Солнечные батареи или солнечные модули панели

Отличие понятий «солнечные панели» и «солнечные батареи»

В основном это небольшой материал для новичков, которые заинтересовались понятийным аппаратом и решили выяснить, чем отличаются солнечные панели от солнечных батарей.

А есть ли разница?

Сегодня специалисты и любители вкладывают одинаковый смысл в оба этих понятия. Поэтому можете не опасаться, называя солнечные панели батареями и наоборот. Но это не совсем корректно.

Как же так получилось?

Все дело в слове «батарея». В нашем случае оно означает соединение нескольких одинаковых приборов в одну систему. Такими приборами являются солнечные панели.

Таким образом, солнечная батарея может считаться соединением нескольких солнечных панелей.

Парадокс в том, что сама солнечная панель состоит из ячеек фотоэлементов, следовательно тоже является батареей.

Можно вспомнить и о том, что в системе солнечного электроснабжения обычно есть аккумулятор, который тоже можно заменить словом «батарея».

• Солнечная панель — одно устройство в системе.
• Солнечная батарея — соединённые в системе панели.

Другой взгляд (не претендует на истину)

По внешнему виду эти устройства являются панелями, однако функционально они ближе к батареям, т.к. являются источниками энергии. Так и вошли в обиход два понятия, которые обозначают одни и те же устройства.

Для самых привередливых

Если Вам сложно выбрать одно понятие, то предложим наиболее корректный вариант:

Надеемся, что теперь Вы сможете пощеголять знаниями перед друзьями и знакомыми. Только не делитесь с ними этим материалом — они тоже узнают, чем отличаются солнечные панели от солнечных батарей, и Вы уже не сможете блеснуть умом.

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

Солнечный модуль

Пост опубликован: 20 ноября, 2017

Солнечный модуль — это техническое устройство, являющееся составной частью солнечной электростанции, в которой происходит преобразование солнечной энергии в электрическую.

Принцип действия

Принцип работы солнечного модуля (солнечной панели, солнечной батареи), основан на физических свойствах полупроводников, имеющих способность создавать, под воздействием солнечного света, электронную проводимость «р-n» типа. Между электродами устройства создается разность потенциалов, а при подключении нагрузки в цепи протекает электрический ток.

Солнечный модуль состоит из определенного количества фотоэлементов, соединенных между собой, поэтому принцип работы устройства можно рассмотреть на работе отдельного элемента.

Схематично, работа фотоэлемента, представлена на ниже приведенном рисунке:

Фотоэлемент изготавливается из двух слоев кремния, в каждый из которых добавляются различные вещества, определяющие тип проводимости конкретного слоя.

Так в верхний слой добавляется фосфор (N – слой), а в нижний – бор (Р – слой).

Под воздействием солнечных лучей, в верхнем слое образуется дополнительное количество отрицательно заряженных электронов, а в нижнем, где отрицательно заряженных частиц не хватает – образуются «дырки».

На границе между слоями образуется «p – n» переход, и так называемая «p – n» проводимость фотоэлемента. Наличие проводимости и образование электронов и «дырок», служит причиной возникновения разности потенциалов «p – n» переходе.

Наличие разности потенциалов обуславливает возникновение электрического поля, под воздействием которого, разно заряженные частицы начинают движение. Положительно заряженные движутся в верхний слой, отрицательно заряженные – в нижний.

Виды солнечных модулей зависят от типа фотоэлементов, используемых при их изготовлении. Всего существует два вида солнечных панелей, это:

Изготовленные из фотоэлементов на основе кремния, которые в свою очередь изготавливаются:

• на основе монокристаллов кремния, однородных по своей структуре.
• на основе кристаллов кремния различных по своей структуре.
• на основе кремневодорода (аморфные).

Пленочного типа, изготавливаемые на основе:

• теллурида кадмия.
• селенида меди-индия.
• полифенилена, углеродных фуллеренов, фталоцианина меди и еще ряда полупроводников (полимерные).
• силана (кремневодорода) — аморфные.

