UA В условиях роста цен на электроэнергию все более привлекательным решением для частных домов и предприятий становится использование энергии солнца – чистого и возобновляемого ресурса. Современные солнечные панели способны обеспечить значительную долю энергопотребления, а в некоторых случаях даже полностью покрыть потребности в электричестве.
Солнечная электростанция окупается в течение 5-7 лет и продолжает генерировать бесплатную энергию еще два десятилетия, помогая создавать по-настоящему энергоэффективный дом. С реализацией различных решений и других задач профессиональные строительные услуги предоставляет компания Dniprobud.
Содержание:
- Что такое солнечные панели и как они работают
- Разновидности солнечных панелей
- Как выбрать солнечную панель: основные критерии
- Как рассчитать, сколько солнечных панелей нужно для дома
- Необходимое оборудование для работы солнечных панелей
- Рекомендации по установке солнечных панелей
Что такое солнечные панели и как они работают
Солнечные батареи – устройства, которые преобразуют световую энергию солнца в электрическую. Они состоят из множества фотоэлектрических элементов (солнечных ячеек), изготовленных из полупроводникового материала, чаще всего кремния.
Как работает солнечная батарея? Когда солнечный свет попадает на ячейку, наблюдается фотовольтаический эффект – фотоны выбивают электроны из атомов кремния, вызывая их движение, что приводит к формированию постоянного электрического тока. Генерируемый постоянный ток через систему проводов поступает в инвертор, где преобразуется в переменный ток напряжением 220В, пригодный для использования в бытовых приборах.
Эффективность солнечных панелей зависит от интенсивности солнечного излучения, температуры окружающей среды и угла падения лучей. В среднем солнечная панель производит наибольшее количество энергии при ясной погоде в полуденные часы.
Разновидности солнечных панелей
В зависимости от способа производства и характеристик различают 3 вида солнечных панелей: монокристаллические, поликристаллические, тонкопленочные (аморфные). Монокристаллические и поликристаллические виды солнечных панелей изготавливаются на основе кристаллического кремния, для производства тонкопленочных моделей используют аморфный кремний.
Монокристаллические: для максимальной эффективности
Монокристаллические солнечные панели производят из цельного кристалла очищенного кремния. Они имеют характерный темно-синий, почти черный цвет, однородную структуру поверхности и закругленные края. КПД таких панелей составляет 18-22%, что делает их максимально эффективными.
Основные преимущества монокристаллических изделий:
- высокая производительность на единицу площади;
- медленная деградация – ежегодно мощность снижается не более, чем на 0,5%;
- компактность (занимают мало места);
- низкий температурный коэффициент;
- стабильная работа при разных температурах;
- быстрая окупаемость;
- длительный срок эксплуатации (25-30 лет).
Главный недостаток – высокая начальная стоимость солнечных батарей.
Поликристаллические: оптимальный баланс цены и КПД
Поликристаллическая солнечная панель производится из нескольких кристаллов кремния. Она характеризуется голубоватым оттенком, квадратной или прямоугольной формой, мозаичной структурой поверхности. КПД равняется 15-20%.
Главное преимущество поликристаллических устройств – оптимальное соотношение цены и производительности.
Также в число достоинств входят:
- средняя скорость износа – ежегодно производительность снижается приблизительно на 1%;
- отличный температурный коэффициент – при нагреве эффективность работы почти не снижается;
- продолжительный срок службы – 20-25 лет.
При незначительной потере эффективности поликристаллические изделия стоят на 10-15% дешевле монокристаллических аналогов, благодаря чему пользуются повышенным спросом.
Тонкоплёночные: решение для нестандартных условий
Тонкопленочные (аморфные) модули получают путем нанесения тонкого слоя аморфного кремния на гибкую подложку из стекла, металла или пластика.
Тонкопленочные солнечные панели для дома имеют несколько уникальных преимуществ:
- легкие и тонкие, что позволяет устанавливать на уличных фонарях и постройках, неспособных выдержать тяжелые кристаллические изделия;
- обладают повышенной гибкостью, благодаря чему подходят для установки на неровных поверхностях (например, на изогнутых крышах);
- характеризуются высоким коэффициентом поглощения света, вследствие чего хорошо работают при рассеянном свете и при частичном затенении;
- устойчивы к перегреву – при нагреве почти не теряют мощность.
Основные недостатки – низкая эффективность (КПД составляет 7-12%), быстрая деградация и небольшой срок службы (около 3 лет).
Как выбрать солнечную панель: основные критерии
Перед тем, как выбрать солнечную панель, следует изучить основные критерии: мощность, эффективность, размер, вес, занимаемое пространство, срок и условия эксплуатации, цену.
Мощность и эффективность работы
Известно 2 вида мощности:
- заявленная – количество электроэнергии, которое панель способна генерировать при идеальных условиях;
- толерантная – количество энергии, которую устройство выдает на практике (с учетом воздействия окружающих условий).
В бытовых условиях в основном используют изделия мощностью от 250 до 400 Ватт.
КПД показывает, какую часть солнечной энергии панель преобразовывает в электричество.
Оптимальный вариант, особенно при ограниченном пространстве для установки, – монокристаллические панели, обладающие высокой эффективностью. Если же места много, а бюджет ограничен, то стоит отдать предпочтение поликристаллическим моделям.
