnotou 720 W/ha vynásobte 100 A * h:

12 000 / 720 * 100 = 2 500 A * h ≈ 1 600 A * h

Celkovo je pre náš príklad potrebných 16 batérií s kapacitou 100 alebo 8 200 A * h, zapojených sériovo-paralelne.

Výber dobrého ovládača

Závery a užitočné video na túto tému

Film č. 1. Urob si svojpomocne ukážku inštalácie solárnych panelov na strechu domu:

Film č. 2. Výber batérií pre solárny systém, typy, rozdiely:

Film č. 3. Solárna elektráreň na letnej chate pre tých, ktorí robia všetko sami:

Uvažované praktické metódy výpočtu krok za krokom, základný princíp efektívnej prevádzky modernej batérie solárnych panelov ako súčasti autonómnej domácej solárnej stanice pomôže majiteľom veľkého domu v husto obývanej oblasti a vidieckeho domu. v divočine, aby získali energetickú suverenitu.

Dnes sú najbežnejšími alternatívnymi zdrojmi elektriny veterné turbíny a solárne panely. Najčastejšie sa solárne panely pre domácnosť používajú na osobné použitie,ktorých účinnosť priamo závisí od osvetlenia a poveternostných podmienok.

Možnosti pri použití

Umožňuje získať energiu prostredníctvom fotoelektrických premien. Fotočlánky vo vnútri samotnej batérie vyzerajú ako obyčajné štvorčeky alebo pásiky. Ale práve oni premieňajú slnečné žiarenie na elektrinu.

Používanie alternatívnych zdrojov energie, napríklad v domácnosti, znižuje náklady na elektrinu a energie. A to je dôležité pre každého človeka.

Náklady na takéto zariadenia sú dnes pomerne vysoké, ale sú úplne opodstatnené, pretože sa vyplácajú už za 1 rok ďalšieho používania.

Výhody a nevýhody

Výhody solárnych panelov pre domáce použitie:

• - ekologická čistota;
• - trvanlivosť;
• - šetrenie;
• - moc;
• - jednoduchosť výroby a prevádzky;
• - nízka hmotnosť;
• - dostatočne dlhá životnosť;
• - spoľahlivosť;
• - bezhlučnosť;
• - nepohyblivosť častí vyžadujúcich výmenu.

Nevýhody takýchto riešení sú:

• - vysoká cena;
• - ohrievanie atmosféry nad elektrárňou;
• - požadovaný veľký priestor na umiestnenie;
• - nízka účinnosť, od 9 do 24%.

Prečítajte si tiež:

Vlastnosti panelu

Aby sa neplytvalo energiou, používajú sa výkonné batérie, ktoré uchovávajú energiu. Solárne panely by totiž mali byť pod slnkom čo najdlhšie.

Panely sú jednostranné a obojstranné. Obojstranné solárne panely sú inštalované vo veľkej vzdialenosti od zeme - asi 8 metrov a viac. Jednosmerné zariadenia sú však stále bežnejšie. Sú veľmi obľúbené najmä v oblastiach, kde je dostatok svetla počas celého roka.

Takéto batérie dokážu plnohodnotne zabezpečiť teplo alebo elektrinu do malých priestorov... Existujú aj špeciálne panely určené špeciálne na ohrev vody a vykurovanie.

V modernej dobe globálneho otepľovania a deštruktívneho vplyvu ľudstva na prírodu sú takéto obnoviteľné zdroje energie nevyhnutne potrebné a perspektívne. Postupom času sa technológia batérií zlepšila, čo vám umožňuje postupne zvyšovať efektivitu a získať viac elektriny s nižšími výrobnými nákladmi.

výsledky

Solárne panely sú budúcnosťou nášho sveta. Veľké medzinárodné spoločnosti už dnes vytvárajú obrovské polia s fotovoltaickými panelmi, ktoré dokážu zabezpečiť elektrinu malým mestám a obciam. Elektrárne pre domácnosť však nie sú takým rozsiahlym a globálnym zdrojom energie. Solárne panely pre domácnosť sú spôsob, ako zmeniť svet. A ak ľudstvo použije túto metódu, potom sa naša budúcnosť zmení k lepšiemu. Solárne panely ešte nikdy neboli také cenovo dostupné.

Solárny článok je skupina fotovoltaických článkov, ktoré generujú elektrinu, keď sú vystavené slnečnému žiareniu.

Schéma solárneho fotovoltaického systému.

Vonkajšia jednoduchosť konštrukcie je v porovnaní s turbínami vodných elektrární a jadrových reaktorov veľmi atraktívna, ale použitie solárnych batérií zatiaľ nedokáže poskytnúť väčší elektrický výkon, než aký sa získava vo vodných a jadrových elektrárňach.

Slnečné svetlo je základom tepla a života na Zemi, svojou hojnosťou a ľahkou dostupnosťou priťahuje zvedavé mysle všetkých čias. Pred tisíckami rokov veľký Archimedes pomocou konkávnych leštených plôch bronzových štítov sústredil lúče slnka a zapálil drevenú eskadru Rimanov. Slnečné kolektory - kolektory slnečného tepla - sú dnes obľúbené pri použití pri letných sprchách na chatách a záhradkách.

Schéma solárneho systému na ohrev vody.

Slnečná energia sa začala využívať na výrobu elektriny až v polovici minulého storočia. Objav a využitie vnútorného fotoelektrického javu v polovodičových fotočlánkoch, vývoj technológie ich výroby umožnil vytvárať spoľahlivé návrhy solárnych článkov.

