Как выбрать солнечные батареи для дачи

Обновлено: 05.10.2024

Солнечная батарея - устройство, преобразующее солнечное излучение в электрическую энергию. Впервые метод работы солнечной батареи был разработан 1839 году физиком Александром Беккерелем. Практическое применение метод получил в 1873 после изобретения первого полупроводника. Технология использования энергии солнца в целях ресурсообеспечения приобретает все большую популярность по всему миру. Получаемый вид энергии является возобновляемым, финансовые затраты при эксплуатации солнечных батарей очень низкие - средства требуются только на покупку и установку оборудования. Энергия, вырабатываемая этим источником, является дешевой и доступной и благодаря этому широко используется по всему миру. И если вы решили приобщиться к обществу "зеленой энергетики", то начать надо из того, чтобы разобраться - как правильно выбрать солнечные батареи для частного дома, дачи или даже квартиры.

Как устроены солнечные батареи?

Стандартная солнечная батарея состоит из алюминиевой рамы, солнечных элементов, специального стекла, подложки, токоведущих жил и распределительной коробки.

Рис. 1 Устройство солнечной батареи

Рама панели - алюминиевая конструкция, придающая жесткость изделию и образующая основу для остальных деталей батареи. Солнечные элементы - кремниевые полупроводниковые фотоэлектрические преобразователи, выращиваемые, как правило, монокристаллическим или поликристаллическим методом. Использование полупроводниковых преобразователей дает возможность прямого, одноступенчатого преобразования энергии, что позволяет использовать солнечные батареи наиболее эффективно.

В солнечной батарее используется фотовольтаический эффект, возникающий в неоднородных полупроводниковых структурах при контакте с солнечным излучением. Неоднородность полупроводникового слоя солнечной батареи достигается легированием одного полупроводникового слоя различными примесями или соединением нескольких слоев полупроводников с различной шириной запрещенной зоны - созданием гетеропереходов. Также методом получения неоднородных кремниевых полупроводников является изменение химического состава полупроводника. Эффективность использования фотопроводника характеризуется оптическими свойствами проводника, одним из которых является фотопроводимость. Потери энергии при работе солнечных батарей связаны с несколькими процессами: частичным отражением солнечных лучей от поверхности преобразователей; прохождением части лучей, через фотопреобразователи без поглощения в них; рассеянием избыточной энергии фотонов на тепловых колебаниях решетки; внутренним сопротивлением преобразователей.

Выбор параметров солнечной батареи

Поликристаллические элементы, в которых полупроводник производится поликристаллическим способом, этот метод удешевляют солнечную батарею, но снижают эффективность её работы. КПД элементов составляет 17-19%.
Монокристаллические. Если элементы выращиваются монокристаллическим способом, то КПД фотоэлементов составляет 20-21%. Стоимость батарей при таком способе производства кремния увеличивается, но площадь фотоэлементов для получения энергии того же количества снижается. Готовые солнечные батареи, изготовленными поликристаллическим способом имеют КПД 13-17 %, а с фотоэлементами, изготовленными монокристаллическим способом - КПД 15-18,5%,
Аморфные. Самым низким КПД (4-6%) обладают солнечные батареи, в которых фотоэлементы изготавливают из аморфного кремния.
Арсенид галлиевые. Для изготовления высокоэффективных преобразователей в настоящее время широко используются GaAs - Арсенид галлия, имеющий гетероструктуру и более широкую запрещенную зону, это позволяет увеличить КПД солнечных батарей до 35-40%, правда такой тип элементов имеет очень высокую цену и используется только в космической отрасли.

Рис. 2 Типы солнечных элементов

На что обратить внимание при выборе солнечных батарей?

При выборе солнечных батарей для частного дома или дачи необходимо обратить внимание не только на КПД батареи, которое в современных конструкциях на основе кремниевых элементов, ограничивается величиной 20-21%, но и на суммарную мощность купленной солнечной электростанции. Она должна обеспечить электроэнергией, достаточной для потребления электросистемой дома в любую погоду.

