Солнечные батареи для частных домов: экономический и экологический выбор

Солнечные батареи для частных домов: экономический и экологический выбор

Выбор солнечных батарей для частного дома – ответственный шаг, требующий внимательного подхода и учёта множества факторов. Рассмотрим основные критерии, которые помогут вам сделать правильный выбор.

Виды солнечных батарей

На рынке представлены различные виды солнечных панелей, каждая из которых имеет свои особенности и преимущества:

• Монокристаллические панели - производятся из чистого кремния, отличаются высокой эффективностью (КПД до 22%), долгим сроком службы и компактностью. Монокристаллические панели идеальны для установки на ограниченных по площади участках, где важна максимальная эффективность на единицу площади.
• Поликристаллические панели - имеют меньшую эффективность (КПД до 18%) по сравнению с монокристаллическими, но стоят дешевле. Поликристаллические панели изготавливаются из множества кремниевых кристаллов, что делает их более доступными по цене. Они подойдут для площадей, где можно разместить большое количество панелей.
• Аморфные , гибкие и лёгкие панели, хорошо работают при низком освещении. Их КПД составляет около 7%, что ниже по сравнению с кристаллическими аналогами, но у них есть свои преимущества. Они способны функционировать при слабом освещении, их можно монтировать на различных, в том числе изогнутых, поверхностях.
• Гетероструктурные , самые эффективные и современные панели на сегодняшний день (КПД до 25%). Они сочетают в себе преимущества аморфного и кристаллического кремния, могут работать в любых погодных условиях, включая облачные и жаркие дни. Гетероструктурные панели сохраняют высокий уровень производительности на протяжении всего срока эксплуатации.

Связанные вопросы и ответы:

Какие типы солнечных батарей существуют для частных домов

Чтобы лучше понять, как сбор и использование солнечной энергии влияет на окружающую среду, давайте сначала вернемся к тому, как работают солнечные панели.

Солнечные электрические панели, также известные как фотоэлектрические, отвечают за улавливание солнечной энергии и преобразование ее в полезную электроэнергию. Они состоят из небольших блоков, называемых солнечными элементами, которые сделаны из полупроводниковых материалов, обычно кремния.

Когда солнечный свет попадает на этот материал, он заставляет частицы света или фотоны сбивать свободные электроны, тем самым создавая поток электричества.

Хотя солнечные панели не обязательно должны быть солнечными, чтобы улавливать свет, они лучше работают в более солнечных местах.

Для работы панелей необходимо создать электрическое поле, и это достигается за счет использования других материалов, таких как бор и фосфор, в сочетании с кремнием для создания положительных и отрицательных зарядов. Фотоэлектрические элементы состоят из монокристаллического кремния (который более эффективен и дороже) и поликристаллического кремния, который дешевле, но имеет меньшую эффективность.

Солнечные панели состоят из следующих элементов:

• Этиленвинилацетат или ЭВА в качестве термостойкого и влагостойкого покрытия
• Полимерный задний лист для регулирования температуры
• Стеклянный лист для защиты от ударов
• Алюминиевая рама
• Распределительная коробка как центральная система

Для производства одного солнечного модуля требуется значительное количество энергии.

Это верно для всех этапов солнечной энергетики, включая добычу, производство, транспортировку, вывод из эксплуатации и демонтаж.

Полная зависимость от солнечной энергии зависит от решения двух основных проблем:

• Неравномерное распределение солнечного света по миру
• Несостоятельность его подачи

Это означает, что хранение и эффективность солнечных панелей – два очень важных фактора.

Хорошая новость заключается в том, что технологии солнечной энергии быстро развиваются – такие инновации, как новый тип солнечных элементов или новый тип материала для кремниевых солнечных элементов, могут навсегда изменить правила игры.

Источник: https://stroika-i-remont.info/novosti/uchityvayte-eti-faktory-pri-pokupke-solnechnyh-batarey

Какие факторы влияют на эффективность солнечных батарей

Солнечная батарея – источник энергии для вашего дома, способный обеспечить работу электроприборов и даже целой системы отопления. Главное знать, какую солнечную батарею выбрать для дома.

