Автономная система энергоснабжения: солнечные батареи

Автономная система энергоснабжения: солнечные батареи

Электричество все дорожает, а вокруг столько бесплатных источников энергии! Ветер, вода, геотермальная энергия, солнечная... Только выбирай. Но что выбрать?

Наиболее доступной и распространенной является солнечная энергия. С ее помощью можно обеспечить питающей энергией, как маленький дачный домик, так и достаточно большую базу отдыха. И это не только выгодно, но и не вредит нашей окружающей среде. В этой статье мы рассмотрим принцип работы солнечных батарей и их эффективное использование.

Принцип работы фотоэлементов и системы в целом

Для преобразования энергии солнечного излучения в электрическую энергию применяют фотоэлементы (солнечные батареи или фотогальванические элементы), а процесс преобразования называют фотоэлектрическим преобразованием солнечной энергии. Фотоэлектрические ячейки состоят из кремниевых пластин. Это полупроводник, внутри которого солнечное излучение преобразовывается в электрическую энергию.

Если описать упрощенно, то «сердцем» солнечного элемента является р-n переход. Он пропускает заряды только в одном направлении. Падающее на фотоэлемент солнечное излучение выбивает электроны (n) и дырки (р) из их места в структуре полупроводника, образуя пары носителей с противоположными зарядами (электрон с отрицательным зарядом и с положительным зарядом „дыра”). В сети появляется напряжение. Теперь достаточно подключить любое устройство, питающееся электрической энергией, и по цепи потечет ток.


Более наглядно о принципе работы солнечной батареи можно посмотреть в видео:


Виды фотоэлементов и их применение

Для производства фотоэлектрических элементов используется монокристаллический или поликристаллический кремний, а в самых передовых технологиях — аморфный кремний и его сплавы. О типах солнечных батарей более детально можно прочитать в статье.

Спектр использования фотоэлектрических систем безграничен. Они могут подключаться непосредственно к электросети и применяться в автономных системах. Например, управлять уличными фонарями и дорожными знаками, запитывать метеорологические станции, радио- и телекоммуникационное оборудование, камеры и различные бытовые устройства в доме или на даче. Основным преимуществом фотоэлементов является их надежность, простота в установке и возможность получения бесплатной электроэнергии с необходимыми параметрами сети. Еще одним немаловажным достоинством можно считать их экологичность и простоту в обслуживании.

Производительность системы зависит, прежде всего, от количества солнечного света, получаемого в течение дня установкой. Чем больше солнечных часов, и чем ярче Солнце светит, тем больше мы в состоянии получить электричества из данной установки.

Очень важно правильно выбрать направление и угол наклона фотоэлектрических панелей. От этих установок зависит эффективность работы всей системы. Не целесообразно ставить солнечные панели на северной стороне здания. Или в местах, где большую часть времени панели будут затенены деревьями или другими постройками. Идеальным местом для монтажа фотоэлементов являются крыши и фасады зданий. Но уже сегодня, используя современные новации, можно построить дом, у которого все стены будут покрыты фотоэлементами. И такое здание будет полностью энергонезависимо.

Произведенная с помощью солнечных батарей электроэнергия обладает относительно высоким КПД, равным 13-15%. Такая эффективность достигается тем, что энергия солнечного излучения преобразовывается в электрическую энергию без участия тепла. Однако нужно помнить, что отдельные фотоэлементы маломощны, поэтому, чтобы получить желаемые значения мощности, все элементы необходимо соединять в модули. Соединяют их параллельно или последовательно в зависимости от ожидаемых параметров.

От общей площади поверхности всех фотоэлементов зависит выходная мощность системы. Это основной недостаток системы. Крупнейшие солнечные электростанции — это тысячи и тысячи звеньев, занимающие множество квадратных километров поверхности. Однако, нас интересуют небольшие установки, которые можно использовать для питания дома или офиса.

Правила подбора системы и ее производительность

Фотоэлектрические установки можно использовать практически в любом месте, в котором светит Солнце. А выбор параметров фотоэлектрической панели зависит от целей, которым она будет служить и от места, в котором мы хотим ее установить.

Какой тип солнечной станции выбрать?

Все зависит от площади, которая у вас есть для монтажа звеньев (фасад или крыша здания, размер земельного участка и т.д.), от объема энергии, которую вы хотите получить и от способа применения полученной энергии. Используя один из вышеперечисленных критериев, в качестве отправной точки при проектировании фотоэлектрической системы, вы в состоянии подобрать такое решение, которое будет оптимальным образом соответствовать всем вашим требованиям.

Для обеспечения энергией дачных домиков или сравнительно небольших объектов, применяют два типа систем. OFF-GRID — без подключения к общей сети. И ON-GRID – с подключением к основной сети.

Система на базе автономного инвертора off-grid имеет в своем составе аккумуляторные батареи, которые обеспечивают накопление и хранение полученной энергии, а также передачу ее в общую электрическую цепь здания. Основная цель этой системы – это энергонезависимость. Она достаточно дорога. Поэтому применять ее рекомендуется при относительно малых потреблениях энергии (в коттеджах на одну семью, в небольших дачных домиках) или в ситуациях, когда подводка электросети до объекта невозможна.

Система на базе сетевого инвертор on-grid безусловно, безопаснее и выгоднее. Она подключается к общей сети и синхронизируется с ее параметрами. On-grid позволяет продать излишек энергии по "Зеленому тарифу", а в случае нехватки, купить ее у поставщика. Однако все эти операции подразумевают наличие договора с поставщиком энергии. Данная система вполне окупаема и даже позволяет заработать.

Теперь выбор за Вами. Какую систему выбрать? Off-grid или on-grid? Энергонезависимость или окупаемость?


Есть вопросы? Наши менеджеры помогут Вам подобрать конкретный тип солнечной станции и необходимый комплект системы бесперебойного электропитания от Солнца, звоните по телефонам (050) 105-62-29, (067) 157-16-63


178 0

Комментарии

Внимание: HTML не поддерживается! Используйте обычный текст!