Как выбрать солнечные батареи для дома

Снабжение электричеством частных домов и крупных зданий – уже давно не мечта, а современная реальность. Сегодня владельцам загородных домов доступно питание от автономного источника электричества за счет применения солнечного света. В основе таких систем электроснабжения лежит солнечная батарея, отвечающая за трансформацию энергии.

При покупке солнечных панелей следует учесть, что мощность, производимая ими, напрямую определяет стоимость всей системы. Чем больше ватт производит батарея, тем дороже она обойдется. К примеру, у 100-ваттной цена будет в два раза дешевле, чем у 200-ваттной панели.

Мощность влияет и на габаритные характеристики батарей. Модуль, вырабатывающий 200 Вт энергии, по размерам будет больше, чем 100-ваттная панель. Помимо мощности, размер модулей зависит и от их типа. Выбирая солнечные батареи для дома, обратите внимание, чтобы у энергосистемы было достаточно мощности для снабжения всех используемых электроприборов. Также следует учесть соответствие размеров панелей величине той площадки, на которой они будут установлены.

Что такое солнечные батареи

О существовании солнечных панелей известно многим. Однако не все знают, как устроены эти агрегаты. В действительности их конструкция проста, поскольку включает в себя всего несколько компонентов. В классической солнечной панели, превращающей энергию солнца в электричество, присутствуют такие комплектующие:

• Сама батарея.
• Инвертор, обеспечивающий трансформацию постоянного тока в переменный.
• Аккумуляторный прибор, снабженный аппаратом, контролирующим заряд и разряд.

Батарея, в свою очередь, имеет еще несколько компонентов. Их называют фотоэлектрическими преобразователями либо солнечными элементами. Большинство из них производится из кремния. Данные элементы могут иметь параллельные или последовательные соединения. Это свойство позволяет контролировать и менять важные параметры: напряжение, показатели мощности и силы тока. Параллельный тип соединения – предпочтительнее, поскольку он обеспечивает работу панели даже при поломке одного из элементов, правда, с уменьшенной эффективностью. При последовательном соединении это невозможно.

Этот альтернативный источник электричества применяется для всего, что нуждается в электротоке. А именно для:

• Работы искусственного освещения в домах, школах, больницах и других сооружениях.
• Функционирования бытовых электрических приборов: холодильников, стиральных машин.
• Снабжения теплом при применении обогревателей невысокой мощности.
• Освещения садов, парков, улиц и трасс.
• Снабжения питанием медицинской техники и телекоммуникаций.
• Питания электричеством газопроводов и нефтепроводов.
• Подзарядки мобильных устройств и компьютеров с аккумуляторами.
• Снабжение электропитанием кондиционеров в жаркую погоду.
• Снабжения электричеством систем водоподготовки и подачи пресной воды.

В западных странах частные потребители уже активно используют солнечные батареи или ветрогенераторы для получения абсолютной независимости от централизованных поставщиков электричества, и уже оценили их окупаемость. Но больше всех солнечную энергию сейчас потребляют коммерческие организации. Широко распространились солнечные модули и в сельскохозяйственных комплексах.

Школа, которая обеспечивается электричеством за счет солнечных батарей к содержанию ↑

Принцип работы

Превращение энергии солнца происходит в фотоэлементах, подключенных последовательным или параллельным путем. В основе фотоэлектрического вещества лежит кремниевый кристалл. Кремний в виде соединений широко распространен на планете. К примеру, кремниевый оксид – песок или глина. Так что кристалл кремния в упрощенном варианте – это песчинка. Технические кристаллы производятся в лабораториях искусственным способом. Сначала они выращиваются в форме кругляка, затем получают из него шестигранник, из которого делают пластины. Каждая пластина имеет толщину 200 микрон, что всего в три раза толще обычного волоска.

На кремниевые пластины с одной стороны наносят бор, а со второй – фосфор. Там, где кремний соприкасается с бором, возникает избыток электронов. На противоположной, где пластина контактирует с фосфором, наблюдается их нехватка. Совмещение этих сторон называется границей p-n.

Когда на фотоэлементы в составе батарей попадает свет солнца, их поверхность атакуют фотоны. Они вытесняют «лишние» электроны на границе с бором, и направляются на противоположную – фосфорную сторону с «пробелами». Так появляется электрический ток, представляющий собой согласованное перемещение электронов. От фотоэлементов отходят металлические тропинки, через них и проводится ток. В этом и заключается суть работы солнечного элемента.

Принцип работы солнечной батареи к содержанию ↑

Плюсы и минусы

Бытовое применение солнечной энергии имеет свои плюсы:

• Экологическая безопасность.
• Долговечность.
• Простота установки и эксплуатации панелей.
• Надежность.
• Независимость.
• Низкий уровень шума работы системы.
• Малый вес.
• Отсутствие быстро изнашиваемых подвижных элементов.

Но у применения батарей есть и минусы:

• Высокая стоимость.
• Работа электростанции сопровождается выделением тепла.
• Для установки системы необходим большой участок площади.
• Невысокий коэффициент полезного действия – до 25%.

Зимой главную роль играет угол наклона панелей, поскольку солнце находится низко над линией горизонта, и это сказывается на их производительности. Зачастую устанавливается оптимальный угол на круглый год.

Эффективность солнечных модулей в зимний сезон снижается от 3 до 8 раз, что зависит от региона. Чем ближе к экватору, тем выше продуктивность электростанции. С увеличением площади батарей повышается количество накапливаемой энергии в них. Если в летнее время для освещения, снабжения питанием компьютера и холодильника понадобится 1 кВт электричества, то есть результат работы четырех 250-ваттных панелей, то зимой для этих же целей потребуется в 2 кВт.

Зимой эффективность солнечной батареи снижается

При использовании солнечных коллекторов, владельцы должны контролировать состояние жидкости, которая проходит по трубкам, чтобы она не превратилась в лед.