Виды солнечных панелей и их КПД

Поликристаллические

Основа батареи – полупроводниковый элемент, имеющий поликристаллическую структуру. Для производства таких батарей используется сырье, оставшееся после изготовления монокристаллических батарей. Кремниевое сырье расплавляют, после чего охлаждают. Объединение кристаллов в фотоэлементы не позволяет получить однотонную поверхность.

КПД варьируется от 12 до 18%. Учитывая, что стоимость батарей невысока, можно приобрести большее количество батарей для получения нужного объема энергии. Конечно, при наличии свободного места на крыше. Поликристалл станет хорошим решением, если ваша цель – получить энергию лишь для небольших приборов и устройств.

Монокристаллические

Для производства батарей из чистого кремния выращивается кристалл по методу Чохральского. Далее кристалл нарезается на тонкие пластины, из которых собирается батарея.

КПД варьируется от 18 до 24%. Монокристаллические батареи преобразуют больше энергии, чем поликристаллические тех же размеров. Кроме того, монокристалл окупается быстрее. Таким образом, при наличии финансовых возможностей лучше выбрать монокристаллическую батарею. Этот вариант предпочтительнее при небольшой площади крыши.

Гибкие

Благодаря гибкому материалу такие солнечные панели могут быть устанавлены даже на неровные поверхности. Идеально подходит для использования на катерах, яхтах, автодомах и кемперах

КПД гибких батарей сопоставимо с КПД классических панелей, но цена обычно выше в 1.5-2 раза.

Вспомогательные элементы

Рекомендуем приобретать готовый комплект оборудования для организации солнечной электростанции. В таком комплекте уже есть все необходимые составляющие, которые подобраны так, чтобы обеспечивать максимальную мощность. Такой подход избавит вас от необходимости самостоятельно разбираться в особенностях каждого элемента системы.

Обязательными составляющими комплектации домашней электростанции помимо солнечных батарей являются:

• контроллер заряда, призванный защитить систему, отслеживать и регулировать уровень заряда АКБ;
• аккумулятор, сохраняющий энергию;
• инвертор, преобразующий постоянный ток в переменный, необходимый для обеспечения работы домашних электроприборов;
• кабели, перемычки, предохранители, крепления для солнечных батарей .

Расчет и правила подбора солнечных панелей

Определить, какие нужны солнечные батареи для дома, поможет расчет требуемой мощности. Нужно определить, сколько энергии в час потребляет каждый прибор, а затем умножить эти показатели на среднее количество часов, во время которого эксплуатируется прибор. Сложив полученные величины по каждому прибору, вы получите расчетную нагрузку. Кроме того, нужно предусмотреть запас, учитывающий потери энергии. Минимальный запас должен составлять 30%. Рассчитать количество панелей также поможет региональный показатель инсоляции.

Нюансы, которые нужно учесть, если вы хотите выбрать лучшую солнечную батарею для дома

• Постановка задачи. Под разные задачи подбираются разные солнечные батареи. Среди наиболее распространенных задач можно выделить экономию на счетах за электроэнергию, организацию электроснабжения, там, где нет электричества, защиту от отключений электричества, защиту от отключений электричества и экономию на платежах за электричество.
• Производитель. Как бы банально это ни звучало, выбирайте оборудование брендов, которые давно работают и хорошо зарекомендовали себя на рынке. Не стоит покупать дешевые батареи изготовителей, о которых никто не слышал.
• Соотношение PTC/STC. Для того чтобы сравнить батареи между собой, производители установили показатели, которые демонстрируют работу оборудования в стандартных и максимально приближенных к реальным в тестовых условиях. Соотношение этих показателей PTC/STC не должно быть ниже 90%.
• КПД контроллеров и инверторов. Важно, чтобы этот показатель не был ниже 95%, в противном случае вас ждут значительные потери энергии.
• Выгода. Еще один способ, как выбрать солнечную батарею для дома, – пересчет стоимости оборудования на 1 Ватт энергии.

