Пристрій і принцип роботи сонячної батареї

Розвиток науки і техніки супроводжується також і розвитком ринку. Відбувається поповнення ринку товарами, заміщення існуючих товарів на більш дешеві, більш ефективні, в тому числі і на принципово нові товари. Сонячні батареї – це один з найновіших товарів, який з’явився у продажу в останні роки. Тепер є можливість використовувати енергію сонця для побутових цілей.

Принцип роботи сонячної батареї заснований на явищі фотоефекту. Сонце освітлює поверхню батареї, яка складається з кремнієвих модулів. Кремній перетворює електромагнітне випромінювання сонця, в результаті чого з’являється електричний струм. Тому сонячну батарею можна також назвати і фотоелектричної панеллю.

Пристрій сонячної батареї нагадує пристрій електричного ліхтарика. Батарейки в ньому поєднані послідовно своїми полюсами для сумарного дії на електричну лампочку. Аналогічно і полюса на батареях сонячних з’єднані послідовно, а замість електричної лампочки включені елементи електричної мережі будинку. Кожна фотоелектрична панель має полюси з контактами, які призначені для її приєднання з іншими елементами в електричний ланцюг.

Напруга на контактах панелі на порядок менше тієї напруги, яка необхідна для роботи більшості побутових електроприладів. Тому для більшої ефективності полюса на батареях сонячних слід з’єднувати послідовно. І купити краще кілька менших і менш потужних фотоелектричних панелей, ніж одну велику і потужну. В такому випадку сумарні втрати у всіх елементах електромережі будуть менше.

особливості використання

І влітку і взимку і в будь-яку погоду елементи електричної мережі будинку можуть отримувати електроенергію від сонячної батареї. Але щоб правильно оцінити можливості, а також правильно застосувати фотоелектричні панелі, необхідно не тільки знати, як влаштована сонячна батарея. Слід знати, що потужність випромінювання сонця, яку отримують і перетворять фотоелектричні батареї, може становити одиниці кіловат на один квадратний метр поверхні Землі. При цьому сила сонячного випромінювання істотно збільшується з висотою над рівнем моря, оскільки атмосфера Землі стає тоншою.

Атмосфера послаблює сонячне випромінювання. Тому в тих цивілізованих місцях, де розміщення фотоелектричних батарей найбільш необхідно, можна отримати потужність сонячного випромінювання не більше 0,1-0,2 кіловата на один квадратний метр. При цьому ККД фотоелектричної батареї буде близько 15%. Тому в середньому для потреб в електроенергії середнього сучасного будинку буде потрібно площа фотоелектричних панелей в півсотні квадратних метрів і більше.

Ця величина буде служити зручним орієнтиром для визначення попередніх витрат на покупку сонячних панелей для електрифікації приватного будинку або дачі. Однак взимку їх потужність буде менше, що слід врахувати при покупці фотоелектричних панелей.

Сонце взимку світить набагато слабкіше, ніж влітку. Тому при покупці панелей сонячних батарей для дому слід зробити відповідну поправку на кількість купованих панелей.

Але і взимку і влітку можна буде отримувати електроенергію не тільки при безхмарному небі. Струм в електричну мережу будинку буде надходити завжди, коли є навіть слабкий сонячне світло. Однак застосування сонячних батарей взимку, швидше за все, буде доповненням до централізованого електропостачання. Але, тим не менше, їх дія буде помітно позначатися на зменшенні споживання електроенергії з централізованої електричної мережі.

Необхідно правильно сконструювати домашню електромережу, забезпечивши її акумуляторами. Тоді в будь-яку погоду вдень, а також на заході та світанку, електроенергія сонячних батарей буде заряджати акумулятори при відсутності електричного навантаження в мережі. Потужність при цьому не буде великою, але зате вона безкоштовна. При цьому ніякі неприємності, існуючі для користувачів електричних мереж у зв’язку з подорожчанням електроенергії, не будуть стосуватися власників домашньої електромережі на фотоелектричних батареях.

