Работают ли солнечные батареи от ламп

Можно ли зарядить солнечную батарею без солнца

Каков принцип работы солнечной батареи? Полнофункциональное устройство, преобразовывающее солнечную энергию в электричество, состоит из трех элементов: фотоэлектрический элемент, контроллер заряда и аккумуляторная батарея (далее — АКБ). Для передачи нужного напряжения и силы тока на батарею, как правило, используются ШИМ-контроллеры заряда, которые помогают снизить нагрузку на батарею и продлить срок эксплуатации, благодаря уникальным алгоритмам контроля силы тока и напряжения при различных уровнях заряда АКБ.

Солнечный свет — основной источник энергии, обеспечивающий работу солнечной панели. Но извлечь энергию возможно и без солнца. Дело в том, что любой свет является источником энергии для фотоэлектрического элемента (солнечной панели). Другой вопрос — будет ли эффективен этот источник света для ваших целей?

Зарядка солнечной батареи в пасмурный день

Хоть и не видно солнца в пасмурную погоду, но электроэнергию солнечная панель выдавать будет. Облака — это не плотная штора, которой можно полностью перекрыть солнечный свет, поэтому часть лучей попадет на панель, и та сможет производить электроэнергию, необходимую для зарядки аккумуляторной батареи, хоть и не в таком объеме, как в безоблачный день. Количество получаемой энергии будет зависеть от площади солнечных панелей: чем больше площадь — тем больше электроэнергии вы сможете получать.

Еще один способ повысить эффективность солнечных батарей в облачную погоду — это использование контроллеров заряда МРРТ. Они увеличивают мощность системы при низком уровне освещенности или наличии облаков. MPPT-контроллеры сравнивают выдаваемое солнечными панелями напряжение и силу тока, уровень заряда АКБ и согласно заданному алгоритму выдают оптимальное соотношение напряжения/силы тока для зарядки батареи, которое может отличаться от номинального. Использование MMPT-контроллеров предпочтительней, чем применение ШИМ-контроллеров, так как с их помощью можно добиться большей мощности системы при условии недостатка прямого солнечного излучения.

Дополнительно стоит обратить внимание на чистоту солнечных панелей. Если панели загрязнены пылью, которую могло прибить дождем или нанести ветром, часть лучей будет отражаться от панели и соответственно количество получаемой энергии уменьшится. Для максимальной отдачи солнечные панели должны быть чистые. Варианты их очистки следует предусмотреть заранее, особенно если в вашем регионе снежные зимы. Покрытая снегом солнечная панель не будет производить электроэнергию.

Зарядка солнечных батарей от других источников света

Теоретически можно получать электроэнергию, направив искусственный источник света на солнечную панель. Например, направив луч прожектора с соседнего участка на ваши солнечные панели, вы получите небольшой всплеск активности фотоэлектрического элемента, но количество электричества, сгенерированного этим способом, будет ничтожно малым, его мощности вряд ли хватит, чтобы подзарядить телефон.

Но если вы в походе, у вас с собой есть портативное зарядное устройство и требуется немного зарядить какую-нибудь портативную технику, тут вам могут помочь все подручные средства, вплоть до разведения огня и зарядки телефона от света пламени. Конечно, способ сомнительный, но в ограниченных условиях, возможно, и будет неплохим подспорьем. Единственное, вам нужно расположить портативную солнечную панель на таком расстоянии от огня, чтобы она могла получать максимальное количество производимого света и не повредиться от теплового излучения костра. И возможно, поддерживая огонь продолжительное время, вам удастся хоть немного подзарядить ваше устройство.

Таким образом, для зарядки солнечных батарей можно использовать абсолютно любой источник света. Другое дело — хватит ли мощности источника для обеспечения ваших потребностей. В любом случае перед покупкой систем солнечных батарей настоятельно рекомендуется получить исчерпывающую консультацию у специалистов. А при проектировании системы — предусмотреть достаточный запас площади солнечных панелей для генерирования электроэнергии в сложных погодных условиях.

Источник

Вопрос-ответ

В данном разделе постараемся давать ответы на наиболее популярные вопросы потенциальных покупателей и просто людей интересующихся. Разумеется, полностью все охватить здесь невозможно, и если Вы не нашли ответа на интересующий Ваш вопрос, то Вы можете задать нам его — для этого просто свяжитесь с нами или отправьте его через форму обратной связи в конце этой страницы.