Размеры и вес панели
Стандартные размеры солнечных панелей составляют приблизительно 1,6×1 метра при толщине 35-40 мм. Вес варьируется в пределах 18-22 килограммов. Монокристаллические изделия компактнее по сравнению с поликристаллическими.
Габариты и вес солнечных батарей имеют критически важное значение для расчета нагрузки, чтобы определить, выдержит ли крыша конструкцию.
Срок службы и гарантия
Качественные кристаллические панели работают в течение 25-30 лет, постепенно снижая производительность. Скорость деградации зависит от нескольких факторов, среди которых ключевое значение имеет тип панелей. Кристаллические фотоэлементы теряют в год 0,5-1% продуктивности, а за весь срок службы – около 10%. Аморфные изделия в первые несколько лет утрачивают до 40% продуктивности, из-за чего их срок эксплуатации не превышает 3 лет.
Чтобы максимально продлить срок службы солнечных панелей, следует приобретать продукцию известных брендов и заключать договор на обслуживание инженерных систем со специализированной компанией.
Условия эксплуатации и климат
Солнечные панели для квартиры должны быть адаптированы к климатическим условиям конкретного региона. В технических характеристиках производители указывают диапазон рабочих температур, обычно от -40°C до +85°C, а также устойчивость к ветровым и снеговым нагрузкам.
Для областей с суровыми зимами следует учитывать морозостойкость панелей и прочность рамы. В жарком климате особое внимание нужно уделять устойчивости панелей к высоким температурам, так как перегрев снижает эффективность работы.
Монокристаллические фотоэлементы характеризуются самым высоким коэффициентом полезного действия и длительным сроком службы, но они дорогие и тяжелые. Пленочные устройства самые легкие и дешевые, но срок службы у них очень короткий. Поликристаллические батареи долговечны и относительно дешевые, но требуют много места для установки.
Поэтому монокристаллические панели рекомендованы бизнесу с небольшим объемом производства и для частных хозяйств с высокими доходами, а поликристаллические аналоги – для промышленных и сельскохозяйственных предприятий, требующих большого количества электроэнергии. Пленочные модули – оптимальный вариант для уличных фонарей, для дач и небольших домохозяйств.
Как рассчитать, сколько солнечных панелей нужно для дома
Чтобы определить, какое количество модулей следует купить, рекомендуется выяснить суточное электропотребление и рассчитать общую мощность.
Определение суточного потребления электроэнергии
Прежде всего, следует проанализировать энергопотребления дома. Для этого нужно изучить счета за электроэнергию за последние 12 месяцев и рассчитать среднемесячное потребление в кВт·ч. Чтобы определить среднесуточное потребление, полученное число делят на 30 дней.
Например, если в месяц вы тратите 450 кВт·ч, то в среднем в сутки это будет 15 кВт·ч (450 кВт·ч / 30 дней).
Расчёт мощности под задачи дома или квартиры
Мощность солнечной электростанции рассчитывается по формуле: суточное потребление (кВт·ч) делят на количество солнечных часов в день. Полученное значение следует увеличить на 15-20%, чтобы компенсировать потери в системе и обеспечить запас мощности в пасмурные дни.
Например, при суточном потреблении 15 кВт·ч и 4 солнечных часах в день потребуется оборудование мощностью не меньше 4,5 кВт с учетом коэффициента запаса.
Сколько нужно солнечных батарей для дома? Чтобы определить нужное количество панелей, следует требуемую мощность разделить на мощность одной панели. Например, если мощность одной панели 400 Вт, то для обеспечения 4,5 кВт понадобится 12 панелей: 4500 Вт/400 Вт= 11, 25.
Необходимое оборудование для работы солнечных панелей
Комплект солнечных батарей (солнечная электростанция) включает:
- фото-модуль – основа системы, преобразующая солнечный свет в электроэнергию;
- инвертор для солнечных панелей – ключевой компонент, который преобразует постоянный ток от панелей в переменный ток для бытовых нужд;
- аккумуляторы для солнечных панелей – накапливают избыток энергии, позволяя использовать ее в темное время суток или в пасмурную погоду;
- контроллер заряда – регулирует заряд, защищает аккумуляторы от перезаряда и глубокого разряда, чем продлевает их срок службы, переключает питание с батарей на аккумулятор и наоборот (в зависимости от освещения);
- кабели и коннекторы – соединяют все компоненты системы;
- крепления – надежно фиксируют панели на крыше или на наземной конструкции;
- приборы с предохранителем, защищающие от короткого замыкания.
Рекомендации по установке солнечных панелей
Как установить солнечные панели? Оптимальная ориентация – строго на юг с отклонением не более 30° на восток или запад. Для максимального получения энергии в течение года угол наклона панелей должен соответствовать географической широте местности.
Критически важно избегать затенения панелей деревьями, зданиями, дымоходами или другими объектами – даже частичное затенение одной панели может существенно снизить производительность всей системы.
Установка солнечных панелей требует специальных знаний и навыков. Неправильный монтаж может привести к повреждению кровли, снижению эффективности системы или нарушению гарантийных обязательств производителя. Поэтому лучше всего обратиться к профессионалам. Строительная компания Днипробуд качественно выполнит все работы – от подготовки проекта и монтажа солнечной электростанции до техобслуживания оборудования.
Установив солнечные батареи, вы инвестируете в свое будущее и в будущее планеты. Вы сможете не только снизить счета за электроэнергию, но и сделаете свой дом энергонезависимым и экологичным.
