Солнечные батареи для дома. реальный опыт эксплуатации!

Пленочные батареи

Пленочная батарея

В последнее время обретают популярность новые солнечные батареи, в основе которых лежит не твердая подложка из стекла или металла, а полимерная пленка.

Этот вид батарей обладает такими преимуществами:

1. Ее можно резать на части.
2. Подгонять под любой размер и форму.
3. Ей можно устилать крышу с плавными изгибами.
4. Она весит гораздо меньше, чем прочие виды солнечных батарей.

Но есть и недостатки:

1. Батареи не столь мощные, как кремниевые.
2. Они больше подвержены воздействиям окружающей среды.
3. К сожалению, пока непросто найти в продаже подобную продукцию, но ее производство налаживается очень активно, и нет причин сомневаться, что в ближайшем будущем приобрести рулонную батарею сможет каждый желающий.

Пленочные батареи делятся на:

• модули, в качестве основы которых используется теллурид кадмия;
• панели с основой из селенида меди-индия;
• полимерные пленочные батареи.

Эти батареи создаются путем нанесения на пленку теплурида кадмия. Вещество наносят тончайшим слоем всего в несколько десятков микрометров. Следующим слоем накладывается сеть проводников, позволяющая снимать с батареи электричество.

Батарея, созданная таким способом, по мощности не может конкурировать с модулями из кремния. Ее КПД составляет всего 10%. Но она стоит намного меньше, поэтому, несомненно, найдет свою аудиторию потребителей.

Примите во внимание: не рекомендуется проводить много времени в соседстве с таким материалом, как кадмий. Впрочем, главное правильно его утилизировать после эксплуатации.

Технология, по которой создаются эти панели, называется CIGS (аббревиатура обозначает химическое соединение Cu(In,Ga)Se2). Полупроводники в них состоят из таких элементов, как:

• медь;
• галлий;
• селен;
• индий.

Существуют некоторые технические проблемы, не позволяющие достаточно удешевить производство пленочных модулей этого типа. Но, хотя они и стоят больше, чем батареи с использованием теллурида кадмия, они более эффективны. Их КПД достигает 15%.

Еще одни сравнительно новые пленочные батареи называются «полимерными». Их начала производить компания Mekoprint A/S.

Активный слой пленки состоит из полимера. Его покрывает слой алюминиевых электродов. Эти слои расположены на органической пленке. Снаружи они покрыты защитным слоем.

Цена пленочного модуля не высокая, но и эффективность сильно уступает предыдущим вариантам.

Рекомендации по установке солнечных батарей для тех, кто решил их приобрести

Крепление солнечных батарей осуществляется с помощью локерных самонарезов или резьбовых соединений в любом удобном месте алюминиевой, профильной рамки.

Ориентировать солнечные батареи старайтесь строго на юг. Именно с юга приходит максимум «фотонов» пройдя атмосферу под прямым углом, с минимальными потерями.

Находясь на востоке или западе, солнечная энергия проходит атмосферные слои по диагонали, со значительными потерями. Человеческий глаз в течение дня адаптируется и ему кажется, что солнце светит одинаково утром, днём и вечером. На самом деле разница в освещении значительна. Это подтвердит Вам любой фотограф. Поэтому угол установки относительно горизонта для круглогодичного использования должен совпадать с параллелью. Для Санкт-Петербурга это 60 градусов. Хорошо если есть возможность менять угол, хотя бы два раза в год, весной уменьшают до 45°, а осенью увеличивают до 75°.

Устанавливать следящую систему, нецелесообразно, т. к. её стоимость сопоставима с ценой трёх солнечных батарей, а эффективность повышает на 40 %, и увеличивает вероятность на отказ в силу парусности при порывах ветра. Иными словами, дешевле и спокойнее поставить две солнечные батареи.

Если Вы устанавливаете солнечные батареи на плоскую кровлю (рубероид, жесть), старайтесь приподнять солнечную батарею хотя бы на несколько сантиметров. Так, чтобы снизу “продувало”. Если на волнистую (ондулин, шифер), это необязательно, хотя не повредит.

Идеальный вариант, если скат крыши плоский и ориентирован на юг. В этом случае на скат прикручиваются в размер солнечного модуля два уголка, с выносом над коньком около 70 см, и на уголках закрепляется модуль выше конька так, чтобы между коньком и солнечным модулем было 15–20 сантиметров.