В: Как работают солнечные батареи в пасмурную погоду и при отсутствии прямого солнечного света?
О: Самое первое, что необходимо понять для себя — это то, что для работы солнечным батареям не обязателен прямой солнечный свет, главное наличие дневного света как такового, в т.ч. это может быть рассеянный свет при затянутом тучами небе. Естественно, вырабатываемое количество энергии в зависимости от плотности туч и облаков снижается. Если это легкие летние облака, частично или периодически закрывающие солнце, выработка может снизиться примерно в 2-5 раз. Если это совершенно «глухая» пасмурность, например, осеннее небо средней полосы России, то падение может составлять и до 10-20 раз. Если небо совершенно «черное» и идет дождь, то количество вырабатываемой энергии крайне мало и им практически можно пренебречь.

В: Бывают ли солнечные батареи, работающие ночью при луне или от искусственных источников освещения (от лампы/прожектора)?
О: Если кратко, то нет — это все домыслы из области фантастики. Иллюстрируется это очень просто — например, если посмотреть показания люксметра (прибор для измерения освещенности) вечером при искусственном освещении в помещении, то увидим цифры порядка 300-400 Люкс (такие нормы должны соблюдаться по СНиП, хотя зачастую показатели бывают гораздо худшими). Если же тем же люксметром произвести измерения на улице, на солнечном свету — то показания могут составлять несколько сотен тысяч Люкс (приборы с диапазоном до 100.000 Люкс просто зашкаливает). Про луну и говорить нечего — для ориентировки, нормы для искуственного вечернего/ночного уличного освещения составляют 5-30 Люкс. Как вы можете видеть, разница составляет не один порядок и ответ становится очевиден. Можно привести другой пример — если вы осветите солнечный модуль ярким источником света, например, автомобильными фарами, то да, будет вырабатываться небольшое количество энергии (максимум считанные ватты), но оно совершенно несопоставимо с затрачиваемым количеством энергии (типовая мощность одной лампы в автомобильной фаре — 55 Вт). Как бы мы того не хотели, но вечных двигателей в природе не существует.

В: Могут ли солнечные батареи иметь выработку больше номинальной мощности? И наоборот, когда их выработка будет минимальной?
О: Да, превышение номинала бывает, когда солнечные батареи работают на прямом солнечном свету при отрицательной температуре (зимой), если, конечно, их поверхность очищена от грязи и снега и они установлены под «крутым» углом и их положение близко в перпендикулярному по отношению к падающим солнечным лучам. Это отнюдь не означает, что зимой солнечные батареи вырабатывают больше энергии, т.к. количество солнечных часов в зимние месяцы (особенно в декабрь и январь) очень мало по сравнению с летними месяцами. Таким образом, средемесячная выработка в самые худшие зимние месяцы, в зависимости от угла наклона солнечных панелей, может сократиться по сравнению с летними месяцами от 5 до 15 раз. Таковы реалии городов и регионов средней полосы России, примерно находящихся на широте Москва — Нижний Новгород — Казань — Чебоксары — Екатеринбург. Для южных областей России диспропорция не так велика благодаря более мягкой зиме и более высокой среднегодовой температуре, что, в свою очередь, обусловлено более близким расположением к экватору — число солнечных дней в году здесь может быть больше вплоть до 2-2,5 раз.

В: Какова максимальная мощность и размер/вес солнечной батареи?
О: По состоянию на 2017 год, максимальная мощность кристаллических солнечных батарей из массовых моделей, продаваемых на российском рынке, составляет 340 Вт. Размер солнечных модулей максимальной мощности 1х2 метра, площадь соответственно 2 кв.м. Вес самых мощных солнечных батарей 300-340 Вт — 22-25 кг. Для сравнения, солнечная панель мощностью 100 Вт имеет размер 100х66 см и вес около 9 кг. Что касается модулей на основе аморфной технологии, то практически все они имеют размер 110х130 см, вес порядка 25 кг и мощность, в большинстве случаев, 110-130 Вт. И для всех типов модулей, само собой, для увеличения мощности Вы можете объединять в систему сколько угодно солнечных батарей.

В: Что лучше — поликристаллические или монокристаллические солнечные батареи?
О: Вы можете найти много информации по данному вопросу, и чем больше прочтете, тем больше запутаетесь. Не мудрствуя лукаво, скажем, что разница в среднегодовой выработке энергии между солнечными батареями одинаковой мощности двух этих типов составляет не более 5%, притом в различных случаях, например, в зависимости от производителя, преимущество может быть и у того, и у другого типа. Но с учетом того, что поликристаллические модули дешевле, их приобретают чаще. Наша рекомендация — если Вы планируете получать большую часть электроэнергии в «летний» сезон, когда много солнца — монокристалл покажет себя эффективнее, если у Вас круглогодичное использование и не самый солнечный климат (как, например, в средней полосе России), то берите поликристалл, еще и сэкономите.

В: У меня дом площадью 50 (100, 200. ) кв.м. Пожалуйста, рассчитайте мне комплект солнечных батарей.
О: Солнечные системы по жилплощади не считаются. Необходимая мощность солнечных батарей рассчитывается исходя из параметров Вашей нагрузки (потребляемая мощность имеющихся электроприборов) и режима их работы. Конечно же, бывают так называемые «готовые комплекты», но в большинстве случаев — это зло, всегда просите сделать для Вас индивидуальный расчет.

В: Я подумываю использовать солнечные батареи для отопления. Отопление у меня электрическое. Что посоветуете?
О: Посоветуем не задумываться об использовании солнечных батарей в целях электрического отопления — это очень дорого и экономически совершенно нецелесообразно. Способ отопления в холодное время года с солнечными батареями должен быть другой — с помощью газа, твердотопливных котлов и т.д. Снабжать электроэнергией от солнечных батарей всю остальную нагрузку в Вашем доме — да, это можно, но только не электрическое отопление.

В: Как быстро окупаются солнечные батареи?
О: Этот вопрос совсем неоднозначен и не имеет очевидного ответа. Перечислим несколько причин, которые прямо влияют на окупаемость:
— в различных регионах своя стоимость электроэнергии за кВт*ч;
— размер ежегодного роста тарифа на электроэнергию;
— в любой солнечной системе, кроме собственно солнечных батарей, присутствуют элементы силовой электроники (инвертор того или иного типа), а также в подавляющем большинстве случаев контроллер заряда (иногда несколько) и аккумуляторы;
— используете ли Вы их круглый год или только в «летний» сезон, а также следите ли за чистотой поверхности (очистка от снега после сильных снегопадов, изредка от пыли/грязи/птичьего помета и т.п.).
Обобщая, можно сказать, что срок опупаемости солнечных систем составляет, как правило, не менее 10 лет. Это не касается сравнения с электроснабжением от топливных генераторов — в таком случае солнечные батареи окупаются гораздо быстрее, за 2-3 сезона, а зачастую и меньше.

В: Могу ли я заряжать аккумулятор напрямую от солнечной батареи, без контроллера заряда?
О: Можете — на свой страх и риск — но ничего хорошего из этого не выйдет. Аккумулятор долго не проживет, а то и того гляди, вовсе выйдет из строя или взорвется. В комплектуемых нами системах контроллер заряда всегда присутствует. Бывают, конечно, случаи, когда нагрузку питают напрямую от солнечной батареи, например, некоторые низковольтные циркуляционные насосы или ленту светодиодную «через резистор», но надо иметь в виду — как будет солнышко светить, так будет и нагрузка работать.

В: Я хочу на дачу газонокосилку купить электрическую и чтобы она питалась от солнечной батареи. То есть, я допустим хожу, стригу газон с газонокосилкой, на которой размещена солнечная батарея, и она ее полностью снабжает электричеством.
О: Мощность газонокосилки, в среднем, 1-1,5 квт, и чтобы обеспечить ее работу в солнечную погоду, понадобится не менее 10 кв. м. солнечных панелей. Разумеется, о мобильности такой установки и речи не идет. Кроме того, солнечные модули выдают постоянный ток. Газонокосилку с таким питанием Вы, наиболее вероятно, попросту не найдете. Запросы такого рода совершенно не соответствуют специфике применения солнечных батарей.

Источник

Освещение от солнечных батарей: для чего нужно, популярные модели, декоративные решения

Альтернативные источники электроэнергии получают все большее распространение. Одним из самых популярных стало использование солнечной энергии для зарядки солнечных батарей.

Устройство и принцип работы светильников на солнечных батареях

Основные элементы солнечного светильника

Светильник состоит из следующих конструктивных частей.

Солнечная батарея (или панель). Основной элемент светильника, самый дорогой. Панель состоит из фотогальванических ячеек, в которых энергия солнечных лучей преобразуется в электрический ток за счет фотогальванических реакций. Материал электродов используется разный. Именно от них зависит эффективность батареи.

Аккумулятор. Он накапливает электрический ток, который производит панель. Аккумулятор подсоединяется к батарее при помощи специального диода. Диод проводит электричество только в одну сторону. В темное время суток он становится источником энергии для лампочек, а в светлое – питает контроллер и другую автоматику. Обычно используются никель-металлогидридные или никель-кадмиевые аккумуляторы. Они хорошо справляются с многочисленными циклами заряд-разряд.

Источник света. Чаще всего используются светодиодные лампочки. Они расходуют минимальное количество энергии, выделяют мало тепла, долго служат.

Корпус. Все перечисленные компоненты заключены во внешний корпус. Он должен быть устойчивым к прямым солнечным лучам, осадкам, пыли и грязи. Иногда солнечная батарея размещается отдельно, а сам светильник в другом месте. Часто сверху корпуса размещается плафон, который выполняет защитные функции и рассеивает световой поток в пространстве.

Контроллер (выключатель). Прибор, который управляет процессом заряда/разряда. Иногда контроллер выполняет функцию фотореле — отвечает за автоматическое включение света, когда стемнеет. На некоторых моделях имеется ручной выключатель.

Опора светильника. Корпус размещается на металлической опоре: столбе или иной ножке. В зависимости от назначения опора изготавливается разной высоты.

Принцип действия заключается в следующем: солнечные лучи попадают на фотогальванические элементы и преобразуются в электрический ток. Ток через диод поступает в аккумулятор, который накапливает заряд. Днем, когда светло, фотореле (или ручной выключатель) препятствуют разряду аккумулятора. Но с наступлением темноты аккумулятор начинает работать: накопленная днем электроэнергия начинает поступать на источник света. Светодиоды начинают освещать пространство вокруг себя. На рассвете фотореле снова срабатывает, светильник перестает работать.

Схематичный принцип действия

В солнечный день энергии достаточно для работы светильника в течение 8-10 часов. При заряде в облачный день время работы снижается в несколько раз.

В каких случаях полезно такое освещение

Несомненно, что в южных регионах, где световой день длится долго, а солнце светит часто, освещение на солнечных батареях имеет практическую пользу. Таким образом можно даже освещать дом, дачу или подсобные постройки. При этом за электричество платить не придется.

Также светильники полезны для ландшафтного дизайна, для украшения садов, парков. Они не требуют прокладки кабелей и проводов, красиво выглядят, исправно светят.

Освещение от солнечных батарей – популярный способ подсветки автодорог и улиц.

Разновидности источников света на солнечных батареях

Единой классификации светильников не существует. Приборы на солнечных батареях делят по нескольким параметрам на разные группы.

По материалу, из которого изготовлен корпус ламп, выделяют:

• пластиковые;
• металлические с лакокрасочным защитным покрытием (бронза, сталь, другие сплавы);
• деревянные с покрытием против гниения и рассыхания.

Материал, из которого изготавливают плафоны для панелей, тоже отличается у разных ламп:

• гладкие стекла, которые максимально пропускают световой поток;
• рефлекторные стекла (хорошо подходят для местности с рассеянным светом и несолнечной погодой);
• закаленное стекло: прочное, устойчивое к механическим повреждениям.

В зависимости от типа аккумулятора выделяют никель-кадмиевые и никель-металлогидридные фонари. Последние стоят больше, но служат дольше. К тому же никель-металлогидридные аккумуляторы менее ядовиты для окружающей среды, чем никель-кадмиевые.

В зависимости от типа кремния для фотогальванических батарей выделяют:

• Монокристаллические модули. Они получаются методом литья частиц кремния высокой чистоты. В итоге получается темно-синий или черный однородный монокристалл, который нарезают на пластины нужного размера. Модуль вставляется в алюминиевую раму, накрывается противоударным стеклом. Монокристаллы дороже, но более эффективны в пересчете на 1 Вт мощности. Обладают самым высоким КПД (22%) и сроком службы.
• Мультикристаллические модули. Состоят из случайно собранных монокристаллов кремния, легируется фосфором и бором.
• Поликристаллические модули. Представляет собой объединение отдельно взятых кристаллов кремния, имеющих различную форму и ориентацию. Изготавливается методом охлаждения горячего расплава кремния. Имеет голубой и светло-синий цвет. Самые недорогие, но КПД ниже (15-18%). Срок службы меньше, требуется большая площадь батарей.

Кроме описанных кремниевых панелей применяют другие полупроводниковые соединения в виде тонких пленок: CIGS (материал из меди, индия, галлия и селена), теллурид кадмия, аморфный кремний. Тонкопленочная технология дешевле, больше подходит для работы с рассеянным излучением. Таким батареям не нужен прямой солнечный свет. Однако для выработки одинаковой мощности площадь тонкопленочных батарей в 2-3 раза превышает площадь кремниевых. Их КПД самый низкий (6-15%).

Источник