Закрыть

Как делают солнечные батареи: Какие солнечные батареи бывают: устройство и применение.

Содержание

Какие солнечные батареи бывают: устройство и применение.

Заботясь об окружающем мире и, в то же время, экономя бюджет во многих странах применяют альтернативные источники энергии. Какие солнечные батареи и где применяются узнаем в этой статье.

Область применения солнечных батарей

Человечество научилось пользоваться солнечной энергией во многих областях своей жизни. Какие существуют солнечные батареи и где именно применяются? Вот самые интересные факты:

  1. Электроника – уже давно во всем мире делают портативные устройства вроде калькуляторов, карманных фонариков и пр.
  2. Авиация – в данной области не так давно произошел прорыв: в Швейцарии создан самолет, использующий лишь солнечную энергию, запасая ее в батареи аккумулятора. Первый полет прототипа продолжался 26 часов.
  3. Электромобили – здесь применение солнечной энергии малоэффективно, КПД на уровне 10–15%. Поэтому много электричества для аккумулятора автомобиль запасти не может, к тому же солнце светит не всегда, сокращая тем самым суточный пробег.
  4. Энергообеспечение зданий – крыши домов некоторых тропических стран оборудованы солнечными батареями. Так значительно экономится электричество.
  5. Дороги – в 2014 открылась велодорожка в Голландии, выложенная солнечными панелями. Проект оказался недостаточно эффективен, но сейчас рассматривается строительство проезжих частей из солнечных батарей во Франции. По таким дорогам электромобили смогут передвигаться без подзарядки.
  6. Космос – здесь солнце светит постоянно и без помех для солнечного модуля, поэтому на космических аппаратах они устанавливаются повсеместно.
  7. Медицина – учеными из Южной Кореи была разработана солнечная батарея, вживляемая под кожу. Она тоньше волоса в 15 раз, ее цель – обеспечить имплантированное в тело оборудование бесперебойным электричеством.

Устройство и принцип работы солнечных батарей


Составные части солнечной батареи называются фотоэлементами. Соединение между ними параллельное и последовательное, а располагают их на каркасе из материалов, не проводящих электричество. Полупроводники работают благодаря фотогальваническому эффекту, означающему трансформацию лучистой энергии солнца в электричество.

Из чего делают солнечные батареи.

Для изготовления солнечных батарей используют кремний, это второй по распространенности химический элемент на Земле. У него высокая электропроводимость и хорошая способность притягивать солнечные лучи. Однако обычный кремний для данного производства не годится, его преобразовывают в пригодный, по специальной технологии. Изготовление такого кремния – очень дорогой и сложный процесс.

Бывают два вида фотоэлектрических преобразователей: на основе монокристаллического и поликристаллического кремния. Их производят по разной технологии. КПД первого равен 17,5%, а второго – менее 15%. Конструкция состоит из отдельных модулей, подключаемых между собой блоками.

Из чего делают солнечные батареи зависит от ее наиболее значимого параметра – полезной мощности. Расчет экономичности всей установки зависит именно от нее. Полезная мощность определяется по напряжению и силе тока на выходе, на которые влияет интенсивность лучей солнца.

В итоге электроэнергия переходит на хранение в аккумуляторы и накапливается там. Аккумулятор – это химический источник тока, который заряжается при контакте с потенциалом больше его собственного напряжения. Слабый солнечный свет снижает интенсивность заряда батареи аккумулятора, тогда она отдает энергию электроприемнику. Получается, что аккумуляторная батарея всегда функционирует в режиме разрядки и подзарядки.

Следить за этими процессами можно при помощи специального контроллера. Циклический заряд требует постоянного напряжения или постоянного заряда тока. Когда заряд батареи полон, к ней еще подключают резистор, поглощающий избыточную мощность.

Какие солнечные батареи можно изготовить своими руками?

Расчет собственной солнечной электростанции не должен сразу быть грандиозным и масштабным. Достаточно будет в первый раз сделать пробную панель небольшой площади, а потом, используя те же схемы, нарастить на конструкцию остальные элементы.

  1. Изготовление каркаса. Здесь расчет максимально простой, а материалом служат алюминиевые уголки, либо уже готовые рамы со стеклом. Покрытие может быть прозрачным и с минимальной пропускной способностью ИК-спектра, чтобы не спровоцировать нагревание кремниевых элементов. Менее подходящий – поликарбонат, а наиболее доступным можно считать стекло, оптимальное решение – плексиглас.
  2. Монтаж корпуса батареи. Необходимо включить в расчет дополнительное расстояние между модулями, около 3 мм. Схема требует предварительного изготовления рамы, соединение выполняют при помощи метизов. Чтобы расчет долговечности батареи оправдал себя, должна быть обеспечена максимальная герметичность конструкции. В раму закладывается лист прозрачного материала, прижимается и фиксируется, все должно хорошо просохнуть, чтобы испарения герметика не создали пленку на элементах. Соединение углов проводится согласно схемы метизами и шурупами.
  3. Пайка солнечных элементов. Кропотливый и сложный процесс, но если произвести расчет, самодельная солнечная батарея обойдется в 4 раза дешевле заводской панели. Сэкономить средства поможет покупка в интернете элементов с дефектами, которые не потеряли своей функциональности. Однако внешний вид всей конструкции несколько пострадает. Сперва необходимо припаять контакты, нужно быть аккуратным, так как солнечные элементы довольно хрупкие. Нужно изготовить картонную заготовку и по ней нарезать проводники. Ориентируйтесь схемы, на пайку уйдет много времени.
  4. Сборка солнечной панели. Соединение элементов проще проводить на разметочной подложке, в расчет площади нужно добавить 3–5 мм между каждой частью батареи. За основу можно взять лист фанеры, маркировать уголки на нем и закрепить элементы поочередно на монтажную ленту. Герметизация не нужна, однако такой способ крепления в полевых условиях не обеспечит долгую службу панели. Электрическая схема пайки подразумевает расположение «плюсовых» дорожек на лицевой, а «минусовых» на обратной стороне элементов. Далее следует нанесение флюса и припоя, а затем аккуратная пайка серебряных контактов. Клемма выводится на внешнюю сторону рамы. Соединение токовыводящих проводов должно быть изолировано, для этого могут быть использованы трубки для капельницы.

Интересное:

Сборка солнечных батарей своими руками.

Солнечная батарея из алюминиевых банок своими руками.
Изготовление солнечной панели своими руками.