Аналогичным образом можно поступить, свесив солнечную батарею на уголках ниже ската крыши, что предпочтительнее. В случае с волнистой крышей вместо уголка применяются трубы, подходящего диаметра.

Если Вы устанавливаете солнечные батареи на фронтон, то желательно покрасить его и свесы крыши в светлые тона.

Это увеличит количество отражённого, рассеянного излучения и снизит нагрев в зоне солнечной батареи. Также предохранит стены Вашего дома от значительных температурных перепадов день/ночь, которые не продлевают долговечность строения.

Сам солнечный модуль следует располагать горизонтально, что снижает разницу температур верх/низ в два раза, в сравнении с вертикальным расположением. Снижение температуры на несколько градусов существенно влияет на КПД солнечных батарей. Даже один процент мощности за сезон получается существенно.

Старайтесь установить солнечную батарею на максимально освещенном, незатеняемом, проветриваемом, светлом месте. Солнечная панель преобразует и отражённый, рассеянный свет, причём тыльная сторона тоже активна.

Если в снежном поле установить солнечный модуль, он преобразует больше на 35–50 % энергии, отражённой от снега на тыльную сторону. В итоге Вы получите мощность выше, чем заявили производители солнечных батарей.

Пассивная защита от снега сводится к выбору места и правильной установке солнечных батарей. На фото ниже наглядно показаны результаты. Солнечные батареи на скате крыши и над верандой занесены снегом, а на фронтоне весело преобразуют солнечное излучение в электроэнергию.

На следующем фото модуль направлен на запад, снег почти не задерживается, благодаря продуваемому пространству и отсутствию упора снизу. А вот жесткость крепежа оставляет желать лучшего.

Меньше всего электроэнергии солнечные батареи в нашем климате вырабатывают осенью, когда световой день сократился, а снег ещё не выпал.

С первым снегом, когда отражающая способность поверхности земли значительно увеличивается, общая освещённость рассеянным излучением повышается. Здесь оказывает влияние и характер местности. Снежное поле отражает до 90% солнечных лучей или рассеянного излучения. Угол установки солнечных батарей в таких условиях соответствует географической широте, минус 15 – 20 градусов.

А вот плотная застройка или лес практически не отражают солнечный свет. Поэтому в такой местности целесообразно увеличить угол наклона, с целью принять отражённый свет неба и облаков.

Здесь модуль над верандой необходимо поднять выше и уменьшить угол наклона. На снимке он равен 55 градусам.

Летом свесы над фронтоном ограничивают освещённость утренними и вечерними лучами солнца, что несколько компенсируется высотой солнцестояния.

В статье преимущественно использованы материалы следующих интернет-ресурсов

Плюсы и минусы применения солнечных батарей

Мифом среди населения является то, что солнечные батареи – это роскошь, доступная лишь для состоятельных людей. Но на самом деле это вовсе не так, и батареи могут позволить людям даже со средним достатком.

Так, если вы один раз вложите средства в покупку солнечных батарей и их установку (которую, тем не менее соответствующих умений и навыков можно выполнить и своими руками), то в течение следующих 25 лет вы будете получать электроэнергию бесплатно. Конечно же, если вы живете в Москве или Санкт-Петербурге, то все так гладко не будет, поскольку температурные отличия в сезонах весьма существенные, но, обеспечение, экономия будет существенной.

Если в качестве примера взять при наличии дома горячим водоснабжением, то расходы сократятся примерно на 70 процентов, и только 30 процентов воды вы будете получать традиционным методом, следовательно, и оплачивать будете лишь эту часть. А в летнее время батарея может обеспечить горячей водой и на 100 процентов.

Можно выделить такие преимущества установки солнечных батарей:

• солнце в качестве источника энергии доступно в любой точке планеты. Этот источник надежен, и энергию можно получать от него совершенно бесплатно. Энергия вырабатывается при солнечном свете во время светового дня;
• автономность использования. Благодаря такому решению вы не будете зависеть от поставщика электроэнергии и горячей воды хотя бы частично;
• стоимость установок постоянно снижается, а их производство постоянно совершенствуется. Солнечная энергия в плане стоимости уже начинает конкурировать с традиционными видами топлива. В отдаленных уголках страны по сравнению с ними она будет намного выгоднее в плане соотношения стоимости и потребления;
• отсутствие прав и лицензий на потребление солнечной энергии;
• возможность самостоятельно решать количество потребления и выработки энергии.