Зимой сильно снижается длительность светового дня, поэтому в регионах, где это наблюдается, необходимо делать запас мощности, чтобы батарей хватало на то время, когда солнце менее активно. Почему выработка зимой меньше? Не нужно думать, что из-за холода батарея будет хуже работать. Негативное действие на эффективность работы оказывают осадки в виде снега, которые необходимо удалять и меньшая продолжительность светового дня с высокой облачностью – именно это негативно влияет на выработку электроэнергии в зимнее время. Летом солнечная батарея генерирует меньшее напряжение, чем зимой. В жару температура на поверхности гелиопанели может достигать 50–55 °С, что снижает эффективность фотогальванических элементов.

Еще один важный момент при составлении плана "Как выбрать солнечные батареи для домашней электростанции" - эффективность финансовых вложений. Многие батареи при правильном выборе окупаются достаточно быстро, так как производимая при использовании энергии солнца электроэнергия является бесплатной. Выходное номинальное напряжение солнечных батарей кратно 12В и 24В, но бывают и 20В – это панели с 60 элементами. Фактическое напряжение на выходе гелиопанелей, как правило больше номинального. Так гелиопанель с выходным номинальным напряжение, равным 12В, в точке максимальной мощности выдает 17В, а при холостом ходе выдает 23В. Аналогично работают и батареи с номинальным напряжением на выходе 20 В и 24В. Двадцативольтовая батарея выдает напряжение на выходе 30В точке максимальной мощности и 39В - в режиме холостого хода, а двадцатичетырехвольтовая соответственно - 37В и 45В.

Типовые ошибки при выборе солнечных батарей для дома

Собирая себе солнечную электростанцию самостоятельно, чаще всего допускаются ошибки связанные с подбором оборудования, отметим основные из них:

Не правильно подобранное напряжение аккумуляторов и солнечных батарей, используемых в одной системе;
Использование ШИМ контроллера с 60 ячейковой солнечной панелью;
Не учтенный температурный коэффициент, связанный изменением напряжения, при изменении температуры;
Использование разных аккумуляторов, при последовательном подключении;
Неверно подобранное сечение перемычек между инвертором и АКБ;
Пренебрежение защитными устройствами.

После подбора оборудования ошибки дилетантов не заканчиваются, поскольку впереди монтаж. При установке солнечной электростанции своими руками ошибки чаще допускаются такие:

Неправильная пространственная установка самих солнечных батарей;
Падение тени на ячейки от деревьев и соседних построек;
Неверное подключение оборудования. Если в системе даже всего два АКБ, последовательное соединение могут перепутать с параллельным. Не говоря уже о нескольких АКБ, когда требуется сделать последовательно – параллельное соединение. Это касается и подключения солнечных батарей;
Плохой контакт в электрических соединениях. Касаемо изготовления перемычек кустарным способом, без применения специального инструмента. Применение скрутки, пайки коннекторов MC4 и другие ненадежные соединения.

Это только самые распространенные ошибки, но на практике их гораздо больше. Если вы решили собирать солнечную электростанцию самостоятельно, проконсультируетесь со специалистами, это поможет избежать ошибки, сэкономить деньги и да, консультацию у нас можно получить бесплатно.

Мнения экспертов о продукции

Выбор типа солнечной станции зависит от задачи, которую необходимо решить с помощью альтернативных источников энергии.

В настоящее время наиболее широко применяются три типа солнечных электростанций:

Солнечная энергетика набирает популярность - хочу с вами поделиться своими наработками в этой области. Возможно мой опыт позволит вам избежать лишних трат денег и времени.

Многие дачники сталкиваются с перебоями электроснабжения на дачных участках. Согласитесь - получить испорченные продукты в холодильнике и сидеть в темноте не самое приятное .

Бензо/дизель генераторы -это шум, выхлопные газы, оно вам надо ? Мы же на даче хотим тишины и чистого воздуха. Есть альтернативный вариант, да он дорогой пока, но зато тишина и чистый воздух. Это получение энергии от солнечных батарей.

Итак -что нужно для автономного\резервного питания на даче?

Первое и самое главное -солнечные панели. Они есть поликристаллические и монокристаллические . Монокристаллические имеют немного больший КПД, чем поликристалические, и соответственно они дороже . И как заявляют производители -монокристаллические вырабатывают энергию даже в пасмурную погоду. Но главный вопрос -какую мощность панелей выбрать? Это не простой вопрос, как может показаться на первый взгляд.