Основные технические характеристики

Основные параметры, определяющие способность вырабатывать электрический ток, возможность установки в том или ином месте размещения, а также режимы работы солнечных модулей, задаются производителями подобных изделий.

Основными техническими характеристиками, которые указываются в паспорте изделия, являются:

• номинальная мощность, Вт;
• напряжение холостого хода, В;
• ток короткого замыкания, А;
• КПД;
• тип фотоэлементов;
• количество фотоэлементов;
• площадь светочувствительной поверхности, м 2 ;
• габаритные размеры, мм (длина, ширина толщина);
• масса, кг;

Каждый производитель в индивидуальном порядке решает, какие из характеристик указывать в паспорте своей продукции, но основные показатели, приведенные выше, как правило отражаются в сопроводительных документах.

Популярные марки и модели

На рынке солнечных панелей представлен достаточно широкий выбор различных моделей отечественных и зарубежных производителей. Благодаря тому, что в Китае альтернативной энергетикой занимаются на государственном уровне, то в этой группе товаров очень много продукции именно китайских компаний, которые отличаются более низкой стоимостью чем у конкурентов, но не всегда соответствуют заявленным характеристикам.

Наибольшей популярностью пользуется продукция компаний:

• «TOPRAY Solar» (Китай) – производит различные солнечные модули из монокристаллов, поликристаллов и гибкие модели, различающиеся по техническим и эксплуатационным характеристикам.
• «JA Solar Holdings Co., Ltd» (Китай) – изготавливает в основном монокристаллические модели, но в линейке товаров, есть и модели изготовленные из поликристаллов;
• «Telecom-STV» (Россия);
• «Хевел» (Россия);
• «AXITEC GmbH» (Германия).

Как выбрать лучший

Для того, чтобы при выборе гелиосистемы сделать правильный выбор и выбрать именно тот модуль, который отвечает предъявляемым к нему требованиям, необходимо следовать критериям, определяющим его соответствие условиям эксплуатации и техническим характеристикам гелиосистемы в целом.

При выборе конкретной модели следует обратить внимание на:

Компании, которые борются за своего клиента и свою положительную репутацию, выпускают качественный товар, к тому же об их продукции, всегда можно найти отзывы пользователей. Важным условием качественного изготовления, является наличие собственного производства.

1. Наличие и срок гарантийного использования приобретаемого изделия.

Только производитель, отвечающий за качество изготовления и соответствие эксплуатационных показателей заявленным характеристикам, дает гарантию на свою продукцию. Чем продолжительнее гарантийный срок, тем большее внимание производитель уделяет качеству своей продукции.

Прочный корпус выполненный из качественных материалов, является залогом долгой и успешной эксплуатации.

1. Класс эксплуатации устройства.

Производители, гарантируя успешную эксплуатацию своих моделей, указывают их класс эксплуатации, в соответствии с которым они, заявляют предел изменения технических характеристик модуля, в процесс его использования.

Изделия с класса «А» должны сохранить свои технические показатели, в течение всего срока эксплуатации, с погрешностью не более 5,0%, класса «В» — с погрешностью до 30,0% и класса «С» — более 30,0%.

Этот технический параметр важен, т.к. от него зависит работа всей солнечной электростанции. Производители могут указывать три типа напряжения, определяющих работу солнечного модуля, это:

• Номинальное напряжение – определяет параметры сети, в которой устанавливается солнечная панель.
• Напряжение холостого хода – измеряется на выходах солнечного модуля без подключения нагрузки и характеризует максимальное значение напряжения, которое может выдавать конкретная модель.
• Максимальное напряжение – определяет значение, при максимальном КПД работающего устройства.

1. Мощность солнечной панели.

Этот показатель определяет количество требуемых солнечных модулей, для обеспечения потребности потребителя в электрической энергии. Данный показатель напрямую связан с габаритными размерами устройства – чем выше мощность, тем большего размера солнечная панель.