Как выбрать подходящие солнечные батареи для частного дома

Очень часто приходится сталкиваться с мнением, что применять солнечные батареи нецелесообразно, что они дороги и не окупаются. Многие думают, что гораздо легче поставить бензогенератор, который будет обеспечивать энергией ваш дом. Давайте попробуем разобраться и определить плюсы и минусы применения солнечных батарей .

Сначала о плюсах применения солнечных батарей

Фотоэлектрическая солнечная батарея имеет практически неограниченный срок службы (за 25-30 лет их выработка снижается на 10-20%). Она не шумит, не требует топлива, не пахнет, не надо таскать канистры, менять масло и строить отдельное (желательно пожаробезопасное) помещение, имеющее шумоизолирующие стены, вытяжную вентиляцию и выхлопную трубу.

Если у вас есть система электроснабжения с солнечными батареями, то вы слушаете птиц и любуетесь на играющих в саду детей и не вдыхаете СО₂. Но главное – электроэнергия круглосуточно, а не только при работе генератора, заведённого с 10 попытки, и тарахтящего на «радость» Вам и соседям. У Вас всегда заряжен шуруповёрт, телефон, камера и пр. Логично ли сокращать ресурс мощного генератора ради выработки нескольких ватт?

Несомненный плюс круглосуточного энергоснабжения — это возможность установки сигнализации. Вариантов множество. От самой простой автосигнализации до интеллектуального дома с видеорегистратором, GSM – модулем, video on-line, и прочими «наворотами». Если у Вас дом, времянка, баня из бруса, то достаточно установить автосигнализацию с сейсмодатчиком (датчик удара). Это самые простые дешёвые и достаточные варианты, т.к. деревянные дома очень хорошо проводят низкочастотные колебания. Неспроста лучшие акустические системы (колонки) деревянные. В случае попытки взлома она наверняка сработает, и уж если не арестует, то наверняка произведёт психологический эффект на злоумышленника (Кто знает, может сейчас сбежится весь «аул», или сосед с «базукой» проснётся?). То же можно сказать про дом из бревна, он не многим уступает брусу. Для кирпичных и каменных домов более подойдёт автосигнализация с датчиком объёма, они не многим дороже, на 15-20%. И ваше имущество «худо-бедно» охраняется.

Навес из солнечных панелей решает 2 задачи — выработка электроэнергии и защита о солнца

Одна солнечная батарея мощностью 80-100 Вт обеспечивает необходимое освещение, работу небольшого телевизора, водяного насоса, триммера. А с установкой и подключением справится любой учившийся в школе. В солнечных батареях нет «механики» (по сути, нечему ломаться), применено закалённое, текстурированное стекло, которое не отражает лучи, позволяет собрать больше на 15 % рассеянного излучения, и выдерживает любой град и ветер.

Более того, весьма практично и эстетично использование солнечных батарей в качестве кровельного материала. Помимо выработки электроэнергии, происходит частичное затенение и освещение мансардного или чердачного пространства. Не говоря уже о самодостаточной беседке, с освещением, фонтаном и мультимедийными «примочками».

Часто говорят: – «Зимой солнца почти нет». Согласен, почти нет, но:

1. Во-первых, зимой потребление электроэнергии можно снизить. Снимается вопрос с холодильником, именно он потребляет львиную долю электроэнергии летом. Вы не косите два раза в неделю траву электротриммером, мощностью 750 Вт. Нет нужды ежедневно качать бочки воды для полива насосом в 550 Вт. Да, увеличиваются расходы на освещение, но они обычно гораздо меньше, чем потребляет холодильник или мощное электроборудование.