Однако помните, что приобретение модулей, аксессуаров, дополнительных установок, а также монтаж конструкции обойдутся вам в немалые деньги.

Также солнечные панели имеют ряд недостатков, которые и объясняют то, что пока не все жители планеты готовы перейти целиком на солнечную энергию:

• сложность использования в регионах, где сильная облачность и частые осадки. Особенно батареям нормально работать мешает снег. Рабочая поверхность батарей всегда должна быть открытой, а сильный снегопад этому мешает;
• необходимость подготовки под установку панелей большой площади (как правило, это крыша дома);
• высокая стоимость;
• не слишком высокий КПД при плохой погоде;
• необходимость приобретения дополнительных приборов (инверторов) для получения переменного тока, а также аккумуляторов, которые нужны для накапливания энергии;
• длительный срок окупаемости конструкции;
• необходимость постоянной очистки от грязи, пыли или снега, поскольку любого рода загрязнения резко снижают эффективность работы панелей.

Хотя, как утверждают многие разработчики, большинство этих проблем в будущем будет решена, и использовать солнечную энергию сможет любой.

Миф 5: «Китайское производство»

Поэтому неправильно утверждать, что гелиоколлекторы, произведенные в Китае, не обладают высоким качеством. Факт того, что 90% всего производства тепловых трубок и гелиоколлекторов сосредоточена в Китае, и что это производство непрерывно развивается, просто нужно принять.

Продукция китайских предприятий полностью прошли сертификацию как в своей стране, так и в Германии и имеет высокие технические характеристики.

Не нужно бояться такого альтернативного источника энергии, как солнечный свет.

Большинство негативных отзывов о солнечных батареях написаны людьми, которые никогда ими не пользовались, о чем свидетельствуют мифы, которые они используют и которые мы в нашей статье развеяли.

Смотрите видео, в котором Вы увидите реальный отзыв владельца солнечных батарей для дома в форме подробного рассказа об эксплуатации собственной солнечной электростанции:

Минусы и недостатки солнечных батарей

Несмотря на все вышеперечисленные плюсы, есть у батарей и масса недостатков, которые необходимо оценить при выборе источника энергии

Важно понимать все минусы до покупки, чтобы потом быть готовым к тому, с чем придётся столкнуться. По ряду причин солнечные панели используются чаще как вспомогательный источник, а не как основной

Самый первый недостаток — необходимость первоначальных больших инвестиций, которые не требуются при обычном подключении к центральной электросети. Также срок окупаемости вложений, в электросеть с солнечными батареями, весьма размытый, ведь всё зависит от факторов, которые не зависят от потребителя.

Низкий уровень КПД. Один квадратный метр солнечной батареи средней производительности выдаёт всего лишь около 120 Вт мощности. Такой мощности не хватит даже для того, чтобы нормально поработать за лэптопом. Солнечные панели имеют значительно меньший КПД в сравнении с традиционными источниками энергии — около 14-15%. Однако этот недостаток можно считать достаточно условным, ведь новые технологии постоянно увеличивают этот показатель и развитие не стоит на месте, выжимая всё больше и больше энергоэффективности из тех же самых площадей.

https://youtube.com/watch?v=6POvGRZ-qGs

В странах СНГ солнечные батареи достаточно дорогое удовольствие, ведь государство не поддерживает покупку таких источников энергии и никак не дотирует стремление своих граждан к “зелёной” энергии. Конечно, за рубежом ситуация значительно лучше. Ведь те же США заинтересованы в переходе страны на экологически чистые источники энергии.

Ещё один недостаток — эффективность работы зависимая от погодных условий и климата. Например, солнечные батареи теряют свою эффективность во время пасмурной погоды или в тумане. Также при низких температурах, в зимнее время, КПД солнечных батарей падает. А если панель недостаточно хорошего качества, то и при высоких температурах. Поэтому всё же необходимо поддерживать солнечные батареи какими-то основными источниками энергии, либо использовать гибридные солнечные батареи

Также немаловажно, что солнечные панели могут по разному работать в разных широтах планеты. В каждой отдельно взятой местности, за год выходит разное количество солнечной энергии

Поэтому эффективность солнечной системы также зависит и от месторасположения вашего дома. Впрочем как и от времени суток, ведь ночью солнца нет, а значит и нет выработки энергии.