Нужно понимать, что солнечная панель в первую очередь рассчитана на подзарядку аккумулятора, а не на питание потребителей. Потребители получают энергию в основном от аккумулятора.

Итак -солнечные панели как посчитать нужную мощность?

Я пошел по такой методике. Мне нужно чтобы работал холодильник, телевизор, минимальное освещение. Мощность каждого потребителя определил для себя

-телевизор 140 Вт

-холодильник 180 Вт

-освещение 100 Вт.(светодиодные лампочки по 10 Вт)

Время работы в часах в сутки

-телевизор 6 часов

-холодильник 6 часов в сутки(определено экспериментально по времени работы компрессора )

-освещение 4 часа (это из расчете летнего периода пребывания на даче)

В итоге простым перемножением мощности на часы работы получаем в итоге энергопотребление около 2.5 кВт/часов в сутки на всех потребителей. То есть наша "солнечная электростанция" должна вырабатывать не менее такого количества энергии в сутки. Но солнце не светит круглые сутки (по крайней мере у меня на даче), поэтому обозначаем время активности солнца равное 6 часам. Опять поделив кВт/час на время получаем необходимую мощность солнечных панелей - 400 Вт. Эта мощность будет покрывать потребность потребителей в сутки . Конечно, для точности нужно было бы учитывать КПД контроллера, инвертора , потери в проводах. Но мы же не космический корабль оснащаем, а обычную дачу. Поэтому такие отступления считаю допустимыми.

А как подсчитать необходимую емкость аккумуляторов?

А емкость аккумуляторов посчитаем таким же образом - суточные кВт/час (2.5 кВт/час) поделим на 12В - получаем 210 ампер часов. Это будет минимальная емкость аккумулятора, которая обеспечит желаемое нами потребление в сутки. Но тут не учитывается, что аккумулятор нельзя разряжать до нуля, нужно как минимум оставлять запас процентов 25-30. Поэтому рекомендуется набрать емкость 260 ампер часов.

Ну с основными параметрами разобрались, а что выбрать? Начнем с солнечных панелей.

Изучив достаточно большое количество предложений как китайских так и Российских производителей я все таки остановил свой выбор на Российском производителе. Отзывы о китайских панелях - фактическая мощность ниже заявленной чуть ли не в два раза. Я выбрал 3 панели по 160 Вт. Итого мощность моей "солнечной электростанции" будет 480 Вт. Выбрал с запасом, с учетом облачной погоды когда мощность упадет существенно.

Это количество я выбрал исходя из оптимальной цены, необходимой мощности и номиналов производителя (160 вт,180 Вт, 270 Вт, 330 Вт). Выбрал вот такую

Как правило, на даче находятся потребители электричества небольшой мощности. К тому же число электрических приборов здесь небольшое и используются они периодически. Если к участку и дачному домику не подведено электричество, то нужно решить проблему энергоснабжения этих приборов. В некоторых случаях выходом из ситуации может стать покупка и установка комплекта солнечных батарей для дачи. Если правильно спроектировать, купить и смонтировать такой комплект, то будет решена проблема питания осветительных приборов, холодильника, электрических инструментов. Солнечные батареи работают бесшумно, не выделяют вредных веществ и электроэнергия, генерируемая ими бесплатна. Срок эксплуатации таких панелей составляет до 30 лет. Но для успешного использования комплекта нужно предварительно прикинуть целесообразность приобретения и учесть ряд параметров при покупке. Стоит также отметить низкий КПД солнечных батарей. Этот материал рассказывает о подобных моментах.

Целесообразность использования солнечных батарей на даче

Как это не прискорбно звучит, ради сохранения окружающей среды на солнечные батареи никто переходить не станет. В первую очередь это делается ради экономии. И комплект солнечных батарей действительно позволяет сэкономить на счетах за электроэнергию. Но окупаемость в этом случае будет не быстрая, и она зависит от ряда факторов. Кроме того, просто купить солнечные панели недостаточно. Ещё как минимум потребуются инвертор для преобразования тока, контроллер заряда, а также аккумуляторы, блок управления, провода, крепёж для панелей. В общем, сумма набегает приличная.