Чем выше данный показатель, тем меньшее количество модулей потребуется установить, чтобы количество вырабатываемой электрической энергии, соответствовало ее потребности.

1. Температурный режим эксплуатации.

Данный параметр изначально определяет возможность установки конкретной модели в том или ином месте установки и характеризует влияние температуры окружающего воздуха на способность вырабатывать электрический ток – на КПД устройства.

Внимательно изучив выше приведенные показатели, которые могут служить критериями выбора конкретного устройства, можно избежать ошибок и не нужных финансовых трат.

Где купить

Солнечный модуль, это специфический товар, который невозможно найти в обычных торговых сетях и магазинах.

Наиболее правильным решением задачи, связанной с приобретением подобных устройств, это выбрать модель по ее бренду, отыскать дилера этой компании, где и приобрести выбранную модель.

Также можно воспользоваться услугами компаний, специализирующихся на реализации товаров и устройств, относящихся к группе альтернативной энергетики.

Если в регионе, где проживает потенциальный покупатель, нет дилеров компаний и фирм, специализирующихся на альтернативных источниках энергии, можно воспользоваться интернетом, где представлено большое количество предложений по продаже подобной продукции.

Средние цены

Для того, чтобы определить ценовой диапазон, существующий на солнечные модули при реализации устройств посредством интернет ресурсов, ниже приведены стоимости на модели компаний, пользующиеся наибольшей популярностью среди пользователей, это:

• Модели компании «TOPRAY Solar» (Китай):
• «TopRaySolar TPS-FLEX-50W» (50,0 Вт) – от 6700,00 рублей;
• «TopRaySolar TPS-FLEX-80W» (80,0 Вт) – от 10400,00 рублей;
• «TopRaySolar TPS-FLEX-100W» (100,0 Вт) – 12400,00 рублей.
• Модели компании «JA Solar Holdings Co., Ltd» (Китай);
• «JA Solar-50 Вт» — от 3700,00 рублей;
• «JA Solar-100 Вт» — от 7000,00 рублей;
• «JA Solar-300 Вт» — от 150000,00 рублей.
• Модели компании «Telecom-STV» (Россия):
• «ТСМ-150В(24) 24В, ПОЛИ» — от 16400,00 рублей;
• «ТСМ-160B(24) 24В, МОНО» — от 12100,00 рублей;
• «ТСМ-140FM, 12В ГИБКИЙ» — от 19500,00 рублей.

Отзывы покупателей

Прежде чем покупать солнечные модули, при самостоятельном комплектовании солнечной электростанции, необходимо ознакомиться с отзывами опытных пользователей, которые уже используют подобные устройства в повседневной жизни.

Такая информация есть на сайтах компаний, производящих подобный товар, печатных изданиях и различных интернет ресурсах, где есть возможность найти информацию практически по всем моделям солнечных устройств, предлагаемых на рынке.

Вот некоторые из отзывов, размещенных в интернете:

«У нас много солнца, поэтому грех не воспользоваться этим преимуществом, в сравнении с другими регионами нашей большой страны. В прошлом году купил комплект солнечной мини-электростанции, изготовленной в Китае. В комплект, кроме аккумуляторов, инвертора и контроллера, входили три солнечных модуля фирмы производителя JA Solar. Мощность установки не большая, всего 3,0 кВт, но мне этого хватает, чтобы обеспечить себя электроэнергий практически круглый год. Замечаний по качеству поликристаллических панелей и прочим устройствам, входившим в комплект, у меня нет».

«У нас в деревне бываю часто перебои с электричеством, там у нас дача, поэтому чтобы подстраховаться, и избежать проблем, которые могут возникнуть при очередном отключении (портятся продукты в холодильнике, не работает насосная станция и т.д.), купил солнечные панели отечественного производства компании Телеком-СТВ. Также, отдельно приобрел аккумуляторы, инвертор и контроллер. Почитал инструкции, изучил интернет, и собрал свою электростанцию. Мощности конечно для постоянного питания приборов и освещения не хватает, но как резервный источник, очень даже успешно работает».

Источник