Характеристики

  • Термін служби сонячних батарей при їх правильної експлуатації – довгий, і, швидше за все, вони стануть частиною спадщини, принісши спадкоємцям будинку з фотоелектричної електромережею ту ж користь, що і попереднім господарям. При цьому ніякі проблеми з напругою мережі через перевантаження, наприклад, електрозварюванням в будинку по сусідству не торкнуться електромережі з сонячними батареями. Адже ця мережа автономна.
  • Використання сонячних батарей передбачає просту установку їх на даху будинку або дачі.
  • При їх роботі не виникає ніяких труднощів, що робить сонячні батареї дуже зручним і привабливим товаром. І, не дивлячись на відносно високу ціну, вони дадуть можливість років двадцять не платити по рахунках за електроенергію, повністю забезпечуючи потужності електричних приладів в будинку.
  • Одним з найбільших переваг фотоелектричних батарей є їх екологічна чистота. Причому це відноситься до них і при експлуатації, і при їх утилізації. При роботі сонячних батарей у навколишнє середовище не виділяється ніяких речовин. А оскільки фотоелектричні панелі складаються з кремнієвих модулів, вони забруднять навколишнє середовище не більше ніж звичайний пісок. Пісок теж містить в своїй основі кремній.
  • Сонячні батареї швидко стають популярними, і купити їх можна в усіх економічно розвинених країнах по всьому світу. Зазвичай компанії-продавці забезпечують повне сервісне обслуговування, в тому числі і установку фотоелектричних батарей.
  • Монтаж усіх елементів електромережі з сонячними батареями повинен виконуватися фахівцями, оскільки від цього може залежати ефективність роботи електричної мережі при різних погодних умовах.

Користь від коштів, вкладених в системи домашнього електропостачання на фотоелектричних панелях, викликає стійке збільшення попиту на них. Тому в різних країнах існує досить багато фірм-виробників, як самих модулів, так і панелей з супутнім обладнанням. Найбільш низькою ціною і тут відрізняються китайські фірми. Продукція фірм з Японії і Кореї є більш дорогою, але і більш якісною.

Розміщення пристрою і ціна

Стабільність параметрів сонячних панелей дозволяє виконати розрахунок їх окупності і вибрати найбільш підходящу ціну панелі. Дорожчі панелі окупатися будуть довше, але зате більш високу якість модулів і інших елементів буде запорукою більш довгої і ефективної роботи фотоелектричних панелей. В середньому витрати на покупку сонячних панелей з усіма необхідними елементами і створення на їх основі автономної електричної мережі в будинку окупаються через два-три роки.

Найважливішими параметрами фотоелектричних панелей, від яких залежить їх електрична ефективність, є:

  • відсутність пилу і бруду і снігу на поверхні модулів в панелях батарей;
  • відсутність тіні від навколишніх предметів;
  • кут падіння сонячних променів на модулі в панелях батарей.

Для максимальної ефективності модулі в панелях фотоелектричних батарей повинні розміщуватися під прямим кутом до сонячних променів. Тому найбільш ефективними є такі панелі, які автоматично зберігають положення модулів слідом за рухом сонця протягом дня.

Рухливі панелі мають більш високі витрати на установку та експлуатацію. Але при цьому вони дозволяють створити більш потужну електричну мережу з меншою кількістю модулів і інших елементів. Фотоелектрична батарея має просту конструкцію панелі, на якій розміщені фотоелектричні елементи. Тому можна заощадити гроші, купивши фотоелектричні елементи і своїми руками виготовити і зібрати фотоелектричні електричну панель. Зараз у продажу є електрогенеруючі фотоелектричні елементи різних типів. Тому можна забезпечити свій будинок найбільш придатною сонячною електростанцією, зробленої своїми руками.

Ссылка на основную публикацию