Чтобы самостоятельно без лишних проблем установить солнечные батареи и получать электроэнергию, специалисты рекомендуют приобретать сразу всю систему в комплекте. В продаже имеет достаточно большой выбор таких комплектов различной мощности. Есть комплекты солнечных батарей, которые используются в качестве основного источника питания на даче, а есть применяемые в роли вспомогательных. Стоимость комплекта, имеющего в своём составе 2 солнечные панели, составляет в среднем около 50 тысяч рублей. Для широких слоёв населения цена недоступная. Если такой комплект установить на доме, где живут постоянно, то он окупиться через 3─5 лет. На даче срок ещё больше, поскольку приборы включаются значительно реже. Но если электричества на даче нет, то использование солнечных батарей является более выгодным, чем дизельного генератора. К тому же всегда можно нарастить мощность простым добавлением солнечных панелей и у вас получиться небольшая солнечная электростанция.

Сразу стоит отметить, что солнечные панели вне комплекта без аккумуляторов и инвертора бесполезны. Требуется определённый запас мощности для обеспечения питания холодильника, освещения, бытовой техники. По величине около 1,3 кВт. Напрямую включать приборы с высоким энергопотреблением от солнечных панелей нельзя. Для нормальной работы им не хватит напряжения в сети. Поэтому нужна обязательная аккумуляция энергии.

Организация питания от солнечных батарей на даче

Нужно сказать, что рентабельность комплекта солнечных панелей на даче существенно возрастает при использовании оборудования и лампочек энергосберегающего класса (А, А+). Если хотите сэкономить, в принципе, допускается использование в схеме поддержанных аккумуляторов. Если вы будете периодически включать часть приборов, то такого комплекта вполне хватит для работы. Если же вы собираетесь каждый день включать много оборудования с высоким энергопотреблением, то стоит подумать о покупке автономной солнечной электростанции.
Вернуться к содержанию

Из чего состоит комплект солнечных панелей для дачи?

Итак, что входит в стандартный комплект солнечных батарей для дачи?

Солнечные панели. Количество может быть разным в зависимости от задач. Соединение делают как последовательное, так и параллельное. Это зависит от того, какое напряжение требуется на инверторе;
Контроллер заряда. Он последовательно включается в цепь между аккумуляторами и солнечными панели. Его роль заключается в обеспечении стабильного напряжения на инверторе;
Инвертор. Служит для преобразования тока. Его подключают параллельно к аккумуляторам;
Аккумуляторы;
Провода, разъёмы и другие вспомогательные детали.

Фотоэлектрические или солнечные панели представляют собой полупроводниковые пластины, соединённые последовательно. В комплектах для дачи используются кремниевые модули, имеющие КПД 13─20%. Они могут быть моно и поликристаллические. Гибкие солнечные панели в таких системах не применяются из-за низкой эффективности. Чтобы защитить полупроводниковые пластины, модули покрываются стеклом или другим материалом, который не пропускает инфракрасные лучи. Рамки модулей обычно выполнены из алюминия.

Основа таких панелей перфорированная для улучшения теплоотвода. Это важно, поскольку при чрезмерном нагреве ухудшается работа фотоэлементов. Среди основных характеристик следует выделить выходную мощность панелей. Как вы понимаете, чем она больше, тем лучше. Мощность, выдаваемая панелями, зависит от следующих параметров:

тип фотоэлементов и их количество;
интенсивность и угол падения солнечных лучей;
температура модулей при эксплуатации.

Когда рассчитывают и покупают комплект солнечных батарей, обычно опираются на средний показатель потребления электричества в сутки. А также в расчёт берётся снижение мощности, вырабатываемой панелями, в течение нескольких дней. Это уже зависит от климата в конкретном регионе. Для выработки 1 киловатта, как правило, требуется комплект, производительность которого не меньше 200 ватт. Если планируется обеспечить полностью автономное электроснабжение дома, то производительность должна быть не менее 600 ватт. Напряжение, подаваемое на вход инвертора, может быть 12 или 24 вольта. А на его выходе уже 220 вольт.