Веранда с «солнечной» крышей

Солнечная батарея, от рассвета до заката, «молча» делает своё дело даже в пасмурную погоду. Хотя выработка в пасмурную погоду, естественно, существенно ниже, чем в солнечную. Но если Вы приезжаете зимой только на выходные и праздники, вопрос просто не возникает. Энергия успевает накопиться в аккумуляторах за время вашего отсутствия.
2. В-третьих, чем ниже температура, тем выше КПД солнечной батареи. Ваша задача — обеспечить отсутствие снега на солнечной батарее. Это делается путем изменения угла установки солнечных панелей с «летнего» на «зимний», который в наших широтах составляет 70-80º к горизонту.
3. Если же энергии не хватает, то придется все же запускать генератор для того, чтобы подзарядить аккумуляторы.

Какие преимущества использования солнечных батарей для частных домов

Миллиарды киловатт лучистой энергии посылает на Землю Солнце – источник жизни на нашей планете. Использование этой энергии и преобразование в столь необходимое нам электричество решается применением в качестве преобразователей солнечных батарей. Солнечные батареи – один из самых перспективных источников электроэнергии как для промышленных предприятий, так и для бытового использования.

Солнечная батарея (модуль, панель) представляет собой фотоэлектрический генератор постоянного тока, принцип действия которого основан на физическом свойстве полупроводников: фотоны света выбивают электроны из внешней орбиты атомов полупроводника, создавая при этом достаточное количество свободных электронов для возникновения электрического тока. При замыкании цепи возникает электрический ток. Для получения требуемого количества мощности обычно одного или двух элементов недостаточно. Поэтому их объединяют в панели, где соединяют параллельно или последовательно для получения необходимых параметров по току и напряжению. Площадь таких панелей варьируется в диапазоне от нескольких квадратных сантиметров до нескольких квадратных метров. При увеличении числа панелей увеличивается и производимая мощность. Эффективность преобразования в электричество зависит не только от площади батареи, но и от интенсивности солнечного света и угла падения лучей, а значит КПД батареи определяется ее местоположением (географической широтой), погодой, временем года и суток.

Какие недостатки использования солнечных батарей для частных домов

Все чаще обсуждают альтернативные источники энергии, бестопливные автомобили и в том числе солнечную энергию. Действительно, даже в России солнца в некоторые сезоны достаточно, чтобы хотя бы частично пользоваться солнечными батареями. Особенно привлекательно выглядит идея установить солнечную батарею на балконе. Как это сделать?

Во-первых, убедитесь, что ваш дом не относится к памятникам архитектуры. В таком случае вам придется согласовывать установку панели на балконе. Если же вы живете в обычном доме, то проблем возникнуть не должно, если вы не доставляете неудобства соседям (не закрываете им обзор) и не повреждаете элементы зданий, не создаете опасности.

Далее изучите свой балкон. Конечно, хорошо, если он выходит на южную, юго-восточную сторону. Но даже это не так важно, как свободный доступ солнечных лучей на балкон. То есть на него не должны падать тени от деревьев и соседних зданий, элементы украшений (козырьки или занавески) с балконов соседей.

Очень важное условие, чтобы балкон был утеплен и застеклен. Утепление необходимо, чтобы в холодные месяцы батарея не теряла тепло быстрее, чем вырабатывает энергию. А остекление необходимо, чтобы на нее не попадали пыль, мусор, птичий помет, палая листва. Все это будет уменьшать производительность батареи. Более того, даже если ваш балкон остеклен, вам все равно придется периодически протирать пыль со своей установки.

Крайне желательно, чтобы панели были установлены так, чтоб вы легко могли регулировать их наклон. Известно, что наибольшая производительность панелей достигается, когда солнечные лучи падают под углом в 90 градусов. То есть разместить просто вертикально панели будет недостаточно.

Для полноценной работы вам необходимо будет приобрести саму батарею, аккумулятор, контроллер, инвертор и соединительные кабели и провода. Подобный комплект вам может обойтись от 20 тысяч рублей и выше. Но энтузиасты охотно делятся в сети, как сделать панель собственными руками и сэкономить таким образом деньги. К современным батареям могут прилагаться и дополнительные устройства, которые позволяют подключать технику через порты USB.