Батареи невозможно использовать как источник энергии для техники, которая потребляет большую мощность.

Система электроснабжения от солнца требует большого количества вспомогательной техники. Аккумуляторы для накопления энергии, инверторы, а также специального помещения для установки системы. Например, никель-кадмиевые аккумуляторы значительно теряют свою мощность при понижении температуры ниже нуля по Цельсию.

Для того, чтобы выдать большую мощность от солнечной энергии, необходимы большие площади. Если говорить про солнечную электростанцию промышленного масштаба, то это квадратные километры. Конечно, при бытовом использовании панелей, Вам такие площади не понадобятся, но всё же учитывайте этот момент, если захотите расширятся.

Вот такие плюсы и минусы солнечных батарей. Надеемся наша статья помогла Вам определиться что нужно именно Вам.

Классификация солнечных батарей

Чтобы получить хорошую производительность установки, нужно выбирать модель на основе тех элементов, которые подойдут для вашего климата и местности. Есть несколько видов солнечных батарей, которые отличаются друг от друга по структуре рабочей поверхности своих фотоэлементов и особенностям изготовления:

• тонкопленочные;
• монокристаллические;
• поликристаллические.

Тонкопленочные солнечные батареи и их описание

Фотоэлементы таких установок выполнены на основе аморфного кремния, также это покрытие называют тонкопленочным. Они наиболее доступные в плане стоимости, но при этом не слишком широко представлены в продаже. Солнечные панели данного типа состоят из натянутой тонкой пленки, которую можно поставить где угодно, и ей не страшна даже сильная облачность. Ключевые преимущества тонкопленочных систем такие:

• пыль неспособна никак повредить батарею;
• если погодные условия неблагоприятные, то эффективность снижена всего на 20 процентов.

Однако недостатком тонкопленочных батарей является необходимость выделения большой площади в доме под их установку.

При производстве данные пластины подвергаются нескольким этапам термической обработки, и в итоге они имеют еще оттенок.

Описание монокристаллических панелей

на основе кремния

В итоге получается слиток, который, с одной стороны, считается монокристаллом, а он второй создается однородный. После его остывания он разрезается на две половины, и на них уже Данная та или иная структура.

данный батарея включает в себя огромное количество силиконовых ячеек, которые служат преобразователями солнечной энергии. Очень часто их применяют для установки на водных суднах, поскольку им не страшна влага. Отлично подойдет тип батарей для установки в местах, где много солнца, их ставят, как правило, на крыше дома, надежность как на солнечной стороне, так и на теневой.

Преимущества монокристаллических солнечных батарей такие:

• небольшой вес;
• компактные габариты установок;
• длительность применения;
• данного;
• простота установки;
• гибкость конструкций.

А вот существенным их недостатком является то, что их работа зависит от прямоты солнечных лучей и процесс энергетического производства может пострадать вследствие даже небольшой облачности, которая закроет лучи солнца.

Поликристаллические солнечные батареи и их особенности

поликристаллического кремния

Отличаются они от установок предыдущего типа по разноцветным участкам и очертаниям. Кристаллы имеют яркий синий оттенок и разные формы, размещены они в разных сторонах.

Батареи четко типа применяются для следующих объектов:

• частных домов;
• школ;
• административных зданий;
• освещений улиц.

Технические характеристики солнечных батарей

где зимой практически нет морозов

Технические характеристики панелей на кремниевой основе таковы:

• высокий уровень сопротивления КПД, начиная от 20 процентов;
• водопроницаемый корпус;
• закаленное стекло;
• устойчивость к погодным перепадам и плохим климатическим условиям.

Как правило, в домах, где получают энергию при помощи солнечных батарей, используют электрическую систему, но в некоторых случаях применяют и водный тип отопления. Схема и установка такой системы отличается тем, что нужно приготовить больше места для установки аккумуляторов, а также преобразователя постоянного тока.

Если вы используете для отопления солнечную энергию, то гораздо эффективнее нагревать крупные площади до небольших температурных показателей. Распространенным будет значительно проще поменять температуру при смене погоды, и устанавливать их лучше. Также вы не испортите интерьер дома установкой огромных радиаторов.