ua В умовах зростання цін на електроенергію все більш привабливим рішенням для приватних будинків і підприємств стає використання енергії сонця – чистого і відновлюваного ресурсу. Сучасні сонячні панелі здатні забезпечити значну частку енергоспоживання, а в деяких випадках навіть повністю покрити потреби в електриці.
Сонячна електростанція окупається протягом 5-7 років і продовжує генерувати безкоштовну енергію ще два десятиліття, допомагаючи створювати по-справжньому енергоефективний будинок. З реалізацією різних рішень та інших завдань професійні будівельні послуги надає компанія Dniprobud.
Зміст:
- Що таке сонячні панелі і як вони працюють
- Різновиди сонячних панелей
- Як вибрати сонячну панель: основні критерії
- Як розрахувати, скільки сонячних панелей потрібно для дому
- Необхідне обладнання для роботи сонячних панелей
- Рекомендації щодо встановлення сонячних панелей
Що таке сонячні панелі і як вони працюють
Сонячні батареї – пристрої, які перетворюють світлову енергію сонця в електричну. Вони складаються з безлічі фотоелектричних елементів (сонячних комірок), виготовлених із напівпровідникового матеріалу, найчастіше кремнію.
Як працює сонячна батарея? Коли сонячне світло потрапляє на комірку, спостерігається фотовольтаїчний ефект – фотони вибивають електрони з атомів кремнію, викликаючи їх рух, що призводить до формування постійного електричного струму. Згенерований постійний струм через систему проводів надходить в інвертор, де перетворюється на змінний струм напругою 220В, придатний для використання в побутових приладах.
Ефективність сонячних панелей залежить від інтенсивності сонячного випромінювання, температури навколишнього середовища і кута падіння променів. У середньому сонячна панель виробляє найбільшу кількість енергії за ясної погоди в полуденні години.
Різновиди сонячних панелей
Залежно від способу виробництва і характеристик розрізняють 3 види сонячних панелей: монокристалічні, полікристалічні, тонкоплівкові (аморфні). Монокристалічні і полікристалічні види сонячних панелей виготовляються на основі кристалічного кремнію, для виробництва тонкоплівкових моделей використовують аморфний кремній.
Монокристалічні: для максимальної ефективності
Монокристалічні сонячні панелі виробляють із цілого кристала очищеного кремнію. Вони мають характерний темно-синій, майже чорний колір, однорідну структуру поверхні і закруглені краї. ККД таких панелей становить 18-22%, що робить їх максимально ефективними.
Основні переваги монокристалічних виробів:
- висока продуктивність на одиницю площі;
- повільна деградація – щороку потужність знижується не більш, ніж на 0,5%;
- компактність (займають мало місця);
- низький температурний коефіцієнт;
- стабільна робота за різних температур;
- швидка окупність;
- тривалий термін експлуатації (25-30 років).
Головний недолік – висока початкова вартість сонячних батарей.
Полікристалічні: оптимальний баланс ціни і ККД
Полікристалічна сонячна панель виробляється з декількох кристалів кремнію. Вона характеризується блакитнуватим відтінком, квадратною або прямокутною формою, мозаїчною структурою поверхні. ККД дорівнює 15-20%.
Головна перевага полікристалічних пристроїв – оптимальне співвідношення ціни і продуктивності.
Також до числа достоїнств входять:
- середня швидкість зносу – щороку продуктивність знижується приблизно на 1%;
- відмінний температурний коефіцієнт – при нагріванні ефективність роботи майже не знижується;
- тривалий термін служби – 20-25 років.
За незначної втрати ефективності полікристалічні вироби коштують на 10-15% дешевше монокристалічних аналогів, завдяки чому користуються підвищеним попитом.
Тонкоплівкові: рішення для нестандартних умов
Тонкоплівкові (аморфні) модулі отримують шляхом нанесення тонкого шару аморфного кремнію на гнучку підкладку зі скла, металу або пластику.
Тонкоплівкові сонячні панелі для будинку мають кілька унікальних переваг:
- легкі і тонкі, що дозволяє встановлювати на вуличних ліхтарях і спорудах, нездатних витримати важкі кристалічні вироби;
- мають підвищену гнучкість, завдяки чому підходять для встановлення на нерівних поверхнях (наприклад, на вигнутих дахах);
- характеризуються високим коефіцієнтом поглинання світла, внаслідок чого добре працюють за розсіяного світла і при частковому затіненні;
- стійкі до перегріву – при нагріванні майже не втрачають потужність.
Основні недоліки – низька ефективність (ККД становить 7-12%), швидка деградація і невеликий термін служби (близько 3 років).
Як вибрати сонячну панель: основні критерії
Перед тим, як вибрати сонячну панель, слід вивчити основні критерії: потужність, ефективність, розмір, вагу, займаний простір, термін і умови експлуатації, ціну.
Потужність і ефективність роботи
Відомо 2 види потужності:
- заявлена – кількість електроенергії, яку панель здатна генерувати за ідеальних умов;
- толерантна – кількість енергії, яку пристрій видає на практиці (з урахуванням впливу навколишніх умов).
У побутових умовах в основному використовують вироби потужністю від 250 до 400 Ват.
ККД показує, яку частину сонячної енергії панель перетворює на електрику.
Оптимальний варіант, особливо за обмеженого простору для встановлення, – монокристалічні панелі, що володіють високою ефективністю. Якщо ж місця багато, а бюджет обмежений, то варто віддати перевагу полікристалічним моделям.