Кстати об экономии. Солнечная батарея поможет вам существенно снизить затраты на электроэнергию. Не торопитесь отключаться от сети полностью. Возможно, что-то вы захотите питать от обычной розетки. Но вот часть приборов довольно просто будет подключить к новому экологичному источнику электроэнергии. Если свои приборы и лампочки заменить на энергосберегающие, то, по словам специалистов, в летнее время вполне можно обходиться только солнечной энергией.

Как устанавливаются солнечные батареи на частном доме

Во всех типах солнечных электростанций присутствует солнечный контроллер. Даже в сетевой солнечной электростанции он есть, просто входит в состав сетевого инвертора. Да и многие гибридные инверторы выпускаются с солнечными контроллерами на борту. Что же это такое и для чего он нужен? Буду говорить о гибридной и автономной солнечной электростанции, поскольку это как раз мой случай, а с устройством сетевого инвертора могу ознакомить детальнее в комментариях, если будут запросы в комментариях.Солнечный контроллер – это устройство, которое полученную от солнечных панелей энергию преобразует в перевариваемую инвертором энергию. Например, солнечные панели изготавливаются с напряжением кратно 12В. И АКБ изготавливаются кратно 12В, так уж повелось. Простые системы на 1-2 кВт мощности работают от 12В. Производительные системы на 2-3 кВт уже функционируют от 24В, а мощные системы на 4-5 кВт и более работают на 48В. Сейчас я буду рассматривать только «домашние» системы, потому что знаю, что есть инверторы, работающие на напряжениях в несколько сотен вольт, но для дома это уже опасно.Итак, допустим у нас есть система на 48В и солнечные панели на 36В (панель собрана кратно 3х12В). Как получить искомые 48В для работы инвертора? Конечно, к инвертору подключаются АКБ на 48В, а к этим аккумуляторам подключается солнечный контроллер с одной стороны и солнечные панели с другой. Солнечные панели собираются на заведомо большее напряжение, чтобы суметь зарядить АКБ. Солнечный контроллер, получая заведомо большее напряжение с солнечных панелей, трансформирует это напряжение до нужной величины и передает в АКБ. Это упрощенно. Есть контроллеры, которые могут со 150-200 В от солнечных панелей понижать до 12 В аккумуляторов, но тут протекают очень большие токи и контроллер работает с худшим КПД. Идеальный случай, когда напряжение с солнечных панелей вдвое больше напряжения на АКБ.Солнечных контроллеров существует два типа: PWM (ШИМ – Широтно-Импульсная Модуляция) и MPPT (Maximum Power Point Tracking – отслеживание точки максимальной мощности). Принципиальная разница между ними в том, что ШИМ-контроллер может работать только со сборками панелей, не превышающими напряжения АКБ. MPPT – контроллер может работать с заметным превышением напряжения относительно АКБ. Кроме того, MPPT-контроллеры обладают заметно бОльшим КПД, но и стоят дороже.

Какой объем энергии может быть получен от солнечных батарей для частного дома

Строительство высокоэффективной и неприступной фотоэлектрической инфраструктуры основано на точности ее выполнения и четком понимании вопросов безопасности. Установление передовых мер безопасности необходимо для обеспечения надежной и устойчивой установки оборудования.

Тщательные процедуры монтажа: Крайне важно, чтобы в процессе монтажа фотоэлектрических модулей поддерживалось неукоснительное соблюдение строгих стандартов безопасности, чтобы существенно снизить частоту профессиональных рисков. Точное крепление панелей к однородной поверхности с использованием высококачественного анкерного оборудования обеспечивает прочный и безопасный монтаж. Эта тщательно продуманная стратегия имеет решающее значение не только для защиты персонала, занятого в процессе монтажа, но и для увеличения срока службы солнечных модулей и структурной достоверности.

