Соларни панели за грејање и електрификацију куће

Географска ширина и дужина дубина проблема

Замислите да сте научник. Наиђете на занимљив рад, али резултати/експерименти се не могу поновити у лабораторији. Логично је писати о томе ауторима оригиналног чланка, питати за савет и постављати појашњавајућа питања. Према истраживању, мање од 20% је то урадило икада у својој научној каријери!

Аутори студије напомињу да су можда такви контакти и разговори претешки за саме научнике, јер откривају њихову некомпетентност и недоследност у појединим питањима или откривају превише детаља актуелног пројекта.

Штавише, апсолутна мањина научника покушала је да објави оповргавање непоновљивих резултата, док су се суочили са противљењем уредника и рецензената који су захтевали да се поређење са оригиналном студијом умањи. Да ли је чудно што је шанса за пријављивање нерепродуцибилних научних резултата око 50%.

Прво питање: Да ли сте покушали да репродукујете резултате експеримента?

Друго питање: Да ли сте покушали да објавите свој покушај да репродукујете резултате?

Можда би се онда исплатило у лабораторији барем извршити тест поновљивости? Најтужније је то што трећина испитаника НИКАД није ни размишљала о креирању метода за проверу поновљивости података. Само 40% је навело да редовно користи такве технике.

Питање: Да ли сте икада развили посебне методе/технолошке процесе за побољшање поновљивости резултата?

У другом примеру, биохемичар из Уједињеног Краљевства, који није желео да буде идентификован, каже да покушај реплицирања рада за њен лабораторијски пројекат једноставно удвостручује време и новац, без додавања или додавања било чега новог у рад. Додатне провере се спроводе само за иновативне пројекте и необичне резултате.

И наравно, вековна руска питања која су почела да муче стране колеге: ко је крив и шта да се ради?

Од чега се праве соларне ћелије прве генерације?

Структурно, такви модули се састоје од следећих елемената:

• основни метални лим - основни контакт;
• доњи адитивни слој силицијумског полупроводника са превлашћу електрона н-типа - због додавања фосфора;
• горњи кристални слој засићен електронима п-типа - обично допирањем бором;
• антирефлексни премаз - да максимизира апсорпцију зрачења;
• танки метализовани контакт типа решетке са жицом за затварање мреже;
• дебело заштитно стакло - обично каљено за тешке услове;
• оквир за уоквиривање.

Дебљина монокристалних Моно-Си или поликристалних Поли-Си силицијумских плочица у ћелијама је око 200-300 µм. Век трајања је процењен на 20-25 година, уз пад продуктивности од просечно 0,5% годишње. Ефикасност у идеалним условима осветљења достиже 22-24% и нагло опада при високим температурама или делимичном паду осветљења.

Принцип коришћења сунчеве енергије

Често, суочени са потребом за инсталирањем соларних панела, особа се пита о изводљивости предузећа. Јер у већини случајева проценат сунчаних дана значајно губи у односу на исту вредност облачних.

Сличан однос је типичан за регионе средњег појаса, а климу северних региона карактерише још већи број облачних дана.

Недовољан број сунчаних дана директно је везан за ефикасност уређаја који обрађују енергију земаљског тела. Ово смањује количину сунчеве светлости која допире до површине батерије. Овај процес се назива инсолација.

Његова суштина лежи у чињеници да сваки авион, без обзира на намену, преузима одређену количину сунчеве енергије. У јужним регионима овај број је природно већи, што чини постављање соларних панела релевантнијим.

Међутим, како показује пракса, тржиште технолошке опреме у области синтезе соларне енергије стално побољшава своје производе, тако да савремене фотонапонске ћелије у соларним панелима савршено функционишу чак иу подручјима са ниским нивоом инсолације.

Врсте силицијумских соларних ћелија

Полицристаллине

Главни елемент таквих панела су полупроводнички елементи поликристалне структуре. Они су много јефтинији од монокристалних, јер се у суштини праве од остатака од монокристалних елемената. Током процеса производње, силицијумска легура се једноставно хлади без даље обраде.