V dôsledku dopadu svetelných lúčov na povrch polovodičového fotočlánku vzniká v ňom usmernený prúd elektrónov, ktorý sa nazýva elektrický prúd. Jeho hodnota sa meria v mikroampéroch. Elektrický výkon jednej fotobunky je veľmi malý, preto sú zapojené do blokov. Hlavné nevýhody, ktoré bránia širokému používaniu takýchto batérií, sú:

• nízky elektrický výkon;
• vysoké výrobné náklady.

Nízky výkon solárnych článkov je spôsobený aj tým, že väčšina na ne dopadajúceho svetelného toku sa rozptýli, odrazí alebo pohltí bez generovania elektrického prúdu (straty – až 75 %). Z toho vyplýva nízky výkon fotovoltických článkov a vysoká cena ich elektriny.

Schéma princípu činnosti a zariadenia solárnej batérie.

Hlavným materiálom na výrobu polovodičových solárnych článkov je kryštalický kremík. Morské a riečne pláže sú naplnené pieskom - jasným predstaviteľom kremíka, ale obsahujú všetky druhy nečistôt. Technológia čistenia prírodného kremíka je veľmi nákladná záležitosť, ktorá ovplyvňuje cenu fotobuniek.

Vo vesmíre sa začala aktívne využívať slnečná energia. Solárne batérie v kozmických lodiach sú základom pre napájanie všetkých palubných vesmírnych technológií. V každodennom živote sa s využitím fotobuniek najčastejšie stretávame v kalkulačkách na solárny pohon. Zlepšenie technológií výroby kryštalického kremíka viedlo k vytvoreniu solárnych článkov na báze fotovoltaických článkov novej generácie.

Využitie solárnych panelov v každodennom živote

Schéma solárnych modulov.

Domáce využitie fotovoltických článkov, kombinovaných v blokoch na vytvorenie dostatočného elektrického výkonu, sa využíva ako záložný zdroj energie pre najpotrebnejšie domáce spotrebiče.

Chaty a vidiecke domy v našej realite sú veľmi citlivé na dočasné výpadky elektriny. Ani elitné pozemky s luxusnými budovami nie sú voči týmto javom imúnne. Neprítomnosť, aspoň dočasne, možnosti používania známych domácich spotrebičov: chladnička, mikrovlnná rúra, hriankovač, TV - vytvára v domácnosti nepríjemnosti a obťažuje.

Solárne panely eliminujú závislosť na dočasných výpadkoch elektriny a vytvárajú pocit slobody a pohodlia. Za dodatočný komfort musíte zaplatiť, pretože použitie takýchto batérií je možné iba v súprave so špeciálnymi zariadeniami:

• Akumulátory na ukladanie elektriny vyrobenej fotobunkami batérie;
• regulátor na nastavenie optimálnej spotreby akumulovanej elektriny;
• menič na napájanie domácich spotrebičov.

Pripojenie a údržba

Správne pripojenie a používanie solárnej batérie - takáto úloha vzniká ihneď po zakúpení tohto drahého zariadenia. Tu je minimálny zoznam opatrení na organizáciu autonómneho napájania:

• vyberte požadovaný počet modulov z fotobuniek na montáž batérií;
• vyberte spôsob pripojenia;
• zabezpečiť inštaláciu diódového bočníka proti prípadnému zatieneniu fotobuniek;
• nainštalujte regulátor nabíjania batérie;
• nainštalujte ovládač pre celý systém fotobuniek.

Špecifiká práce vyžadujú zapojenie špecialistu, aby sa batéria správne pripojila.

Údržba solárnych panelov nie je náročná, ale vyžaduje si pozornosť. Fotobunka, presnejšie kryštalický polovodič, je odolná a nenáročná na zmeny vonkajších podmienok. Konštrukčné prvky fotovoltaických modulov a batérií počas prevádzky menia svoje vlastnosti:

• kontaminácia povrchov fotočlánkov znižuje ich účinnosť;
• ochranná fólia znižuje priepustnosť svetla o 10-20% v priebehu času, čo si vyžaduje úpravu v elektrických obvodoch;
• prehriatie ovládača a meniča ohrozuje elektrický výkon systému;
• izolácia napájacích vodičov je zničená vlhkosťou a poklesom teploty.

Používanie chybnej batérie je prísne zakázané.

Perspektívy rozvoja využívania slnečnej energie

Schéma elektrickej siete pri použití solárnych panelov.

Inštalácia solárnych konvertorov na strechy v mestách je veľmi sľubná z hľadiska úspory energie, vyžaduje si však vládnu podporu. Napríklad bytoví užívatelia fotovoltaickej energie v Nemecku sú dotovaní z účtov za energie.

V štátoch, kde prevládajú slnečné dni (Španielsko, Izrael), vznikajú projekty obytných a priemyselných budov so solárnymi panelmi na streche. Zložitosť technológie výroby a vysoké náklady na solárne články neumožňujú masovú výrobu.

Elektromobily sa dnes skutočne využívajú, no v malom rozsahu kvôli nutnosti častého dobíjania batérií. Solárne nabíjanie autobatérií je prelomom v automobilovom priemysle na vytvorenie konkurencieschopných elektrických vozidiel.

Podľa dlhodobých technických prognóz sa do polovice 21. storočia cena elektriny z fotovoltických článkov priblíži k nákladom jej typických dodávateľov. Z hľadiska ekológie budú rozšírené autonómne výkonné zdroje elektriny v podobe solárnych panelov.