Розміри і вага панелі
Стандартні розміри сонячних панелей становлять приблизно 1,6×1 метра за товщини 35-40 мм. Вага варіюється в межах 18-22 кілограмів. Монокристалічні вироби компактніші порівняно з полікристалічними.
Габарити і вага сонячних батарей мають критично важливе значення для розрахунку навантаження, щоб визначити, чи витримає дах конструкцію.
Термін служби і гарантія
Якісні кристалічні панелі працюють протягом 25-30 років, поступово знижуючи продуктивність. Швидкість деградації залежить від кількох факторів, серед яких ключове значення має тип панелей. Кристалічні фотоелементи втрачають на рік 0,5-1% продуктивності, а за весь термін служби – близько 10%. Аморфні вироби в перші кілька років втрачають до 40% продуктивності, через що їх термін експлуатації не перевищує 3 років.
Щоб максимально продовжити термін служби сонячних панелей, слід купувати продукцію відомих брендів і укладати договір на обслуговування інженерних систем зі спеціалізованою компанією.
Умови експлуатації і клімат
Сонячні панелі для квартири повинні бути адаптовані до кліматичних умов конкретного регіону. У технічних характеристиках виробники зазначають діапазон робочих температур, зазвичай від -40°C до +85°C, а також стійкість до вітрових і снігових навантажень.
Для областей із суворими зимами слід враховувати морозостійкість панелей і міцність рами. У спекотному кліматі особливу увагу потрібно приділяти стійкості панелей до високих температур, оскільки перегрів знижує ефективність роботи.
Монокристалічні фотоелементи характеризуються найвищим коефіцієнтом корисної дії і тривалим терміном служби, але вони дорогі й важкі. Плівкові пристрої найлегші і найдешевші, але термін служби у них дуже короткий. Полікристалічні батареї довговічні й відносно дешеві, але вимагають багато місця для встановлення.
Тому монокристалічні панелі рекомендовані бізнесу з невеликим обсягом виробництва і для приватних господарств з високими доходами, а полікристалічні аналоги – для промислових і сільськогосподарських підприємств, що потребують великої кількості електроенергії. Плівкові модулі – оптимальний варіант для вуличних ліхтарів, для дач і невеликих домогосподарств.
Як розрахувати, скільки сонячних панелей потрібно для дому
Щоб визначити, яку кількість модулів слід купити, рекомендується з’ясувати добове електроспоживання і розрахувати загальну потужність.
Визначення добового споживання електроенергії
Перш за все, слід проаналізувати енергоспоживання дому. Для цього потрібно вивчити рахунки за електроенергію за останні 12 місяців і розрахувати середньомісячне споживання в кВт·год. Щоб визначити середньодобове споживання, отримане число ділять на 30 днів.
Наприклад, якщо за місяць ви витрачаєте 450 кВт·год, то в середньому за добу це буде 15 кВт·год (450 кВт·год / 30 днів).
Розрахунок потужності під задачі дому або квартири
Потужність сонячної електростанції розраховується за формулою: добове споживання (кВт·год) ділять на кількість сонячних годин на день. Отримане значення слід збільшити на 15-20%, щоб компенсувати втрати в системі і забезпечити запас потужності у похмурі дні.
Наприклад, за добового споживання 15 кВт·год і 4 сонячних годин на день знадобиться обладнання потужністю не менше 4,5 кВт з урахуванням коефіцієнта запасу.
Скільки потрібно сонячних батарей для дому? Щоб визначити потрібну кількість панелей, слід необхідну потужність поділити на потужність однієї панелі. Наприклад, якщо потужність однієї панелі 400 Вт, то для забезпечення 4,5 кВт знадобиться 12 панелей: 4500 Вт/400 Вт= 11,25.
Необхідне обладнання для роботи сонячних панелей
Комплект сонячних батарей (сонячна електростанція) включає:
- фото-модуль – основа системи, що перетворює сонячне світло на електроенергію;
- інвертор для сонячних панелей – ключовий компонент, який перетворює постійний струм від панелей на змінний струм для побутових потреб;
- акумулятори для сонячних панелей – накопичують надлишок енергії, дозволяючи використовувати її в темний час доби або в похмуру погоду;
- контролер заряду – регулює заряд, захищає акумулятори від перезаряду і глибокого розряду, чим продовжує їх термін служби, перемикає живлення з батарей на акумулятор і навпаки (залежно від освітлення);
- кабелі і конектори – з’єднують усі компоненти системи;
- кріплення – надійно фіксують панелі на даху або на наземній конструкції;
- прилади з запобіжником, що захищають від короткого замикання.
Рекомендації щодо встановлення сонячних панелей
Як встановити сонячні панелі? Оптимальна орієнтація – строго на південь із відхиленням не більше 30° на схід або захід. Для максимального отримання енергії протягом року кут нахилу панелей повинен відповідати географічній широті місцевості.
Критично важливо уникати затінення панелей деревами, будівлями, димоходами або іншими об’єктами – навіть часткове затінення однієї панелі може суттєво знизити продуктивність усієї системи.
Встановлення сонячних панелей вимагає спеціальних знань і навичок. Неправильний монтаж може призвести до пошкодження покрівлі, зниження ефективності системи або порушення гарантійних зобов’язань виробника. Тому найкраще звернутися до професіоналів. Будівельна компанія Дніпробуд якісно виконає всі роботи – від підготовки проєкту і монтажу сонячної електростанції до техобслуговування обладнання.
Встановивши сонячні батареї, ви інвестуєте у своє майбутнє і в майбутнє планети. Ви зможете не лише знизити рахунки за електроенергію, але й зробите свій дім енергонезалежним і екологічним.