Ефикасност поликристалних соларних ћелија је у просеку 12 - 18%, док ефикасност монокристалних соларних ћелија достиже 22%. Међутим, с обзиром на нижу цену, можете купити мало више панела и добити исти „ауспух” за исти новац као и монокристали. Ово је могуће само ако на крову има пуно простора. Такође, поликристали се разликују од монокристала по хетерогености распона боја.

Колико коштају поликристални соларни панели? Просечно 3500 рубаља по 100 В (много зависи од произвођача). Једна од најјефтинијих поликристалних батерија је Восток Про ФСМ 150 П снаге 150 вати.

Моноцристаллине

За монокристалне соларне панеле, појединачни кристал се посебно узгаја методом Чохралског. Затим се од неколико силицијумских ћелија саставља цео панел одређене снаге. Најчешће се панел састоји од 36 или 72 модула. Ефикасност монокристалних панела је много већа него код поликристалних панела и износи око 18 - 22%.

Због ове карактеристике, са истом величином, монокристал претвара више сунчеве енергије од поликристалног. Који соларни панели су бољи: поликристални или монокристални? Све зависи од буџета. Ако је могуће потрошити мало више, онда је вредно купити монокристале, који имају бржу отплату. Такође, монокристалне батерије ће бити пожељније ако је површина крова релативно мала. Просечан животни век је 25 година.

Ако желите да уштедите новац и потребна вам је само соларна батерија за напајање фрижидера или пумпне станице у земљи, онда можете узети поликристални модел.

аморфна

Аморфне батерије се састоје од силицијум водоника (СиХ4), који се производи применом електричне струје на силицијум. Као резултат, силицијум испарава, а затим се танак слој наноси на подлогу.

Ефикасност аморфних панела је приближно иста као и поликристалних. Међутим, аморфни модели имају неке предности. На пример, могу да генеришу електричну енергију чак и по облачном времену, киши, када је велика концентрација прашине у ваздуху, или током заласка сунца / зоре.

Ефикасност

Да бисте користили соларну енергију за загревање приватне куће, биће много лакше саставити коло од колектора - али то није увек могуће, тако да морате размотрити друге опције. На пример, може бити да локација већ има радни систем соларних панела који се користи само за снабдевање куће струјом и топлом водом.

Набавка нове опреме под таквим условима биће превише неисплатива због високе цене.Да би се обезбедило грејање куће соларним панелима, најбоље решење би било повећање снаге модулског система. Најлакша опција је купити неколико додатних силиконских панела и повезати их на систем котлова за грејање на електрични погон.

Правилна дистрибуција електричне енергије обезбедиће и систем за снабдевање топлом водом и круг грејања. Биће потребно много соларних панела да би имали довољно снаге за све – самосталне зграде које користе само соларну енергију обично су потпуно прекривене фотонапонским панелима. Снага соларних панела мора се унапред израчунати. Често је потребно довршити додатну структуру на коју ће се поставити панели.

Немогуће је утврдити ефикасност соларног система пре него што се употреби, тако да су сви прорачуни само приближни. Сложеност прелиминарних прорачуна је због чињенице да постоји много фактора чији се утицај на ефикасност прикупљања енергије не може израчунати. Наравно, ако имате неко искуство, можете направити мање или више тачан прорачун, али само професионалци специјализовани за пројектовање и уградњу соларних система имају такво искуство.

Највећи утицај на ефикасност система имају следећи фактори:

• Временска нестабилност - немогуће је унапред одредити број сунчаних дана чак иу сунчаним регионима, а да не помињемо северне регионе;
• Нестабилна потрошња енергије, која такође зависи од географске локације зграде која добија топлоту и електричну енергију од сунчеве светлости;
• Могућност квара система - сложеност дизајна указује на то да ће се често кварити, ау неким случајевима је тешко утврдити квар.

Коме је погодна кућна соларна електрана?

1. За оне који немају струју у околини. Соларни панели ће моћи аутономно да обезбеде објекат струјом. Алтернативно, можете размотрити и ветрењачу (за коју мора да постоји одговарајућа ружа ветрова) или дизел генератор (који није баш погодан за рад и неекономичан).
2. Такође, соларна станица се може сматрати инвестицијом како би се у будућности мање плаћала струја на позадини све већих тарифа. Поред тога, век трајања батерије је веома дуг, а сунце увек сија.
3. И последња опција је за све који желе да зараде. У Украјини постоји закон о фид-ин тарифи, према којем држава откупљује произведену електричну енергију користећи алтернативне изворе енергије по посебној цени.