В уходе фотоэлектрические панели неприхотливы. Периодически их следует очищать от пыли. Что касается снега, то тут можно встретить разные мнения. Некоторые говорят, что снег с поверхности панелей сползает сам и не мешает поглощению энергии солнца. Другие специалисты советуют устанавливать крепления для панелей, которые позволяют при необходимости ставить их в вертикальное положение. Вообще, крайне желательно иметь возможность смены угла наклона солнечных панелей.

Характеристики, особенности и выбор комплекта для дачи

Какие есть разновидности солнечных панелей?

На рынке можно найти много разновидностей фотоэлементов, применяемых в системах электрификации на даче. Для этих задач подходят следующие разновидности панелей:

Монокристаллические. Имеют самую высокую стоимость. Их КПД составляет 15─20 процентов. С помощью таких панелей можно максимально эффективно использовать площадь, получая максимум мощности;
Поликристаллические. Они дешевле монокристаллических примерно на 15─20% Их площадь на четверть больше первых. Соответственно места для их установки потребуется больше при равной мощности. Сами модули – это прямоугольные фотоэлементы, соединённые последовательно. КПД этого вида панелей 12─15%;
Аморфный кремний. Такие панели дешевле предыдущего вида на 15 процентов. В этом случае фотоэлементы закрепляются на гибкую основу. КПД получается низкий (около 7 процентов). Такие панели неплохо поглощают рассеянный свет и частично инфракрасное излучение. Специалисты рекомендуют устанавливать их в регионах с высокой облачностью. Благодаря гибкой основе упрощается их монтаж. Но они служат значительно меньше монокристаллических и поликристаллических панелей.

Есть ещё менее распространённые микроморфные панели. Этот вид представляет симбиоз аморфных панелей, в которых есть микровкрапления кристаллов кремния. Их КПД составляет 8─12 процентов и длительный срок эксплуатации.
Вернуться к содержанию

Выбор мощности

При выборе мощности комплекта солнечных панелей для дачи следует учесть количество потребителей энергии, а также периодичность и продолжительность их использования. Есть специальные справочные таблицы по инсоляции, где можно узнать мощность излучения солнца по месяцам для различных регионов. Данные там приводятся в кВтч на квадратный метр и зависят они от погоды, продолжительности светового дня.

Чтобы вычислить минимальную мощность панелей, которая необходима для ваших условий, можно использовать 2 варианта.

Значение инсоляции для вашего региона (худший месяц в году) умножается на КПД солнечного модуля. В результате вы получите максимальную месячную генерацию с одного квадратного метра панелей. Далее нужно разделить планируемые затраты электрической энергии на это значение. У вас получиться общая площадь панелей, которая требуется для удовлетворения ваших нужд;
Второй метод вычисления предполагает деление предполагаемых затрат электричества на величину инсоляции из таблиц (худший месяц). Получится минимальную мощность, выраженная в киловаттах. К полученному значению добавляется 20 процентов, чтобы учесть потери на оборудовании. Чтобы быть полностью уверенным в обеспечении электроэнергией, прибавьте ещё 25 процентов.

Установка солнечных панелей

Есть 2 варианта сборки панелей. Первый вариант подразумевает самостоятельную сборку фотоэлектрических элементов. Они приклеиваются на ровную поверхность и соединяются последовательно. Далее они помещаются в алюминиевую рамку и делается защита из стекла или другого прозрачного материала. Конструкция должна быть полностью герметичной, поскольку работать модуль будет на улице. В результате модуль обходится вам дешевле, но защита от перегрева или повреждения у кустарных модулей хуже, чем у фабричных. Второй вариант – это покупка готовых собранных модулей.

Монтаж панелей выполняется на крыше или стенах дачи. Здесь нужно обратить внимание на надёжность крепления. Парусность модулей не допускается, поскольку это снижает его КПД. В то же время укладывать панели на крышу не допускается. Они будут перегреваться и терять эффективность. Поэтому на крыше устанавливаются направляющие. А затем на них крепятся сами модули. Между ними и крышей остаётся расстояние для вентилирования. Очень рекомендуется сделать возможность регулировки угла наклона панелей.

Чтобы получить максимальный эффект, панели из комплекта солнечных батарей устанавливаются на крыши с южной стороны. Учтите, что для поглощения более-менее приличного количества солнечной энергии, следует устанавливать от 2 модулей. Монтировать их следует с разницей в 5 градусов. Рекомендуемый угол равен вашей географической широте. При этом в весеннее время он уменьшается на 15, а осенью увеличивается на 15 градусов. Для этого желательно иметь возможность регулировки угла наклона панелей.