Строгий Безопасность Юридические вопросы: Постоянное соблюдение установленных правил техники безопасности на всем протяжении пути установки фотоэлектрической системы является обязательным. Использование правильных модальностей и мастерства при установке обеспечивает защиту для рабочей силы и подкрепляет архитектурную устойчивость помещения. В сценариях работы на возвышении для предотвращения возможных падений необходимо применение строгих мер безопасности, включая использование ремней безопасности и защитных сеток. Кроме того, для предотвращения риска поражения электрическим током необходимо осторожное перемещение по линиям электропередачи.

Строительство высокоэффективной и неприступной фотоэлектрической инфраструктуры основано на точности ее выполнения и четком понимании вопросов безопасности.

Объем энергии

Количество энергии, которое может быть получено от солнечных батарей для частного дома, зависит от многих факторов, включая количество и мощность солнечных модулей, количество часов солнечного сияния в день, а также эффективность системы хранения энергии.

В среднем, для частного дома с площадью 100-150 квадратных метров, солнечные батареи могут обеспечить до 3-5 кВт электрической энергии, что может покрывать до 50-70% потребностей в электричестве.

Безопасность

Установление передовых мер безопасности необходимо для обеспечения надежной и устойчивой установки оборудования.

Тщательные процедуры монтажа: крайне важно, чтобы в процессе монтажа фотоэлектрических модулей поддерживалось неукоснительное соблюдение строгих стандартов безопасности, чтобы существенно снизить частоту профессиональных рисков.

Строгий контроль за соблюдением безопасности: постороннее вмешательство в процесс монтажа может привести к серьёзным последствиям, поэтому необходимо строго контролировать процесс монтажа и обеспечивать соблюдение всех мер безопасности.

Технические требования

Для обеспечения безопасности и эффективности солнечных батарей для частного дома необходимо выполнение следующих технических требований:

• Установка солнечных модулей на прочном и устойчивом основании;
• Использование высококачественного анкерного оборудования для крепления панелей;
• Обеспечение доступа к электрическим панелям для проверки и обслуживания;
• Использование защитных мер для предотвращения поражения электрическим током.

Какие меры безопасности следует соблюдать при установке и эксплуатации солнечных батарей на частном доме

В России могут ввести субсидии на установку солнечных батарей в домах

Россия может нарастить мощность микрогенерации до 1 ГВт к 2035 году, достижение такого целевого показателя обсуждают в правительстве. Об этом «Известиям» сообщил замглавы Минэнерго Павел Сниккарс. Соответствующие показатели будут утверждены в рамках уже определенной распоряжением правительства от 6 октября 2021 года № 2816-р инициативы социально-экономического развития РФ до 2030 года «Чистая энергетика (водород и ВИЭ)», добавили в Минэнерго.

В поле света: фермерские угодья смогут вырабатывать энергию

Частные солнечные электростанции будут генерировать 1,5 МВт с гектара

«Мы предполагаем, что в большинстве случаев речь будет идти о солнечных панелях как наиболее гибких и при этом простых при установке решений, общим количеством порядка 100 тыс. домохозяйств. Пока таких решений мало — сотни домохозяйств», — объяснили в министерстве.

К концу 2021 года суммарная мощность микрогенерации в России может достичь 23 МВт, оценили в Ассоциации предприятий солнечной энергетики. То есть чтобы показатель составил 1 ГВт, его нужно увеличить более чем в 40 раз, отметили там.

Наращивание мощности пойдет за счет широкого вовлечения граждан и приобретения объектов микрогенерации, в том числе благодаря кратному сокращению стоимости таких решений, сказали в Минэнерго.

«Госсубсидий не планируется, окупаемость достигается за счет покрытия собственного потребления и продажи электроэнергии сбытовым компаниям», — добавили в ведомстве.

Однако в качестве дополнительной стимулирующей меры можно рассмотреть субсидирование для граждан приобретения необходимого оборудования при его покупке у российских производителей с подтвержденной локализацией, считают в Минэнерго. В случае официального поступления данного предложения в парламент оно будет рассмотрено в рабочем порядке, сказал «Известиям» член комитета Госдумы по энергетике Борис Гладких.