Наставите са читањем

• соларно грејање
  60

  Соларна топлота: снабдевање топлом водом и грејање У просеку током целе године, у зависности од климатских услова и географске ширине, флукс сунчевог зрачења на површину земље креће се од 100 до 250 В/м2, достижући вршне вредности у подне са ведро небо, скоро...

• Фотонапонски комплети
  58

  Фотонапонски комплети: Састав Да бисте користили соларну енергију за напајање ваших потрошача, један соларни панел није довољан. Поред соларне батерије, потребно вам је још неколико компоненти.Типичан састав ПВ комплета ван мреже је следећи: ПВ комплет за ДЦ 12В оптерећење ПВ контролера...

• Облаци и препреке
  55

  Утицај препрека сунчевим зрацима на производњу енергије соларних панела Само мали део сунчевог зрачења доспева до површине земље 1.директна 2.апсорпција 3.рефлексија 4.индиректна сунчева светлост путује од Сунца до Земље праволинијски линија. Када доспе у атмосферу, део светлости се прелама и...

• соларно осветљење
  54

  Коришћење соларне енергије за потребе осветљења Соларни панели и други еколошки прихватљиви извори енергије у последње време постају све популарнији. У овом чланку се разматрају методе за изградњу система за напајање соларних лампи, соларних лампи и напајања за осветљење зграда, соларно осветљење...

• Аутономни ФЕС
  52

  Фотонапонски системи ван мреже Типови фотонапонских система су описани на страници Фотонапонски системи. Размотримо детаљније један од типова - аутономни ФЕС. Могуће је креирати аутономни систем напајања на соларним батеријама различите сложености. Најједноставнији систем има низак излаз једносмерног напона…

• Да ли су соларни панели неопходни?
  51

  Предности коришћења соларних панела у аутономним и резервним системима напајања Врло често се мора суочити са мишљењем да је нецелисходно користити соларне панеле, да су скупи и да се не исплате. Многи људи мисле да је много лакше инсталирати гасни генератор који ће обезбедити енергију вашем дому.…

Како израчунати снагу соларне електране

Треба поћи од тога колико вам је електричне енергије потребно за нормално функционисање зграде. Најлакши начин је да напишете сву е-пошту. уређаје које планирате да користите, њихово време рада и потрошњу енергије.

Пример:

• Фрижидер: 100В - 24х - 2400В
• Осветљење: 100В - 5х - 500В
• Котлић: 15мин - 1,5кВ - 0,03кВ
• Машина за прање веша:
• Свеска:
• …
• Укупно: 3кВ

3 кВ је снага коју соларна електрана мора произвести за нормално функционисање зграде. Оне. биће вам потребно 12 панела са снагом од 260В сваки. У пракси ће њихова продуктивност бити већа (са коефицијентом соларне активности од 4,5, дневна снага станице ће бити 14 кВ), али полазимо од најпесимистичнијег сценарија, у којем је сваки дан облачно. Такође имајте на уму: ако нисте повезани са тарифом за напајање или не складиштите енергију за батерију, вишак ће изгорети.

Ако инсталирате соларну електрану да зарадите новац на фид-ин тарифи, онда можете почети са било којим капацитетом и постепено га повећавати.

Соларна батерија или генератор са мотором са унутрашњим сагоревањем

Објективно, генератор има две главне предности - његову величину и способност да у потпуности ради не само у чистом времену. Али далеко од увек, ове карактеристике су одлучујуће, ау свим осталим аспектима, соларни панели јасно побеђују:

Најважнија тачка, којој се обично обраћа пажња на првом месту, је почетни трошак опреме, који је за соларне панеле заиста око 2 пута већи. Али чак и овде, ако схватите, онда генератор треба да буде постављен на минус - само погледајте цену производње једног кВ / х

Узимамо почетни трошак опреме + трошкове одржавања + трошкове горива и све поделимо са количином произведене електричне енергије током декларисаног радног века. Као резултат тога, за генератор и соларне панеле приближно једнаке снаге, однос трошкова производње једног киловата биће приближно 1 / 2,5 у корист последњег. Наравно, ово су врло приближне калкулације, али поента је да су соларни панели сада инвестиција, али опипљиве уштеде у будућности.

Пример дијаграма повезивања за комплет са генератором гаса

Век трајања соларних панела

Да бисте проценили предности, потребно је да схватите колико дуго панели трају и да ли ће морати да се мењају након истека гарантног рока. Овде треба узети у обзир неколико карактеристика:

1. Монокристалне и поликристалне опције су најтрајније.За 25 година употребе не губе више од 10% свог капацитета. Али и даље, пад снаге је безначајан, у наредних 10-15 година губи се отприлике исто толико. То јест, можемо са сигурношћу рећи да је животни век таквих опција 35-40 година, а можда и више.
2. Опције танког филма имају много мањи радни век - 10-20 година. Штавише, у прве 2 године губитак капацитета може бити 10-30%, већина произвођача обезбеђује резерву снаге за компензацију овог проблема. У будућности губици нису толико значајни.
3. Да би се продужио век трајања, мора се избећи оштећење делова система. Одрежите гране блиско распоређених стабала, оперите површину најмање неколико пута у сезони. Проверите поузданост причвршћивања и контаката како се не би прегрејали.
4. Узмите у обзир трошкове замене осталих елемената система. Дакле, пуњиве батерије обично трају од 6 до 10 година (најпоузданије - 15 година), енергетска електроника има ресурс од око 10-12 година. Цена замене ових чворова је такође прилично велика и то се мора узети у обзир приликом израчунавања поврата.

Соларне панеле је потребно повремено прати да их не би оштетиле гране дрвећа.

Приликом избора соларних панела за ваш дом, боље је дати предност поузданим и доказаним монокристалним и поликристалним опцијама. Модули високог квалитета ће трајати око 40 година, док ће губитак снаге за то време бити око 20%.

Опширније:

Прављење соларне баштенске лампе

Како направити врхунац стаза у сеоској кући

Како одабрати отпорник за ЛЕД

Принцип рада соларне батерије

Уређај је дизајниран да директно претвара сунчеве зраке у електричну енергију.Ова акција се назива фотоелектрични ефекат. Полупроводници (силицијумске плочице), које се користе за прављење елемената, имају позитивно и негативно наелектрисане електроне и састоје се од два слоја, н-слоја (-) и п-слоја (+). Вишак електрона под утицајем сунчеве светлости се избацује из слојева и заузима празна места у другом слоју. Ово узрокује да се слободни електрони стално крећу, крећући се са једне плоче на другу, стварајући електричну енергију која је ускладиштена у батерији.

Начин рада соларне батерије у великој мери зависи од њеног дизајна. Соларне ћелије су првобитно направљене од силицијума. И даље су веома популарни, али пошто је процес пречишћавања силицијума прилично напоран и скуп, развијају се модели са алтернативним фотоћелијама од једињења кадмијума, бакра, галијума и индијума, али су мање продуктивни.

Ефикасност соларних панела се повећала са развојем технологије. Данас је ова цифра са један одсто, колико је забележена почетком века, порасла на више од двадесет одсто. То нам данас омогућава да користимо панеле не само за домаће потребе, већ и за производњу.

Спецификације

Уређај соларне батерије је прилично једноставан и састоји се од неколико компоненти:

Директно соларне ћелије / соларни панел;

Инвертер који претвара једносмерну струју у наизменичну струју;

Контролер нивоа батерије.

Куповина батерија за соларне панеле треба да се заснива на потребним функцијама. Они складиште и дистрибуирају електричну енергију. Складиштење и потрошња се одвијају током дана, а ноћу се акумулирани набој само троши.Дакле, постоји константно и континуирано снабдевање енергијом.

Прекомерно пуњење и пражњење батерије ће скратити њен век трајања. Контролер пуњења соларне батерије аутоматски обуставља акумулацију енергије у батерији када достигне своје максималне параметре и искључује оптерећење уређаја када је јако испражњена.

(Тесла Повервалл - батерија соларног панела од 7 кВ - и кућно пуњење за електрична возила)

Мрежни инвертер за соларне панеле је најважнији елемент дизајна. Енергију добијену од сунчевих зрака претвара у наизменичну струју различитог капацитета. Као синхрони претварач, комбинује излазни напон електричне струје у фреквенцији и фази са стационарном мрежом.

Фотоћелије се могу повезати и серијски и паралелно. Последња опција повећава параметре снаге, напона и струје и омогућава уређају да ради чак и ако један елемент изгуби функционалност. Комбиновани модели се израђују помоћу обе шеме. Век трајања плоча је око 25 година.

Опште карактеристике и доступност куповине

Опрема не штети животној средини и обезбеђује стабилно напајање без напона. И, што је најважније, испоручује бесплатну енергију: за коју не стижу рачуни за комуналије.

Изглед соларних панела се мало променио након њиховог проналаска, што се не може рећи за унутрашње "пуњење"

Соларни модул претвара светлост у електричну енергију генерисањем једносмерне струје. Површина панела може досећи неколико метара. Када је потребно повећати снагу система, повећајте број модула.Њихова ефикасност зависи од интензитета сунчеве светлости и угла упада зрака: од локације, годишњег доба, климатских услова и доба дана. Да би правилно узели у обзир све ове нијансе, инсталацију треба да изведу професионалци.

Врсте модула:

Моноцристаллине.

Састоје се од силиконских ћелија које претварају сунчеву енергију. Разликују се у компактним величинама. У погледу перформанси, ово је донедавно најефикаснија (ефикасност до 22%) соларна батерија за дом. Сет (његова цена је једна од најскупљих) коштаће од 100 хиљада рубаља.

Полицристаллине.

Користе поликристални силицијум. Оне нису тако ефикасне (до 18% ефикасности) као монокристалне соларне ћелије. Али њихова цена је много нижа, тако да су доступни широј популацији.

Аморфна.

Имају танкослојне соларне ћелије на бази силикона. Они су инфериорни у односу на моно и поликристале у погледу производње енергије, али су и јефтинији. Њихова предност је способност да функционишу при дифузном и чак слабом светлу.

Хетероструктурно.

Модерни и најефикаснији соларни модули данас, са ефикасношћу од 22-25% (током целог радног века!). Ефикасно раде и по облачном времену и на високим температурама).

У Русији, једини произвођач модула за ову технологију је компанија Хевел, која је један од пет светских произвођача који производе хетероструктурне соларне модуле.

У 2016. години Р&Д центар компаније патентирао је сопствену технологију за креирање хетероструктурних модула и сада је активно развија.

Хевел соларни панели

Систем такође укључује следеће компоненте:

• Инвертер који претвара једносмерну струју у наизменичну струју.
• Акумулаторска батерија. Не само да акумулира енергију, већ и изравнава пад напона када се ниво светлости промени.
• Контролер за напон пуњења батерије, режим пуњења, температуру и друге параметре.

У продавницама можете купити и појединачне компоненте и читаве системе. У овом случају, снага уређаја се одређује на основу специфичних потреба.

Који капацитет узети соларну батерију?

Зависи и од потреба корисника. За аутономно напајање целе куће, нема смисла узимати мање од 1000 вати. А ако треба да напајате систем грејања у земљи, теоретски вам је потребан комплет капацитета до 10 кВ. Међутим, вреди запамтити да ће такав соларни панел коштати много новца. Само један соларни модул (чак и они најјефтинији без контролера, инвертера и других компоненти) са капацитетом од 10 кВ коштаће најмање 300.000 рубаља. Стога се такве батерије могу сматрати додатним извором енергије, али не и главним.

Ако вам је потребан соларни панел за напајање вашег фрижидера и ТВ-а, онда ће панел од 500 В бити довољан. На пример, можете узети два поликристална соларна модула Оне-Сун 250П, што ће вас коштати само 16.500 рубаља.

Ако никада нисте користили соларне панеле, онда препоручујемо да купите мали склопиви панел мале снаге за ваш телефон или таблет.