Немаловажным моментом является сопротивление проводов. Батареи подключаются последовательно и для их соединения требуется токопроводящий кабель. Возможно также параллельное подключение, но его используют только для дорогостоящих модулей высокой мощности. В накопительных аккумуляторах в таких комплектах используются кислотные аккумуляторы (WET, AGM), реже щелочные. По ёмкости выбирайте аккумулятор не менее 60 Ач.
Вернуться к содержанию

Цена комплекта для дачи

Что касается цен на комплекты и отдельные панели, то они сильно разняться. Многое зависит от производителя, качества исполнения, мощность, разновидности панели и её КПД.

В среднем монокристаллические кремниевые модули мощностью 40─60 ватт и напряжением 12 вольт имеют цену около 5─7 тысяч рублей. Речь идёт о российских или китайских производителях. Поликристаллический модуль с напряжением 24 вольта и мощностью 260 ватт обойдётся в 17─18 тысяч рублей.

Полностью комплект для дачи 800 ватт, включающий две панели и 2 аккумулятора, стоит в среднем около 70 тысяч рублей. А если вы собираетесь купить автономную солнечную электростанцию, то образцы мощностью 1800 ватт стоят от 160 тысяч рублей.

Отзывы пользователей

В интернете есть довольно много отзывов владельцев таких комплектов для дачи. Часто их покупают те владельцы дачных участков, где не подведено электричество. Хотя их используют не только на дачах, но и в частных домах, где живут постоянно. Есть также положительные отзывы от тех людей, кто устанавливает комплекты солнечных батарей на дачах, подключённых к электросети. Такие владельцы комплектов говорят о том, что они позволяют им существенно экономить на оплате счетов за электричество.

Судя по отзывам, люди покупают на дачу комплекты с двумя или четырьмя модулями мощностью по 200 ватт. Есть те, кто самостоятельно собирает модули, да и в целом всю систему из отдельных комплектующих. Для этого, конечно, потребуются навыки обращения с паяльником и другими инструментами. Время на это также уйдёт немало. Зато так можно существенно сэкономить. Одни только солнечные модули обойдутся в 2─3 раза дешевле, чем готовые. Если вы не стеснены в средствах, то лучше брать готовый комплект. Тогда не возникнет проблем с монтажом.

Практически во всех отзывах пользователей комплектов солнечных батарей сообщается о примерной окупаемости затрат в течение 3─4 лет.
Вернуться к содержанию

Солнечный свет, в качестве альтернативного источника энергии, активно используют во всем мире. И это не только независимость от природных ископаемых, которые не безграничны, но и значительный вклад в экологию всей планеты.

Одним из способов получения такой энергии являются солнечные панели или батареи. По научному эти системы называются фотоэлектрическими панелями.

Так что же это за системы и как они работают

Фотоэлектрические системы энергоснабжения (ФСЕ) работают по принципу физического закона фотоэффекта. Не вдаваясь в подробности его можно описать как превращение солнечного света в электрические микроразряды.

Как известно, солнце это неограниченный источник энергии, но только незначительная ее часть доходит к поверхности земли. Однако и этой энергии вполне достаточно, учитывая что современные панели могут использовать до 45% от ее количества.

Где уже применяются и для кого актуальны

Солнечные панели на крышах частных домов

Современный мир уже давно использует ФСЕ в промышленных масштабах, особенно это актуально для стран где солнечный свет активен большую часть года. Сегодня же, благодаря снижению цен на это оборудование и росту стоимость электричества, их часть используют частные дома и дачи в качества основного или дополнительного источника энергии.

А что же с квартирами? Здесь все сложнее, во первых нет достаточной свободной площади для установки панелей. Во вторых это сложно согласовать в различными надзорными органами.

В целом, такую задачу можно решить, но обойдется установка оборудования в многоквартирном доме значительно дороже, чем в частном доме.

Как выбрать солнечную батарею

Прежде чем установить такую систему в доме нужно определится с видом самих панелей и комплекта оборудования в целом. И здесь есть несколько очень важных моментов, которые нужно знать и от которых зависеть эффективность установки.

