Як вибрати сонячні батареї для опалення будинку

1. зміст
2. Конструкція сонячної панелі
3. Види сонячних батарей
4. Як працює сонячна установка
5. Плюси і мінуси сонячних батарей
6. Вартість сонячної батареї
7. сонячні колектори
8. Вибір сонячної батареї
9. Установка сонячної батареї
10. підсумок
11. Дивіться відео про сонячних батареях для опалення:

Сонячні батареї як джерело енергії працюють на основі поглинання і перетворення сонячного світла деякими кристалами. Ці кристали володіють властивостями напівпровідників - в них області з надлишком і недоліком електронів фізично розділені так званим pn переходом. Без зовнішнього впливу електрони р-зони не переходять через замикаючий шар. Але світлові фотони несуть енергію, яка зриває зовнішні електрони атома з орбіти і дає їм можливість потрапити в n-зону. Таким чином, енергія фотонів, з яких складається світловий промінь, в товщі покриття панелі призводить до виникнення різниці потенціалів, а це причина виникнення електричного струму.

зміст

Сонячні батареї - ефективний і бюджетний джерело тепла

Досить внести в конструкцію електроди, і струм зможе вільно текти і живити електроприлади, або, якщо підключити акумуляторні батареї, накопичувати електроенергію в них.

Конструкція сонячної панелі

Історично склалося, що з усіх відомих кристалічних напівпровідників для виробництва сонячних панелей найчастіше використовують кремній. По-перше, це дуже поширений елемент. По-друге, саме його здавна використовують в мікроелектроніці, і технології вирощування кристалів кремнію добре відпрацьовані. Сонячна панель в розрізі можна представити у вигляді пирога, де нижній шар - металева пластина, яка працює як негативний електрод (катод), потім кремній n-типу, впритул до нього пластина кремнію р-типу, потім має гратчасту структуру позитивний електрод (анод) і захисне скло.

Однією сонячної панелі для електропостачання, достатнього для живлення потужних теплових приладів опалення, мало. Тому їх об'єднують в батареї, використовуючи послідовно-паралельне з'єднання.

Види сонячних батарей

Сила струму, що згенерувала світловий панеллю, залежить від ряду факторів. Це освітленість, від неї залежить кількість працюючих фотонів.

Монокристалічна сонячна батарея

Площа поверхні, чим вона більша, тим більше поглиненої енергії. Коефіцієнт корисної дії - дуже важлива величина, і залежить вона від властивостей кристалів, які використовуються в панелі. У продажу є сонячні панелі на основі:

• монокристалічного
• полікристалічного
• аморфного кремнію

Полікристалічна сонячна батарея

Розрізнити їх можна за зовнішнім виглядом. Монокристалічні панелі майже чорні, полікристалічні синюваті. Панелі з аморфного кремнію сірі, і дуже тонкі, їх можна зігнути.

Коефіцієнт поглинання пластин з монокристалічного кремнію помітно вище, ніж у інших. На практиці заявлених 20% ККД навіть вони практично ніколи не мають. Полікристалічні панелі видають близько 10% потужності. Пластини на основі аморфного кремнію не тільки мають найнижчий коефіцієнт фотоелектричного перетворення, але і швидко втрачають його в силу високої чутливості тонкого шару кремнію до вигоряння.

Сонячна батарея на основі аморфного кремнію

Їх використання доцільне лише в районах, де переважає похмура погода, в цих умовах вони демонструють кращі показники, ніж інші види сонячних панелей.

Як працює сонячна установка

Сонячна батареї для опалення будинку працюють як джерело електричної енергії, безпосередньо тепла вони не виділяють. Струм, який отримують від батареї, дає можливість живити електрокалорифери, інфрачервоні джерела тепла. Як правило, всі споживачі працюють від мережі змінного струму, а фотоелементи сонячних панелей поставляють постійний струм. Щоб вирішити цю проблему, всі сонячні батареї для опалення доукомплектовуються інвертором, який перетворює постійний струм в перемінний. Крім цього, для успішної зарядки акумуляторів, які включаються в ланцюг для забезпечення нічного харчування, потрібен контролер. Схема роботи така: в сонячний час постійний струм, що надходить від сонячних панелей, перетворюється інвертором в змінний і надходить до споживачів з напругою 220 вольт. У нічний час батареї не працюють, і джерелом харчування стає акумулятор, який так само підключений до инвертору.