Добросовестный расчет, качественное оборудование, четкая схема и усидчивость обеспечат долгое функционирование самодельной солнечной батареи для домашних нужд.

Недостатки и преимущества источников солнечной энергии

Устройство солнечной батареи можно охарактеризовать как с положительной, так и с отрицательной стороны.

Плюсы

  • все оборудование весит относительно немного;
  • отсутствие необходимости прокладывания к опорам кабеля;
  • расходы на установку и обслуживание панелей сведено к минимуму;
  • оборудование при работе не издает абсолютно никакого шума;
  • энергия солнца экологически чистая;
  • общедоступность и неисчерпаемость;
  • солнечные батареи способны прослужить довольно долго.

Минусы

  • процесс сборки и расчет требуют большого труда;
  • ночью батареи не вырабатывают электричество;
  • солнечные панели очень громоздкие;
  • низкий КПД – в электричество преобразуется около 20% энергии, остальное рассеивается в виде тепла;
  • эффективность работы панелей снижается при пасмурной погоде;
  • оборудование чувствительно к загрязнениям и механическим повреждениям.

Интересное: 7 мифов об альтернативной энергии.

Факторы, которые необходимо учитывать при конструировании солнечных батарей:

  • региональные особенности солнечной активности;
  • расчет угла наклона солнечной панели и возможность ее слежения за солнцем;
  • насколько энергоемко оборудование, которое будет питать солнечная батарея;
  • важно, из чего изготовлены панели (оргстекло, кремний, стекло и т.д.).

Как правильно произвести подключение солнечной батареи для дома.

Идея использования бесплатного неисчерпаемого источника энергии была всегда. Однако теперь, действительно, есть возможность ее воплотить. Установка солнечных батарей, которые превращают солнечное излучение в квантовый электрический заряд, откроет возможность пользоваться альтернативным источником тепла и света. Однако для эффективного функционирования мало их купить. Нужно еще знать, как правильно произвести подключение солнечной батареи.

Подключение солнечной батареи: основные правила

Подключение солнечной батареи следует производить, придерживаясь определённых правил:

  1. Место должно быть открытым – на батареи не должна ложиться тень. Поскольку она не будет аккумулировать должное по инструкции количество энергии. Кроме того, ее функциональность очень быстро понизится. И тогда ее придется заменить. Поэтому нужно правильно рассчитать, как установить солнечные батареи.
  2. Они должны быть развернуты в сторону Солнца. Для жителей северного полушария ее лучше разворачивать на восток, юг или юго-восток.
  3. Батареи должны устанавливаться под наклоном. Придется вспомнить географию, так как специалисты советуют делать угол наклона равным широте своего района.
  4. В идеале величина наклона должна меняться в соответствии со временами года. Зимой угол уменьшается, летом увеличивается.
  5. Если есть желание, можно рассчитать точную величину угла наклона батарей. Для этого в сети есть специальные калькуляторы.
  6. Сразу при планировке нужно учитывать, что поверхности батарей придется регулярно очищать. Пыль, грязь, потеки способны постепенно снизить качество работы устройства. А при пренебрежении ими, вообще прекратить сбор и аккумулирование энергии. Поэтому этот момент должен быть продуман сразу, к установке должен быть доступ. Панели на крыше можно мыть из шланга, зимой придется сгребать с них снег. Читайте: Правильное обслуживание солнечных батарей.
  7. Если запланировано несколько рядов батарей на земле. Проследите, чтобы панели не затеняли друг друга. Между рядами ферм следует выдерживать расстояние. Установленный промежуток не менее 1,7 от высоты фермы. Его придется рассчитать заранее, учитывая площадь, которая отведена под батареи. При приобретении конструкций для наземной установки нужно выбирать их высоту в соответствии с этими параметрами.
  8. Однако чтобы полноценно обеспечить свой дом энергией лучше использовать оба вида. Задействовать крышу, расположить панели на хорошо освещаемых местах участка.

Конечно, есть специальные службы, которые оказывают подобные услуги. Однако обращение к ним очень быстро сведет к нулю окупаемость затрат на покупку и установку батарей.

Выясняем: когда стоит устанавливать солнечные батареи и как быстро они окупаются?

Установка солнечных батарей

Стоит ли делать это самостоятельно


Если есть опыт и желание (или хотя бы просто желание) выполнить электротехнические работы своими руками, то установка пройдет успешно. При условии предварительного тщательного изучения инструкции по установке. При этом нужно понимать, что ошибки в расчетах и неправильный монтаж солнечных батарей приведет к снижению энергоэффективности. И, что еще хуже, может вывести их из строя. Если это сделают специалисты, по крайней мере, будет с кого спросить. Поэтому нужно взвесить все, включая свой кошелек. А затем решить, как подключить солнечную батарею самостоятельно или найти мастеров.

Читайте:

Просчитываем мощность солнечных панелей.
7 мифов об альтернативной энергии.

Подключение солнечной батареи: как это сделать?

Установка солнечных батарей на крыше состоит из прикрепления профилей. К ним приворачиваются панели, для этого используются болты 6-8 мм. Такая установка имеет свои преимущества:

  • не придется занимать место на участке;
  • крыша дома приобретет необычный и красивый вид;
  • не нужно заниматься расчетам. Поскольку наклон панелей обусловливается наклоном самой кровли, однако для плоских кровель, или с маленьким уклоном придется озаботиться установкой конструкций, которые обеспечат необходимый угол.

В первую очередь, следует сориентироваться, как будут устанавливаться батареи. Их можно расположить на крыше или специальных подставках (фермах). Каждую солнечную панель закрепляют не менее чем в четырех точках. Она не должна двигаться или шататься. Читайте: Актуаторы для автоповорота солнечных батарей.

Узнайте больше о самовозобновляемой и бесплатной энергии будущего. Солнечные батареи в действии.