Определяемся с системой

Как выглядит комплект оборудования и как он работает

В комплект солнечных батарей сходят сами панели, аккумулятор, контроллер и инвертор. В некоторых случаях система может быть другой, в зависимости от ее назначения, давайте рассмотрим их подробнее.

Виды солнечных панелей

От этого элемента напрямую зависит эффективность работы всей системы, поэтому к их выбору стоит отнестись серьезно. Их всего три вида, но массовое применение получили только два, о них подробнее.

Монокристаллические

Каждый фотоэлемент состоит из одного кремниевого кристалла. Они самые эффективные за счет одностороннего направления этих кристаллов, КПД составляет 20% — 24%, но и стоят немного дороже. По внешнему виду их легко определить, панели имеют насыщенный синий цвет и округленные края.

Цена панели 250 Вт — 170-200 долларов .

Поликристаллические

Здесь мелкие кремниевые кристаллы объедены в фотоэлементы, что не позволяет сделать однотонную поверхность. Это отрицательно сказывается на КПД панели, ее эффективность примерно на 18% меньше монокристальных. Однако, производство таких батарей менее сложное, а значит они дешевле.

Цена панели 250 Вт — 150 долларов .

Амфорные

Представляют собой слой полупроводника (кремневодорода), напыленный на гибкую подложку. За счет своей гибкости могут монтироваться на криволинейные поверхности. Невысокий КПД, в среднем 10,4%. Однако, такие панели имеют более высокое поглощение, что делает их эффективнее в пасмурную погоду.

Цена панели 150 Вт — 250 долларов .

Сравнительная таблица уровня КПД

Соотношение производительности разных типов панелей различных производителей

Эффективность работы солнечной электростанции по месяцам

По сути, выбирать панели стоит исходя их двух параметров: финансовых возможностей и доступной свободной площади. Если вы хотите немного сэкономить, но обладаете большими площадями для установки, можете взять поликристалические. Если же место ограничено, но нужно выжать максимум, берите монокристалические.

Старение панелей

Еще один важный момент, который нужно знать, это коэффициент старения. С каждым годом производительность блоков немного снижается. Монокремний стареет за 25 лет примерно на 17 – 20%, то для монокристаллических элементов этот показатель может быть все 30%.

Что такое концентрационные солнечные лучи и как они влияют на производительность

Как можно судить из фото иллюстрации, чем больше затенена панель тем меньше ее производительность.

Видео обзор панелей

Инвертор, что нужно знать о нем

Подключение инвектора в сети

Без этого элемента система солнечных батарей просто не сможет работать. Он выполняет функцию преобразователя постоянного тока от панелей в переменный с напряжением 220 вольт. Их мощность может быть от 100 до 8000 Вт.Но, не все так просто, существует 3 вида инвекторов:

автономные;
сетевые;
многофункциональные.

Автономный инвертор (обозначение off grid). Этот прибор установлен внутри системы, выполняя все функции, но не имеет технической возможности для подключения к внешней сети. Не может перенаправлять электричество в аккумуляторы

Сетевой (или синхронный с обозначением on grid) может функционировать с подключением к внешней энергосети. Он может регулировать потоки энергии в зависимости от необходимой мощности. При недостатке электричества от батарей будет брать необходимое с сети. При переизбытке отправлять излишки в аккумуляторные батареи. Излишки электричества также могут быть перенаправлены во внешнюю сеть (если не подключены АКП или они полностью заряжены).

Многофункциональный инвертор. Универсальный вариант, работающий как оба предыдущие типа устройств. Также он обладает большим количеством дополнительных настроек, поэтому самый дорогой. Лучший вариант для домашних электростанций.

Подробная статья о инверторах, как правильно выбрать, что смотреть.

Более подробно о контроллере

Этот прибор контролирует зарядку аккумуляторных батарей. Он ограничивает подачу тока от панелей на АКП когда их, максимально возможный по техническим параметрам, уровень заряда достигнут. Это его основная функция, но некоторые типы этих приборов могут отслеживать и частично контролировать:

Величину напряжения входа.
Значение общей мощности солнечных элементов.
Измерять температуру электролита в батарее.