до меню ↑

Плюси і мінуси сонячних батарей

Бажання мати незалежний від централізованого постачання джерело енергії є у ​​багатьох. Для того, щоб ясно уявити собі картину використання Сонця в якості альтернативи, потрібно добре усвідомити всі плюси і мінуси такої батареї для опалення будинку.

Безперечні плюси:

• Незалежне електро- і теплопостачання. Навіть в населених пунктах з розвиненою інфраструктурою необхідно знизити залежність від загальних електричних мереж. На віддалі від цивілізації мати сонячні батареї, що дозволяють висвітлювати і обігрівати будинок, особливо цінно.
• Джерело безкоштовної електроенергії. Тарифи на електрику постійно піднімаються, а використання власного джерела енергії дає можливість заощадити.
• Довговічність роботи. Термін служби сонячних панелей близько 40 років. Згодом ККД панелі повинен зменшитися.
• Екологічність вироблення енергії, при її виробництві немає шкідливих викидів в атмосферу.

Мінуси установки сонячних батарей: Висока вартість самих сонячних панелей і супутнього устаткування. Варто розрахувати період окупності установки і порівняти його з терміном її служби. Згодом альтернативна енергетика стане доступнішим, і цей мінус зійде нанівець. Потужна установка, яка здатна забезпечити потреби опалювальних приладів, вимагає великої площі поверхні. З одного квадратного метра площі в умовах повної освітленості можна отримати до 120 ВТТ електроенергії. Розрахунок показує, що для освітлення та опалення будинку потрібно не менше 20 квадратних метрів.

до меню ↑

Вартість сонячної батареї

Вартість складається з ціни всіх панелей, які будуть включені в установку, і вартості обладнання. Це акумулятор, контроллер, що перешкоджає перезаряду акумулятора. Крім цього, знадобиться інвертор для перетворення постійного струму в змінний і реле для перемикання режимів.

Панелі на основі монокристалічного кремнію дорожче інших, але це компенсується виграшем в потужності.

сонячні колектори

Безпосередньо в тепло перетворюють сонячну енергію так звані колектори. Вони мають нагрівальні елементи, усередині яких циркулює рідина. Через контур теплообмінника енергія передається робочої рідини, яка акумулюється в баку.

Система опалення на основі сонячного колектора вакуумного типу

Такі системи опалення вже широко використовуються в світі. Розроблено два типи колекторів, плоский і вакуумний. Для використання в зимовий час варто вибрати вакуумний колектор, він надійніший зберігає тепло. Але і плоского колектора є перевага, він має велику міцність і надійністю.

Сонячний колектор потребує меншої площі, ніж установки з сонячними панелями, але вимагає великого обсягу робочої рідини і акумулює бака.

до меню ↑

Вибір сонячної батареї

Вибір роблять, виходячи з економічної доцільності використання батареї того чи іншого типу в конкретній місцевості. У районах з м'яким кліматом, де нерідкі похмурі дні, ефективність сонячних панелей для опалення буде низька. Сонячні колектори, навпаки, все ж зможуть акумулювати досить тепла. Там, де ясна погода не рідкість, і сонячні панелі забезпечать достатню кількість електроенергії.

У загальному випадку сонячний колектор для опалення набагато більш ефективний, з його допомогою можна використовувати не 15, а 90 відсотків сонячної енергії.

Установка сонячної батареї

Існує кілька правил, які потрібно неухильно дотримуватися.

Монтаж сонячних батарей

• Місце для сонячних панелей не повинно затінювати.
• До сонячним батареям повинен бути забезпечений легкий доступ для миття і прибирання снігу.
• Батареї встановлюються в нахил. Оптимальний кут нахилу в північній півкулі - кут, рівний географічній широті місцевості.
• Батареї орієнтують строго на південь.
• Монтаж виробляють на стіни будівель, на даху, на опори, встановлені на землі. В цьому випадку необхідно передбачити достатню відстань між панелями, щоб вони не затінювали один одного. Алюмінієві рамки панелей мають отвори для кріплення, і для установки панелей не потрібна особлива оснащення.

підсумок

Сонячна батарея - перспективний і доступний вид альтернативної енергетики. З її допомогою можна помітно заощадити на електроенергії і теплі, якщо взяти до уваги довгий час експлуатації установки.

до меню ↑

Дивіться відео про сонячних батареях для опалення:

В даному відео ви зможете детальніше ознайомитися з особливостями сонячних батарей.