Некоторые нюансы установки
  • Профили должны быть абсолютно неподвижны, как и сами солнечные батареи. Установка должна быть рассчитана на погодные условия: ветер, метели, снег.
  • Очень важно оставлять пространство для движения воздуха между крышей и панелью. Это поможет избежать перегрева батареи. Если кровля выполнена из ондулина или другого волнистого покрытия, этот вопрос решается сам собой.
  • Можно располагать их на участке, для ухода за ними это довольно удобно.
  • Установка солнечных панелей на наземные крепления потребует приобретения специальных конструкций. Обычно они продаются в разобранном виде, это наборы профилей, железных или алюминиевых. Их придется собрать по прилагаемой схеме.
  • Для сборки нужно подобрать болты 6-8 мм и соответствующие ключи. Сама сборка никакой сложности не представляет. По ее окончании получившиеся фермы нужно установить на выбранном месте. Эти конструкции нужно поставить достаточно прочно. Чтобы они не колебались и сохраняли одну и ту же позицию при любой атмосферной нагрузке.
  • Затем к фермам крепятся панели, также очень жестко. То есть, понять, как правильно установить панели и сделать самому, несложно.
Как правильно устанавливать солнечные батареи

Что понадобится для сбора солнечной энергии

  • панели – следует внимательно изучить параметры напряжения и мощности;
  • аккумуляторы с мощностью до 200 А/ч.;
  • щиты постоянного и переменного тока;
  • инвертор;
  • контроллер заряда;
  • кабели;
  • крепеж;
  • для установки на земле – конструкции в разобранном виде.

Читайте: Критерии расчета солнечной установки для дома.

Это минимальный набор, для конкретных случаев список может быть расширен.

После установки осуществляется подключение солнечных батарей с помощью контроллеров к аккумуляторам. К ним — инверторы, затем вся система встраивается в электросеть жилища. Производителем предоставляется схема подключения солнечных батарей, которой нужно следовать. Контроллеры и инверторы нужно подключать соответственно маркировке (цвет, количество проводников).

Хотите экономить на электроэнергии? Тогда узнайте, как работают ветряные мельницы и где выгодно их устанавливать

Инвертор постоянного тока превращает переменное напряжение на выходе в напряжение на щитках переменного и постоянного тока. Солнечный аккумулятор работает так же, как и любое устройство такого типа.

Кабели нужно брать медные, при соединении составляющих системы соблюдается полярность.

Схема подключения солнечных панелей достаточно проста. Соединять следует, минуя счетчик.

Виды солнечных батарей

  • Тонкопленочные. Недорогой вариант, тонкие пленки, которые можно натягивать буквально во всех подходящих местах. Неприхотливы, могут работать при облачной погоде. И даже при неблагоприятных погодных условиях. Однако для получения эффективного источника энергии придется подумать о больших пространствах для солнечной батареи. Поскольку тонкопленочные панели требуют много места.
  • Монокристаллические. Состоят из ячеек, заполненных силиконом, отлично гидроизолированы. Поэтому они подходят для размещения на крыше. Причем даже на теневой стороне они способны собирать рассеянный солнечный свет, конечно, с меньшей отдачей. Поскольку такие устройства имеют небольшой вес, то установить их может даже один человек. Впрочем, есть существенный минус солнечных батарей монокристаллических — при облачной погоде они не работают.
  • Поликристаллические. Кристаллы, составляющие эти панели, расположены разнонаправлено, что позволяет им собирать солнечный свет любой интенсивности. Фото именно этого вида батарей чаще всего можно встретить в рекламах – синего цвета, очень эффектные.
Классификация солнечных панелей

Такой вариант отлично подходит как альтернативный источник энергии в частном доме. Он способствует снижению необходимости в покупке электричества у энергетических компаний.

Срок службы таких панелей по гарантии производителя – 25 лет. К тому же, их стоимость относительно доступна для населения и имеет тенденцию снижаться.

Заключение: проверка целесообразности установки солнечных батарей

Перед тем, как приниматься за подключение солнечной батареи для дома, следует подумать, будет ли это выгодно:

  • сначала нужно выяснить, сколько панелей нужно приобрести для получения 1 кВт энергии. Далее рассчитать площадь «поля» с учетом своего энергопотребления. Предварительно нужно будет подсчитать, сколько киловатт тратится ежедневно. Стандартная панель выдает около 0,12 кВт за световой день. Таким образом можно увидеть, сколько панелей нужно для обеспечения нужного количества энергии. По размерам панелей можно вычислить, какую площадь они будут занимать. Следует иметь ввиду, что для более точного расчета лучше обратиться к профессионалам. Они произведут все расчеты с учетом уровня инсоляции в районе проживания. К тому же, специалисты дадут рекомендации по приобретению наиболее подходящих единиц. Читать: Критерии расчета солнечной установки для дома.
  • подсчитать, сколько в среднем бывает солнечных дней в году. Затем разделить стоимость затрат на такой источник энергии на 25 лет. Зная, сколько приблизительно можно получить энергии в год, можно подсчитать, будут ли окупаться потраченные деньги. При этом нужно помнить, что солнце наиболее активно летом.
  • Даже установка небольшого количества панелей может уменьшить расходы на электроэнергию. Поэтому нужно рассмотреть все возможные варианты.

Солнечные батареи для дома: виды, устройство, технические характеристики

При постоянно растущих ценах на электроэнергию поневоле начнешь задумываться об использовании природных источников для электроснабжения. Одна из таких возможностей — солнечные батареи для дома или дачи. При желании они могут обеспечить полностью все потребности даже большого дома.

Содержание статьи

Устройство системы электропитания от солнечных батарей

Преобразовывать энергию солнца в электричество – эта идея длительное время не давала спать ученым. С открытием свойств полупроводников это стало возможным. В солнечных батареях используются кремниевые кристаллы. При попадании на них солнечного света в них образуется направленное движение электронов, которое называется электрическим током. При соединении достаточного количества таких кристаллов получаем вполне приличные по величине токи: одна панель площадью чуть больше метра (1,3-1,4 м2 при достаточном уровне освещенности может выдать до 270 Вт (напряжение 24 В).

Электрические солнечные батареи для дома открывают много возможностей

Так как освещенность меняется в зависимости от погоды, времени суток, напрямую подключать устройства к солнечным батареям не получается. Нужна целая система. Кроме солнечных панелей требуется:

  • Аккумулятор. На протяжении светового дня под воздействием солнечных лучей солнечные батареи вырабатывают электрический ток для дома, дачи. Он не всегда используется в полном объеме, его излишки накапливаются в аккумуляторе. Накопленная энергия расходуется ненастную погоду.
  • Контролер. Не обязательная часть, но желательная (при достаточном количестве средств). Отслеживает уровень заряда аккумулятора, не допуская его чрезмерного разряда или превышения уровня максимального заряда. Оба этих состояния губительны для аккумулятора, так что наличие контролера продлевает срок эксплуатации аккумулятора. Также контролер обеспечивает оптимальный режим работы солнечных панелей.
  • Преобразователь постоянного тока в переменный (инвертор). Не все устройства рассчитаны на постоянный ток. Многие работают от переменного напряжения в 220 вольт. Преобразователь дает возможность получить напряжение 220-230 В.