Можно ли не использовать контроллер в системе? Можно, но в этом случае необходимо следить за уровнем заряда батарей и вручную отключать подачу питания на АКП. Если этого не делать, батареи очень быстро выйдут из строя, выкипает электролит и высохнут банки.

Какой выбрать аккумулятор для солнечных батарей

АКП накапливают излишки электричества во время максимальной солнечной активности и раздают его, когда это необходимо. Поскольку это оборудование стоит достаточно дорого, важно подобрать его правильно что получить максимальную выгоду. Рассмотрим самые распространенные типы.

Самое важное, что нужно знать при выборе батареи, это количество циклов зарядки-разрядки, которые она выдержит. Условно говоря, батарея заряжается днем, а отдает свой заряд ночью, пусть и не полностью, а даже 90%, это уже 1 цикл.

Литий-железо-фосфатные АКБ (lifepo4) — это самый лучший вариант для автономных электростанций любых видов. Относительно новый тип батарей, практической использование его на данный момент не превышает 10-12 лет.

Преимущества

Недостатки

Высокий КПД, в пределах 95-98%.

Средний срок службы 15 лет

Количество циклов зарядки 3000-10000

Не боится перепадов напряжения

Не требует никакого обслуживания

Свинцово-кислотные аккумуляторы. Они нам всем хорошо известны так как стоят практически в каждом автомобиле. Самые распространенный в солнечных электростанциях.

КПД в пределах 80%.

Уязвимость к низким температурам

Средний срок службы 10 лет

Количество циклов зарядки 2000

AGM-аккумуляторы. Это самые слабые по всем показателям батареи. КПД не превышает 80%, не более 500 циклов заряда и рабочая температура в пределах +15-25 градусов. Это делает их неконкурентоспособными как по качеству так и по цене, относительно других типов.

Видео обзор аккумулятров

Какой комплект солнечных батарей выбрать для дома

Типичный комплект солнечной электростанции

Такие системы бывают всего нескольких видов, разобраться в них не сложно. Собирать комплект этого оборудования стоит исходя из ваших задач, давайте рассмотрим несколько вариантов.

Для обеспечения электричеством в дневное время без доступа к внешней сети вам понадобится (это самый дешевый вариант):

необходимое по расчетам количество панелей,
автономный инвертор.

Если хотите обеспечивать свой дом или дачу круглосуточно, при этом не важно есть ли доступ к сети или его нет, необходим более полный комплект оборудования:

солнечные панели,
сетевой или многофункциональный инвертор,
аккумуляторные батареи,
контроллер заряда.

Если же хотите пользоваться энергией солнечных панелей только днем, а в остальное время брать электричество с сети, вам понадобится:

необходимое по расчетам количество панелей,
сетевой или многофункциональный инвертор.

Для продажи выработанной от солнца электроэнергии, например по зеленому тарифу в Украине, вам понадобится:

солнечные панели,
сетевой или многофункциональный инвертор,
аккумуляторные батареи,
контроллер заряда,
реверсный счетчик.

Это основные комплекты солнечных электростанций, которые применяются в частных домовладениях.

Видео обзор комплектов

Немного практических расчетов цены системы

Установка солнечных батарей мощностью до 1 кВт/час = 90 000 руб (без аккумуляторная система, 8 монокристаллов и автономный инвертор). Бытовые нужды, плюс теплые полы.

Считаем рентабельность. Допустим, месяц расходуем:

теоретическая выработка 20 кВт в сутки, 600 кВт в месяц
90 000 : 600 = 150 руб. за 1 кВт
Цена 1 кВт обычной электросети = 5.4 руб. за 1 кВт
150 (солн.бат.) : 5,4 (обыч.сеть) = 28

Таким образом мы вычислили что солнечное электричество в 28 раз дороже обычной сети, цифра пугает, но не все так плохо. Теперь рассчитаем окупаемость:

Стоимость в год, при расхода 600 кВт = 38000 руб.

Вложили 90 000 руб, делим на годовой расход, теоретическая окупаемость наступить через 2.3 года. Однако, средне годичный световой день для Московской области составляет 34 %, это значит что наши батареи будут работать только треть времени, соответственно их срок окупаемости увеличится ровно в 3 раза, то есть до 6.9 года.

Читайте также: