Солнечные батареи для тайги

Работа солнечных батарей зимой и способы увеличения их производительности

Солнечные панели уже давно прочно вошли в обиход многих потребителей, несмотря на то, что цена на них по-прежнему остается достаточно высокой. Однако такой экологически чистый альтернативный источник энергии является огромным достижением. Тем более, в последнее время появилось много усовершенствованных конструкций, производительность которых на порядок выше, чем у первых аккумуляторов. Многих интересует вопрос о том, можно ли использовать солнечные батареи зимой, как работают панели в условиях холода и насколько снижается их эффективность.

Свет, а не тепло

Первое, что следует понять — низкие температуры влияют по-разному на ту или иную гелиосистему. Многие люди полагают, что если на дворе стоит жаркое и солнечное лето, гелиоаккумуляторы работают максимально эффективно. Но такое мнение является ошибочным.

Для того чтобы преобразовывать энергию Солнца в электрическую, гелиосистема, прежде всего, нуждается в свете, а не в тепле. Кстати, чем выше температура воздуха, тем производительность панелей ниже, так как при нагреве всегда теряется определенное количество энергии.

Следовательно, оптимальные условия для высокой производительности панелей — яркое солнце, но прохладная погода, либо вообще низкий уровень температуры.

Безусловно, если стоит пасмурная погода, работа системы будет менее эффективной. Но если все части конструкции функционируют согласно определенным расчетам и техническим решениям, она всегда будет успевать подзаряжаться от Солнца в течение суток.

Когда Солнце располагается низко, панели получают меньше энергии. Ведь в таком случае атмосфера является для них более сложным препятствием, нежели во время высокого расположения светила над горизонтом. Поскольку зимой оно всегда находится низко, а сутки укорачиваются, количество энергии значительно уменьшается. Поэтому зимой так важен угол наклона панелей.

Солнечная батарея зимой значительно теряет свою производительность. Как правило, она становится от 2 до 8 раз меньше, в зависимости от того, в каком регионе располагается конструкция. Следовательно, солнечные батареи в Сибири (или другом холодном регионе) работать будут, но с меньшим результатом. Чтобы увеличить их эффективность, можно установить элементы, которые имеют максимальную площадь. Чем больше света собирает панель, тем больше электроэнергии для обогрева производит система.

Особенности работы в условиях холода

Если речь идет о фотоэлектрических элементах, энергию они производят и в зимнее время. Тот же вопрос можно отнести и к солнечным коллекторам. Одна из их основных задач — нагрев воды. Будут ли функционировать солнечные батареи зимой, как работают коллекторы в условиях холодов и морозов? Конечно, энергии мы получим гораздо меньше — по причине больших тепловых потерь как в самом коллекторе, так и в его трубах, которые обеспечивают его соединение с аккумуляторным баком. И если летом можно получить до 90% энергии, необходимой для горячего водоснабжения, зимой эта цифра падает до 25%.

При эксплуатации коллектора необходимо контролировать, чтобы трубки, через которые поступает жидкость, не замерзали. В действительности такой коллектор способен нагреть воду до +10-15°С и в мороз до минус 30°С, а дальнейшее нагревание уже делается с помощью других агрегатов.

При проживании в регионах с мягкой, но снежной зимой также нужно следить за тем, чтобы панели не было занесены снегом. В противном случае, они не смогут работать вообще.

Именно поэтому чаще всего их установка осуществляется только вертикально и на том месте, где присутствует сильный ветер. Небольшие объемы снега можно счищать обыкновенной щеткой.

В целях уменьшение теплопотерь аккумуляторные баки, соединенные с коллектором, рекомендуется устанавливать в теплом помещении. Таким образом, терять энергию система будет только в трубах, которые находятся снаружи. Важно иметь в виду, что они обязательно нуждаются в утеплителе. Это поможет сохранить еще больше тепла, поступающего в дом.

Оптимизация функций гелиосистем в зимнее время

Существует несколько способов, которые позволяют сделать работу гелиосистем более эффективной. Кроме того, предназначение некоторых из них — облегчить владельцу уход за панелями.

Например, канадские специалисты разработали специальный метод, действие которого основывается на силе ветра. Конструкция включает в себя четыре солнечные панели и специальное устройство, усиливающее поток воздуха. Такое изобретение получило название «эффекта Вентури». Принцип его работы заключается в том, что падающий снег просто сдувается с батарей сильным потоком воздуха . Однако если система установлена в зонах с отсутствием ветров, такой метод работать, к сожалению, не будет.

Оптимизация работы гелиосистем в разное время года включает в себя и изменение угла наклона солнечной панели или коллектора — в зависимости от высоты Солнца над горизонтом. Существуют разработки, благодаря которым имеется возможность менять наклон от 15 до 30 и от 30 до 70 градусов.

Также есть и эффективные системы слежения за Солнцем, работающие в течение дня и меняющие угол наклона элементов по мере изменения положения светила . Конечно, подобные конструкции стоят недешево, и возможность встроить их в уже имеющуюся систему есть не всегда.

Возможно ли полноценное обеспечение энергией и теплом зимой

Солнечные батареи не способны полностью обеспечить владельца энергией и теплом в холодное время года. Однако частично они могут помочь сэкономить расходы на электричество. Рассчитывать на полноценное электроснабжение с их помощью нельзя. Но они с лихвой могут окупить свою стоимость в течение ближайших десяти лет.

Кстати, на Дальнем востоке зимой уровень солнечной радиации значительно выше летнего, поэтому там возможна колоссальная экономия электричества при использовании солнечных аккумуляторов круглый год.

Итак, этот спорный, но во многом оправдывающий себя альтернативный источник энергии вполне может стать хорошим помощником в быту. Однако перед тем, как серьезно задуматься над приобретением солнечных панелей, следует изучить как специфику их работы в разное время года, так и особенности их устройства.

Источник

Солнечная энергия в Сибири практика применения

Приветствую вас!

Хотелось обнародовать практические факты использования и применения солнечной энергии в Сибири. Данное изобретение современной индустрии было мной куплено несколько лет назад как на то время рекламировали перспективное решение для отопления помещений. Для тех кто может не знает конструкция, состоит из полых всепоглощающих трубок они же капсулы внутри которых установлены этакие штыри в наполненными легко закипающим газом и вот этот штырь как кипятильник нагреваясь от солнечных лучей греет в моем случае тосол системы отопления. Работает только от прямых лучей, туча зашла все, суши весла. На тот момент информации было мало и показалось стоящим делом.

На фото видно сама конструкция приема солнечных лучей.

В доме находится разводка, по верху в низ на одну батарею 8 секций и обратка с насосом. Установлено отдельно от основной системы как само по себе.

Скажу все это мероприятие с трубами насосом работой теной обошлось мне как подержанный в хорошем состоянии заднеприводный ВАЗ.

Теперь результат — в самый солнечный день зимой или осенью батарея внутри дома еле теплая, если бы я не включал приделанный с боку болеро с киловатной теной то и до горячего и говорить нечего не нагреется никогда.

Видео обзор

В системе всего 30 литров тосола, потому что вода не дай бог на улице перемерзнет.

Возможно подобные конструкции актуальны где нет ни дров ни угля, но только не в Сибири.

Источник

Солнечные батареи для тайги

Не так давно мне довелось побывать в эко поселении что находится в глуши Тайги нашей необъятной Сибири. Где сообщество людей, находящееся в гармонии с природой, широко используют солнечные электростанции, которые освещают дома людей и дают энергию для питания электроприборов. Да про данную общину ходят разные слухи, но я был там как гость и решил заснять видео, по стечению обстоятельств с праздников, которые я застал находясь в том краю по другому делу. Зато я смог встретится как с новыми людьми, так и невероятно, даже со своими подписчиками которые живут не далеко в деревне, по соседству.

Узнал особенности жизни в деревнях, о предпочтениях как в еде, так и в быту, о ценностях людей. И во многом я был честно сказать потрясен. Для меня было невероятно то, что в наше время такое еще осталось. Несмотря на то что у меня свое мировоззрение, дискомфорта я при общении с теми людьми, что общался не испытывал.

Мы шутили, мы смеялись, да все таки удивительно, что еще есть места где можно не услышать бранных слов, и люди предпочитают выпивке работу.
Обычному человеку тут может быть не комфортно ибо доброта многих пугает, особенно если жизнь людей не радовала. Но тем ни менее приятно пообщаться с образованными работягами, которые могут выслушать и даже что- то внести новое в разговор.

Я не знаю как это все объяснять в двух словах, но есть другая сторона каждой медали, которая как и основная может видится и открываться не полностью. Одним словом чтобы узнать тонкости такого бытия нужно там находится.
Но сам факт того что у нас в Тайге есть эко поселения, пусть и с кривыми системами, но они есть. И, к сожалению, я такой человек, что пока я в живую это не увижу в нашей стране лично я в это не поверю, даже если мне будут пытаться доказать на словах или фото.
Не знаю как у других, но меня сильно долго обманывали по информационным каналам, и теперь чтоб я смог во что -то поверить, это что-то я должен лично увидеть и проверить.
Поэтому я перестал публиковать статьи про заводы и солнечные электростанции на ВЭУ или солнечных панелях.
Автор проекта Н Дмитрий
Автор Видео монтажа Н Дмитрий

Источник

Солнечные панели для частного дома: поставь светло себе на службу

Использовать в частных домах и даже дачных домиках альтернативные источники энергии сегодня стало модной тенденцией. Впрочем, это достаточно практично и, как правило, выгодно. Первенство среди таких устройств получили солнечные панели для частного ома (солнечные батареи, солнечные электростанции). Связано это с ежегодным ростом (весьма солидным) производства, снижением цен, многочисленными наработками, упрощающими подбор оборудования и построение систем.

Что это?

Основу любой системы составляют солнечные панели. Они выполняют роль основного источника энергии и, зачастую, становятся наиболее дорогой составляющей.

От их взвешенного выбора зависит:

• производительность домашней электростанции;
• объемы и стоимость работ по монтажу и обслуживанию;
• цена покупки;
• характеристики остальных звеньев.

Критерии выбора

Единственным критерием при проектировании домашней электростанции и выборе оборудования для нее должна стать целесообразность.

Однако понятие это широкое, для его понимания потребуется учет многих факторов:

• Средней и максимальной потребляемой мощности.
• Производительности солнечных модулей.
• Наличия стационарной электросети и режима совместной с ней работы.

• Географического положения местности и климатических условий.
• Финансовых возможностей владельца дома.

Структура домашней солнечной электростанции

Определяется двумя основными положениями:

1. Целью создания и использования.
2. Работой совместно со стационарными электросетями.

Соответственно, рассматривать можно 3 варианта организации солнечного электроснабжения дома:

1. Зависимый от электросети.
2. Полуавтономный с резервированием.
3. Полностью автономный.

Зависимый от сети вариант (электростанция, ведомая сетью)

Такая электростанция строится по простейшей схеме. В ее состав входят:

• Солнечные панели в качестве альтернативного источника энергии.
• Инвертор, преобразующий постоянное напряжение на выходе фотоэлементов в переменное напряжение для потребителей.

Гелиобатареи подключаются на вход инвертора. Его выход соединен с сетью (после счетчика). Основная особенность схемы – отсутствие промежуточных накопителей энергии (аккумуляторов) и устройства для их заряда.

При такой структуре приборы в доме потребляют электроэнергию от солнечных элементов через инвертор. Недостаток мощности восполняется сетью, и, наоборот, ее избыток (например, когда батареи работают в номинальном режиме, а потребители выключены), сбрасывается в сеть.

Достоинства такой схемы:

• Минимальная стоимость по сравнению с другими вариантами.

• Простота настройки и регулировки.

Есть у нее и серьезный недостаток – при отсутствии сетевого напряжения (во время отключения электроэнергии) система не работает.

Автономная схема

В этой системе отсутствует сеть, а электроснабжение дом полностью производится от солнечных батарей.

Такой функционал диктует схему построения:

• Источник энергии – солнечные панели.
• Накопитель (аккумулятор) – берет на себя питание потребителей, когда батареи не вырабатывают электроэнергию (например, в ночное время).
• Контроллер заряда аккумуляторов – устройств, управляющее зарядом накопителей и потребление энергии от фотопанелей.
• Инвертор, как и в предыдущем варианте, преобразующий постоянное напряжение в переменное.

Система работает следующим образом:

• При наличии освещения солнечные батареи вырабатывают энергию.
• Она поступает на вход контроллера, преобразующий ее параметры в нужные для заряда батарей. Аккумуляторы подключены к его выходу.
• К выходу контроллера и зажимам АКБ подключаются входные цепи инвертора. Он преобразует напряжение и подает питание в сеть дома (не путать с централизованной).

Таким образом, при включенных электроприборах они получают энергию непосредственно с солнечных панелей (через контроллер и инвертор), когда светит Солнце. Одновременно, если есть избыток мощности, заряжаются аккумуляторы. Когда солнечный источник не работает, АКБ отдают накопленную энергию (через инвертор) потребителям.

Однако за красивой картинкой обязательно скрываются «подводные камни»:

• Стоимость электростанции выходит весьма значительной.
• Если по каким-либо причинам наблюдается длительный перерыв в работе панелей (поверхность покрыта снегом в зимнее время, дождевые тучи на неделю закрыли Солнце и т.д.), запасенной в аккумуляторах энергии не хватит для работы потребителей.

Решить проблему поможет резервный источник электроэнергии. В вариантах полностью автономных систем его роль может выполнять ветро- или гидро-, дизельный или бензиновый генератор. При наличии сетевого ввода резервным источником выступит стационарная электросеть, а система превратиться в полуавтономную.

Полуавтономная (гибридная) система

Схема такой электростанции практически полностью повторяет предыдущую за единственным исключением – для заряда накопителей используется энергия не только от солнечных панелей, но и от сети. В этом случае контроллер, кроме управления зарядными процессами, получает дополнительную функцию.

В настройках контроллера можно задать приоритет источников:

• При выборе солнечных батарей работающие электроприборы будут, по возможности, запитаны от них, а от сети будут потребляться недостающая мощность и подзаряжаться аккумуляторы.
• При выборе сети до пороговой мощности будет работать стационарный источник, а дополнительную энергию обеспечат гелиопанели.

Монокристаллические

Такие батареи визуально выглядят как панели с сегментами глубокого черного цвета. Получили название за счет конструкции на основе монокристаллов кремния.

Самый существенный недостаток — строгая ориентировка оптических осей кристаллов, что требует точного позиционирования панелей для получения максимальной отдачи. По этой же причине монокристаллы не терпят затенения – генерация энергии значительно снижается.

В настоящий момент обладают самым высоким КПД преобразования – около 22%. При этом стоимость тоже наиболее высокая – порядка 0.9-1.1 доллара за 1 Вт генерируемой мощности.

Поликристаллические модули

Название такие батареи получили за счет размещения на подложке множества кремниевых кристаллов с хаотически ориентированными оптическими осями. Визуально такие модули отличаются синим цветом с «морозным» рисунком.

Естественно, такое расположение кристаллов вызвало потерю КПД преобразования – он находится на уроне 11-16%. Однако это же позволило увеличить эффективность работы при рассеянном свете, что в результате привело к созданию панелей, которые успешно конкурируют с монокристаллическими (при прочих равных, например, размерах) по мощности генерации. Более того, по цене они значительно выигрывают и обходятся в 0.7-0.9 доллара за 1 Вт.

Аморфные

Технология изготовления рабочего тела сходна с поликристаллическими, но в качестве основы выступает аморфный кремний (aSi). При КПД в пределах 8-11% отличаются высокой эффективностью работы в рассеянном свете, могут захватывать и инфракрасный диапазон. В результате обладают лучшей стоимостью – порядка 0.5-0.7 доллара за 1 Вт.

Кроме того, имеют солидное преимущество – гибкую основу. Это означает, что для монтажа не требуется жестких конструкций, материал легко клеится на поверхности любой формы.

Остальные

Модули, предлагаемые производителями, могут быть изготовлены и по другим технологиям:

• Микроморфные, отличаются высокой отдачей при рассеянном и инфракрасном излучении.
• Гибридные, использует несколько полупроводниковых материалов и обеспечивают высокий КПД преобразования (до 44%).
• Полимерные, гибкие с подложкой из полимерных материалов, абсолютные лидеры по стоимости.

Такие предложения следует тщательно изучать, некоторые из них могут оказаться намного выгоднее, чем лидирующие на рынке панели, выполненные по стандартным технологиям.

Вообще, монокристаллические панели можно рекомендовать для установки только жителям южных регионов. Остальным следует выбирать поликристаллы или панели по другим технологиям.

Мощность и количество

Определить, какое количество солнечных панелей необходимо, следует по средней и максимальной мощности потребления. Среднюю легко найти в счетах за электроэнергию – месячное потребление делится на количество дней в месяце. Максимальное находится суммированием мощностей всех имеющихся в доме электроприборов.

Кроме мощности потребителей необходимо учесть:

• Время работы солнечных батарей. Как правило, принимается равным 6 часам, соответственно, мощность генерации нужно кратно увеличить.
• Потери на преобразование при зарядке аккумуляторов и получении переменного напряжения на инверторе. С их учетом необходим запас по мощности не менее 30%.
• Пиковые токи. Например, при средней мощности стиральной машины 500 Вт при работе нагревателя может потребляться до 2 кВт. При пуске насосов или других двигателей, пусковые токи могут превосходить номинальные значения в 5-6 раз. Конечно, львиную долю примут на себя аккумуляторы, но запас модулей по току в 20-30% не помешает.
• Географию и погодные условия местности – коэффициент инсоляции. Найти его для зимнего и летнего времени можно в справочниках.

После расчета необходимой мощности генерации рассчитывается мощность, отдаваемая одной батареей:

Где:

• Кс – стандартный сезонный коэффициент, 0.5 для лета и 0.7 для зимы.
• Wn – мощность панели, заявленная производителем.
• Ki – коэффициент инсоляции, также берется для лета и зимы.

Рассчитанную необходимую мощность генерации делят на оба (летнее и зимнее) значения. Наибольшее из двух чисел будет минимальным количеством панелей, которые потребуются для электроснабжения дома.

Источник