Солнечные батареи для дома — только часть системы

Установив солнечные батареи для дома или дачи, можно стать совершенно независимым от официального поставщика. Но для этого надо иметь большое количество батарей, некоторое количество аккумуляторов. Комплект, который вырабатывает 1,5 кВт  а сутки стоит около 1000$. Этого достаточно для обеспечения потребностей дачи или части электрооборудования в доме. Комплект солнечных батарей для производства 4 кВт в сутки стоит порядка 2200$, на 9 кВт в сутки — 6200$. Так как солнечные батареи для дома — модульная система, можно купить установку, которая будет обеспечивать часть потребностей, постепенно увеличивая ее производительность.

Виды солнечных батарей

С ростом цен на энергоносители идея использования энергии солнца для получения электроэнергии становится все более популярной. Тем более, что с развитием технологий солнечные преобразователи становятся эффективнее и, одновременно, дешевле. Так что, при желании, можно свои нужды обеспечить установив солнечные батареи. Но они бывают разных типов. Давайте разбираться.

Сама солнечная батарея — некоторое количество фотоэлементов, которые расположены в общем корпусе, защищенные прозрачной лицевой панелью.  Для бытового использования фотоэлементы производят на основе кремния, так как он относительно недорог, и элементы на его основе имеют неплохой КПД (порядка 20-24%). На основе кремниевых кристаллов изготавливают монокристаллические, поликристаллические и тонкопленочные (гибкие) фотоэлементы. Некоторое количество этих фотоэлементов электрически соединены между собой (последовательно и/или параллельно) и выведены на клеммы, расположенные на  корпусе.

Солнечная панель для дома состоит из некоторого количества фтоэлементов

Фотоэлементы установлены в закрытом корпусе. Корпус солнечной батареи делают из анодированного алюминия. Он легкий, не подвержен коррозии. Лицевую панель делают из прочного стекла, которое должно выдерживать снего-ветровые нагрузки. К тому же оно должно обладать определенными оптическими свойствами — иметь максимальную прозрачность, чтобы пропускать как можно больше лучей. Вообще, из-за отражения теряется значительное количество энергии, так что требования к качеству стекла высокие и еще оно покрывается антибликовым составом.

Виды фотоэлементов для солнечных батарей

Солнечные батареи для дома делают на основе кремневых элементов трех типов;

  • Монокристаллические. Каждый фотоэлемент — один кристалл кремния. Монокристаллические фотоэлементы имеют неплохой КПД (порядка 24,7%), но и стоимость их несколько выше. Отличить можно, во-первых, по однородному насыщенному синему цвету, во-вторых, по скругленным краям фотоэлемента.

    Виды кремниевых фотоэлементов для солнечных батарей

  • Поликристаллические. Несколько небольших кремниевых кристаллов объединены в один фотоэлемент. Они имеют неоднородную структуру, из-за чего хуже поглощают солнечный свет. Это отражается на КПД (20,3%). Фактически это означает, что солнечная панель той же мощности будет занимать примерно на 20% больше площади.
  • Тонкопленочные. Представляют собой слой полупроводника, напыленный на гибкую подложку. За счет своей гибкости могут монтироваться на криволинейные поверхности. Но имеют невысокую производительность (порядка 10,4%), так что занимают большие площади (как минимум, в 2 раза больше, чем поликристаллические).

Если у вас скатная крыша и фасад развернут на юг или восток, слишком сильно думать о занимаемой площади не имеет смысла. Вполне могут устроить поликристаллические модули. При равном количестве производимой энергии они стоят немного дешевле.

Как правильно выбрать систему солнечных батарей для дома

Есть распространенные заблуждения, которые заставляют вас тратить лишние деньги на приобретение чересчур дорогого оборудования. Ниже приведем рекомендации того, как правильно выстроить систему электропитания от солнечных батарей и не потратить лишних денег.

Солнечные электростанции для дома могут быть не такими дорогими, если подходить к вопросу взвешенно

Что надо купить

Далеко не все компоненты солнечной электростанции жизненно необходимы для работы. Без некоторых частей вполне можно обойтись. Они служат для повышения надежности, но без них система работоспособна. Первое, что стоит запомнить — приобретайте солнечные батареи в конце зимы, начале весны. Во-первых, погода в это время отличная, много солнечных дней, снег отражает солнце, увеличивая общую освещенность. Во-вторых, в это время традиционно объявляют скидки. Далее советы такие:

  • Приобретайте солнечные батареи для дома с выходным напряжением 12 В. Именно от такого напряжения работает большая часть бытовой и строительной техники, светодиодные светильники и т.д. Техники, работающей от 24 или 48 вольт намного меньше. Можете посмотреть паспорта или воспользуйтесь поиском.
  • Не используйте для освещения лампы накаливания. Они потребляют слишком много электроэнергии, да и работают от 220 в. Замените их на светодиодные. Для них постоянный ток в 12 В — это то, что надо.

    «Полная» система электропитания от солнечных батарей выглядит так

  • Не старайтесь сразу купить систему большой мощности чтобы покрыть все возможные потребности. Для начала купите пару модулей без преобразователя/инвертора, подключите к ним ту технику, которая работает от постоянного напряжения. Если вас устроит система, позднее можно нарастить мощность, докупить инвертор и подключить технику, которая работает от 220-230 В. И учтите, что инвертор, даже при выключенной нагрузке, потребляет электроэнергию (потери на преобразовании примерно 30%). То есть ночью, когда все выключено, он просто расходует заряд АКБ. Причем выдает он далеко не идеальную синусоиду. В общем, все что может работать от постоянного напряжения, запитываем от аккумуляторов напрямую.

Если воспользоваться только этими советами, и подключить только технику, которая работает от постоянного напряжения, система солнечных батарей для дома обойдется в гораздо более скромную сумму чем самый дешевый комплект. Но это еще не все. Можно еще часть оборудования оставить «на потом» или вообще обойтись без него.

Без чего можно обойтись

Стоимость комплекта солнечных батарей на 1 кВт в сутки — более тысячи долларов. Немалые вложения. Поневоле задумаешься, а стоит ли оно того и каков же будет срок окупаемости. При нынешних тарифах ждать пока отобьются свои деньги придется не один год. Но можно затраты уменьшить. Не за счет качества, но за счет незначительного снижения комфортности эксплуатации системы и за счет разумного подхода к подбору ее компонентов.

  • Не покупайте гелиевые или аккумуляторы глубокого разряда. Они не стоят своих денег. С солнечными батареями для дома отлично работают даже отслужившие свой срок автомобильные АКБ . Они нормально работают еще минимум, 5 лет.

    Если площадь не ограничена, можно купить солнечную батарею на поликристаллических фотоэлементах

  • В принципе, можно обойтись еще меньшими средствами. Можно не ставить контроллер. Он стоит не менее 150$ (а при большой мощности 500$), а вся его задача — мониторить состояние заряда батарей. Если бюджет ограничен, купите автомобильные часы, работающие от 12 В, которые также измеряют напряжение, температуру. Они стоят 2-5$ и практически выполняют ту же функцию. А чтобы избежать перезаряда, купите лишний аккумулятор. Или два. Суммарная мощность «лишней» емкости должна быть не ниже 20%. Это и позволит избежать перезаряда, и увеличит емкость системы.

Итак, если бюджет ограничен, можно обойтись несколькими солнечными панелями и аккумуляторными батареями, емкость которых на 20-25% выше максимального заряда солнечных панелей. Для мониторинга состояния купите автомобильные часы, которые еще измеряют напряжение. Это избавит вас от необходимости несколько раз в день измерять заряд на АКБ. Вместо этого вам надо будет время от времени смотреть на показания часов. Для старта это все. В дальнейшем можно докупать солнечные батареи для дома, увеличивать количество АКБ. При желании, можно купить инвертор.

Определяемся с размерами и количеством фотоэлементов

В хороших солнечных батареях на 12 вольт должно быть 36 элементов, на 24 вольта — 72 фотоэлемента. Это количество оптимально. При меньшем числе фотоэлементов вы никогда не получите заявленный ток. И это — лучший из вариантов.

Не стоит покупать сдвоенные солнечные панели — по 72 и 144 элемента соответственно. Во-первых, они очень большие, что неудобно при перевозке. Во-вторых, при аномально низких температурах, которые у нас периодически случаются, они первыми выходят из строя. Дело в том, что ламинирующая пленка при морозах сильно уменьшается в размерах. На больших панелях из-за большого натяжения она отслаивается или даже рвется. Теряется прозрачность, катастрофически падает производительность. Панель идет в ремонт.

Солнечная панель на 4 В имеет 7 элемента

Второй фактор. На больших по размерам панелях должна быть больше толщина корпуса и стекла. Ведь увеличивается парусность и снеговые нагрузки. Но далеко не всегда это делают, так как значительно возрастает цена. Если вы видите сдвоенную панель, а цена на нее ниже, чем на две «обычных», лучше ищите что-то другое.

Еще раз: лучший выбор — солнечная панель для дома на 12 вольт, состоящая из 36 фотоэлементов. Это оптимальный вариант, проверенный практикой.

Технические характеристики: на что обратить внимание

В сертифицированных солнечных батареях всегда указывается рабочий ток и напряжение, а также напряжение холостого хода и ток КЗ. При этом стоит учесть, что все параметры обычно указываются для температуры +25°C. В солнечный день на крыше батарея разогревается до температур, значительно превышающих эту цифру. Это объясняет наличие большего рабочего напряжения.

Пример технических характеристик солнечных батарей для дома

Также обратите внимание на напряжение холостого хода. В нормальных батареях оно порядка 22 В. И все бы ничего, но если проводить работы на оборудовании не отключив солнечные батареи, напряжение холостого ходы выведет из строя инвертор или другую подключенную технику, не рассчитанную на подобный вольтаж. Потому при любых работах — переключении проводов, подключении/отключении аккумуляторов и  т.д. и т.п — первое что вы должны сделать — отключить солнечные батареи (снять клеммы). Перебрав схему, их подключаете последними. Такой порядок действий сохранит вам много нервов (и денег).

Корпус и стекло

Солнечные батареи для дома имеют алюминиевый корпус. Этот металл не корродирует, при достаточной прочности имеет небольшую массу. Нормальный корпус должен быть собран из профиля, в котором присутствуют, как минимум, два ребра жесткости. К тому же стекло должно быть вставлено в специальный паз, а не закреплено сверху. Все это — признаки нормального качества.

Бликов на корпусе быть не должно

Еще при выборе солнечной батареи обратите внимание на стекло. В нормальных батареях оно не гладкое, а текстурированное. На ощупь — шершавое, если провести ногтями, слышен шорох. К тому же должно иметь качественное покрытие, которое сводит к минимуму блики. Это означает что в нем не должно ничего отражаться. Если хоть под каким-то углом видны отражения окружающих предметов, лучше найдите другую панель.

Выбор сечения кабеля и тонкости электрического подключения

Подключать солнечные батареи для дома необходимо медным одножильным кабелем. Сечение жилы кабеля зависит от расстояния между модулем и АКБ:

  • расстояние менее 10 метров:
    • 1,5 мм2 на одну солнечную батарею мощностью 100 Вт;
    • на две батареи — 2,5 мм2;
    • три батареи — 4,0 мм2;
  • расстояние больше 10 метров:
    • для подключения одной панели берем 2,5 мм2;
    • двух — 4,0 мм2;
    • трех — 6,0 мм2.

Можно брать сечение больше, но не меньше (будут большие потери, а оно нам не надо). При покупке проводов, обратите внимание на фактическое сечение, так как сегодня заявленные размеры очень часто не соответствуют действительным. Для проверки придется измерять диаметр и считать сечение (как это делать, прочесть можно тут).

Солнечные батареи для дома: электрическое подключение

При сборе системы можно плюсы солнечных батарей провести используя многожильный кабель подходящего сечения, а для минуса использовать один толстый. Перед подключением к аккумуляторам все «плюсы» пропускаем через диоды или диодные сборки с общим катодом. Это предотвращает возможность замыкания аккумулятора (может вызвать возгорание) при замыкании или обрыве проводов между батареями и аккумулятором.

Диоды используют типа SBL2040CT, PBYR040CT. Если такие на нашли, можно снять со старых блоков питания персональных компьютеров. Там обычно стоят SBL3040 или подобные. Пропускать через диоды желательно. Не забудьте что они сильно греются, так что монтировать их надо на радиаторе (можно на едином).

Еще в системе необходим блок предохранителей. По одному на каждого потребителя. Всю нагрузку подключаем через этот блок. Во-первых, система так безопаснее. Во-вторых, при возникновении проблем, проще определить ее источник (по сгоревшему предохранителю).

Как изготавливаются солнечные панели? Части солнечной панели

Время чтения: 3 минуты

Солнечная энергия вошла в массовое производство как самый дешевый источник энергии в мире, заставляя многих людей задумываться, как солнечные фотоэлектрические системы могут быть такими эффективными и недорогими, при этом обеспечивая «зеленую» энергию. Ответ на этот вопрос означает понимание того, как работает солнечная энергия, как производятся солнечные панели и из каких частей состоит солнечная панель. Большинство панелей, представленных на рынке, изготовлены из монокристаллического, поликристаллического или тонкопленочного («аморфного») кремния.В этой статье мы расскажем о различных способах изготовления солнечных элементов и о том, какие детали необходимы для производства солнечных батарей.

Узнайте, сколько будут стоить солнечные панели в вашем районе в 2021 году

Основные выводы о производстве солнечных панелей

  • Солнечные панели обычно изготавливаются из нескольких ключевых компонентов: кремния, металла и стекла
  • Стандартные панели либо производятся из монокристаллического или поликристаллического кремния
  • Начните сравнивать расценки на солнечные батареи на EnergySage Marketplace, чтобы увидеть варианты оборудования бок о бок

Как изготавливаются солнечные панели? Моно против поли против тонкой пленки

Солнечные фотоэлектрические элементы состоят из нескольких частей, наиболее важными из которых являются кремниевые элементы.Кремний, атомный номер 14 в периодической таблице, является неметаллом с проводящими свойствами, которые дают ему способность преобразовывать солнечный свет в электричество. Когда свет взаимодействует с кремниевой ячейкой, он приводит в движение электроны, что инициирует электрический ток. Это известно как «фотоэлектрический эффект».

Однако кремниевые элементы сами по себе не могут обеспечить электричеством ваш дом. Они соединены с металлическим корпусом и проводкой, которые позволяют электронам солнечного элемента улетучиваться и обеспечивать полезную мощность.Кремний имеет несколько различных структур ячеек: одноклеточные (монокристаллические), поликристаллические или аморфные формы, чаще всего ассоциируются с тонкопленочными солнечными панелями.

Процесс производства солнечных панелей

Монокристаллические солнечные панели производятся из одного большого кремниевого блока и изготавливаются в формате кремниевых пластин. Производственный процесс включает в себя вырезание отдельных кремниевых пластин, которые можно прикрепить к солнечной панели.Монокристаллические кремниевые элементы более эффективны, чем поликристаллические или аморфные солнечные элементы. Производство отдельных монокристаллических пластин является более трудоемким и, следовательно, более дорогим в производстве, чем поликристаллические ячейки. Монокристаллические ячейки имеют отчетливый черный эстетический вид и часто ассоциируются с гладким внешним видом панелей премиум-класса SunPower.

Поликристаллические солнечные элементы также являются кремниевыми элементами, но вместо того, чтобы формироваться в виде большого блока и разрезаться на пластины, они производятся путем плавления нескольких кристаллов кремния вместе.Многие молекулы кремния плавятся, а затем повторно соединяются вместе в самой панели. Поликристаллические ячейки менее эффективны, чем монокристаллические, но они также менее дороги. Они имеют голубоватый оттенок, который часто ассоциируется с эстетикой солнечных панелей SolarWorld.

Наконец, аморфные кремниевые элементы создают гибкие материалы для солнечных панелей, которые часто используются в тонкопленочных солнечных панелях. Ячейки из аморфного кремния не являются кристаллическими и вместо этого прикреплены к подложке, такой как стекло, пластик или металл.По этой причине тонкопленочные солнечные панели верны своему названию: они тонкие и гибкие, в отличие от стандартных. Несмотря на то, что аморфные солнечные элементы являются идеальным вариантом использования для универсальности, они очень неэффективны по сравнению с моно- или поликристаллическими элементами. First Solar наиболее известна производством тонкопленочных панелей в США.

После создания уникального типа солнечных элементов производители солнечных панелей завершают процесс, подключая электрические системы, добавляя антибликовое покрытие к элементам и корпусу. вся система в металлическом и стеклянном корпусе.

Из каких частей состоит солнечная панель?

Материалы, из которых изготовлены элементы для солнечных панелей, являются лишь частью самой солнечной панели. Процесс производства солнечных панелей обычно включает шесть различных компонентов. Если вы заинтересованы в материалах для солнечных батарей и интересуетесь ими, возможно, вам даже нужен гипотетический список «ингредиентов» для самостоятельного производства. Вот общие части солнечной панели:

  1. Кремниевые солнечные элементы
  2. Металлический каркас (обычно алюминий)
  3. Стеклянный лист для корпуса
  4. Стандартный провод 12 В
  5. Провод шины
  6. Оргстекло

В дополнение к солнечному сами элементы, стандартная солнечная панель включает в себя стеклянный кожух в передней части панели, чтобы добавить прочность и защиту кремниевым фотоэлектрическим элементам.Под стеклянной внешней стороной панели есть кожух для изоляции и защитный задний лист, который помогает ограничить рассеивание тепла и влажность внутри панели. Изоляция особенно важна, потому что повышение температуры приведет к снижению эффективности, что приведет к снижению мощности солнечной панели. Таким образом, производители фотоэлектрических элементов должны прилагать все усилия, чтобы обеспечить улавливание света без перегрева технологии.

Стоит ли делать солнечные панели самостоятельно?

Для тех, кто хочет установить солнечную батарею и рассматривает вариант «сделай сам», следует учитывать ряд факторов, таких как гарантии, долговечность продукции, эффективность и общая стоимость.Чтобы получить полное представление об этой поломке, ознакомьтесь с нашей статьей о плюсах и минусах солнечных батарей. Если вы ищете индивидуальную оценку стоимости солнечной установки в зависимости от вашего местоположения и типа крыши, попробуйте наш солнечный калькулятор. Для домовладельцев, заинтересованных в получении предложений от местных предварительно проверенных установщиков, посетите EnergySage Solar Marketplace.

Узнайте, сколько будут стоить солнечные панели в вашем районе в 2021 году

Мощность солнечных панелей: сколько производят солнечные панели?

Время чтения: 5 минут

Выходная мощность или мощность - важный фактор, который следует учитывать при сравнении вариантов солнечных панелей.Вы можете услышать, как ваш установщик солнечных батарей говорит: «Это панель мощностью 255 Вт» или «Панель, которую я рекомендую, имеет мощность 300 Вт». Или, когда вы читаете цитату установщика солнечной энергии, вы можете увидеть числа вроде 245 Вт, 300 Вт или 345 Вт рядом с названием панели. Все они относятся к мощности, мощности и выходной мощности солнечной панели.

Узнайте, сколько будут стоить солнечные панели в вашем районе в 2021 году

Основные выводы о мощности солнечных панелей

  • Солнечные панели обычно производят от 250 до 400 Вт мощности.
  • Фактическая мощность, которую вы видите, зависит от таких факторов, как затенение, ориентация и солнечные часы
  • Вы можете свободно сравнивать цены на солнечные батареи на EnergySage Marketplace, чтобы увидеть, как панели различной мощности повлияют на вашу уникальную систему

Сколько энергии вырабатывает солнечная панель?

Для примера, если вы получаете 5 часов прямого солнечного света в день в солнечном штате, таком как Калифорния, вы можете рассчитать выходную мощность солнечной панели следующим образом: 5 часов x 290 Вт (пример мощности солнечная панель премиум-класса) = 1450 Вт-час , или примерно 1.5 киловатт-часов (кВтч). Таким образом, мощность каждой солнечной панели в вашем массиве составит около 500-550 кВтч энергии в год .

Все солнечные панели оцениваются по величине мощности постоянного тока, которую они вырабатывают при стандартных условиях испытаний. Мощность солнечной панели выражается в ваттах (Вт) и представляет собой теоретическую выработку энергии панелью при идеальных условиях солнечного света и температуры. Большинство бытовых солнечных панелей, представленных сегодня на рынке, имеют номинальную выходную мощность от 250 до 400 Вт, причем более высокие номинальные мощности обычно считаются предпочтительнее более низких.Цены на солнечную энергию обычно измеряются в долларах за ватт ($ / Вт), и общая мощность ваших солнечных панелей играет значительную роль в общей стоимости вашей солнечной системы.

На что можно получить энергию от одной солнечной панели?

В приведенном выше примере солнечная панель производит 1,5 кВтч в день, что в итоге составляет около 45 кВтч в месяц. Этой энергии достаточно для питания некоторых небольших приборов без особых проблем, но если вы хотите покрыть энергию, используемую системами климат-контроля вашей собственности или крупными кухонными приборами, вам понадобится больше солнечных батарей.

Почему важна мощность солнечных панелей? Как рассчитать мощность панели

Выходная мощность - важный показатель для вашей домашней или коммерческой системы солнечных панелей. Когда вы покупаете или устанавливаете солнечную фотоэлектрическую (PV) энергетическую систему, цена , которую вы платите , обычно основывается на общей выходной мощности солнечных панелей в системе (выраженной в ваттах или киловаттах).

Мощность солнечной панели представляет собой теоретическое производство энергии солнечной панелью при идеальных условиях солнечного света и температуры. Мощность рассчитывается путем умножения вольт на x ампер на , где вольт представляет собой количество силы электричества, а амперы (амперы) относятся к совокупному количеству используемой энергии. Финансовая экономия, которую вы получаете от солнечной системы, является результатом выработки электроэнергии в течение долгого времени (выраженной в киловатт-часах).

Размер в зависимости от количества: типичные номинальные характеристики и емкость солнечных панелей

Выходная мощность сама по себе не является полным показателем качества и рабочих характеристик панели.Для некоторых панелей высокая выходная мощность обусловлена ​​их большим физическим размером, а не их более высокой эффективностью или технологическим превосходством.

Например, если две солнечные панели имеют 15-процентный рейтинг эффективности, но одна имеет номинальную выходную мощность 250 Вт, а другая - 300 Вт, это означает, что 300-ваттная панель примерно на 20 процентов физически больше, чем 250-ваттная панель. Вот почему EnergySage и другие отраслевые эксперты рассматривают эффективность панелей как более показательный критерий производительности солнечных панелей, чем просто мощность солнечных батарей.

На практике система солнечных панелей с общей номинальной мощностью 5 кВт (киловатт) может состоять либо из 20 панелей по 250 Вт, либо из 16 панелей по 300 Вт. Обе системы будут генерировать одинаковое количество энергии в одном и том же географическом месте. Хотя система мощностью 5 кВт может производить 6000 киловатт-часов (кВт-ч) электроэнергии каждый год в Бостоне, та же самая система будет производить 8000 кВт-ч каждый год в Лос-Анджелесе из-за количества солнечного света, получаемого каждым местом каждый год.

Электроэнергия, вырабатываемая солнечной фотоэлектрической системой, зависит от ее номинальной выходной мощности, но она также зависит от других факторов, таких как эффективность панели и температурная чувствительность, а также степень затенения, которое испытывает система, а также угол наклона и азимут крыши, на которой он установлен.Как правило, разумно с финансовой точки зрения установить солнечную систему с максимальной выходной мощностью, которую вы можете себе позволить (или которую вмещает ваша крыша) . Это обеспечит максимальную экономию и ускорит период окупаемости вашей солнечной энергетической системы.

Узнайте больше о средних ценах на солнечную энергию по стране для солнечных систем мощностью 3кВт, 4кВт, 5кВт, 6кВт, 7кВт, 8кВт и 10кВт. На сайте EnergySage Solar Marketplace вы можете легко сравнить свои сбережения от солнечных панелей при различных номинальных мощностях.

Сколько ватт энергии производит солнечная панель?

На рисунке ниже представлена ​​выходная мощность многих производителей, поставляющих солнечные панели на рынок США. Поскольку производители панелей часто производят более одной линейки моделей солнечных панелей, выходная мощность большинства компаний имеет значительный диапазон. В таблице ниже указаны минимальная, максимальная и средняя выходная мощность солнечных панелей в портфеле каждого производителя.

Выходная мощность (в ваттах) производителей солнечных панелей
30163 250 9016 Энергетика 9016 9016 9016 9016 9016 39164 9016 9016 9016 9016 9016 9016 9016 9016 904
Производитель солнечных панелей
Минимум
Максимум
Среднее значение
Amerisolar 240163
Axitec 250 385 302
Boviet Solar 320 340 330
Канадская солнечная энергия 225 4164 225 4164 320 278
ET Solar 255 370 306
Green Brilliance 230 300 266 9016 9016 9016 9016 9016 9016 9016 9016 9016 304
Гелиен 2 50 370 306
Hyundai 265 395 350
JA Solar 260 395 324 324
Kyocera 260 330 295
LG Solar 315 415 368
Merlin 3203 Merlin Solar 300 390 334
Panasonic 320 340 329
Phono Solar 260 350 430 355
Группа РЭЦ 275 380 901 64 337
Renogy Solar 250 300 268
RGS Energy 55 60 58
S-Energy 255 385 336
Серафим 255 340 294
Сильфаб 300 380 430 373
Solartech Universal 310 325 318
SunPower 320 435 354 435 354

Какие солнечные панели производят больше всего электроэнергии?

Солнечные панели обычно имеют выходную мощность от 250 до 400 Вт, но некоторые панели превышают отметку в 400 Вт.Солнечная панель с максимальной мощностью - это SunPower E-Series, коммерческая линейка солнечных панелей. Верхняя панель в E-Series выходит на колоссальные 435 Вт . Если вы просто посмотрите на солнечные панели для жилых помещений, то верхней доступной панелью мощности является модуль переменного тока SunPower серии A - верхняя панель в линейке A-Series может похвастаться мощностью 425 Вт .

Три совета для покупателей солнечных батарей

1. Домовладельцы, которые получают несколько предложений, экономят 10% и более

Как и в случае любой крупной покупки, покупка установки солнечной панели требует большого количества исследований и рассмотрения, включая тщательный анализ компании в вашем районе. В недавнем отчете Национальной лаборатории возобновляемых источников энергии (NREL) Министерства энергетики США рекомендовалось, чтобы потребители сравнивали как можно больше вариантов солнечной энергии, чтобы не платить завышенные цены, предлагаемые крупными установщиками в солнечной отрасли.

Чтобы найти более мелких подрядчиков, которые обычно предлагают более низкие цены, вам потребуется сеть установщиков, например EnergySage. Вы можете получить бесплатные предложения от проверенных установщиков, проживающих в вашем регионе, когда вы зарегистрируете свою собственность на нашем рынке солнечных батарей - домовладельцы, получившие 3 или более предложений, могут рассчитывать сэкономить от 5000 до 10000 долларов на установке солнечных панелей.

2. Крупнейшие установщики обычно не предлагают лучшую цену

Мантра «больше - не всегда лучше» - одна из основных причин, по которой мы настоятельно рекомендуем домовладельцам рассматривать все варианты солнечных батарей, а не только бренды, достаточно крупные, чтобы платить за самую рекламу. В недавнем отчете правительства США было обнаружено, что крупные установщики на 2000-5000 долларов дороже, чем мелкие солнечные компании . Если у вас есть предложения от некоторых крупных установщиков солнечной энергии, убедитесь, что вы сравниваете эти предложения с предложениями местных установщиков, чтобы не переплачивать за солнечную энергию.

3. Не менее важно сравнивать все варианты оборудования.

Специалисты по установке в национальном масштабе не просто предлагают более высокие цены - они также, как правило, имеют меньше вариантов солнечного оборудования, что может оказать значительное влияние на производство электроэнергии в вашей системе. Собирая разнообразные предложения по солнечной энергии, вы можете сравнить затраты и экономию на основе различных пакетов оборудования, доступных вам.

При поиске лучших солнечных панелей на рынке следует учитывать несколько факторов.Хотя одни панели будут иметь более высокий рейтинг эффективности, чем другие, инвестирование в современное солнечное оборудование не всегда приводит к более высокой экономии. Единственный способ найти «золотую середину» для вашей собственности - это оценить расценки с различным оборудованием и предложениями финансирования.

Для любого домовладельца, который только что хочет получить приблизительную оценку установки, на начальном этапе покупки солнечной энергии, попробуйте наш солнечный калькулятор, который предлагает предварительную стоимость и оценку долгосрочной экономии в зависимости от вашего местоположения и типа крыши.Для тех, кто хочет получить расценки от местных подрядчиков сегодня, воспользуйтесь нашей платформой сравнения расценок.

основных солнечных элементов

Узнайте, сколько будут стоить солнечные панели в вашем районе в 2021 году

Как производятся солнечные панели?

Производство кристаллических солнечных модулей

Солнечный фотоэлектрический модуль состоит из солнечных элементов, стекла, этиленвинилацетата, заднего листа и рамы. Узнайте больше о компонентах и ​​процессе изготовления солнечной панели.

На рынке доступны 3 типа солнечных панелей:

Таким образом, на уровне структуры ячеек существуют различные типы материалов для производства, такие как монокремний, поликремний или аморфный кремний (AnSi).Первые два типа ячеек производятся примерно одинаково. Читайте ниже об этапах производства кристаллической солнечной панели.

Шаг 1: Песок

Все начинается с сырья, которым в нашем случае является песок. Большинство солнечных панелей изготовлено из кремния, который является основным компонентом природного пляжного песка. Кремний широко доступен, что делает его вторым наиболее доступным элементом на Земле. Однако преобразование песка в высококачественный кремний требует больших затрат и является энергоемким процессом.Кремний высокой чистоты получают из кварцевого песка в дуговой печи при очень высоких температурах.

Шаг 2: Слитки

Кремний собирается, как правило, в виде твердых горных пород. Сотни этих пород плавятся вместе при очень высоких температурах, чтобы сформировать слитки в форме цилиндра. Для достижения желаемой формы используется стальная цилиндрическая печь. В процессе плавления уделяется внимание тому, чтобы все атомы были идеально выровнены в желаемой структуре и ориентации.В процесс добавляется бор, который придает силикону положительную электрическую полярность.

Монокристаллические элементы изготовлены из монокристалла кремния. Mono Silicon имеет более высокую эффективность преобразования солнечной энергии в электричество, поэтому цена монокристаллических панелей выше.

Полисиликоновые элементы изготавливаются путем плавления нескольких кристаллов кремния вместе. Вы можете узнать их по виду разбитого стекла, который создают различные кристаллы кремния. После остывания слитка производят шлифовку и полировку, оставляя слиток с плоскими сторонами.

Шаг 3: Вафли

Вафли представляют собой следующий шаг в производственном процессе. Слиток кремния разрезают на тонкие диски, также называемые пластинами. Проволочная пила используется для точной резки. По толщине пластина аналогична листу бумаги.

Поскольку чистый кремний блестит, он может отражать солнечный свет. Чтобы уменьшить количество потерянного солнечного света, на силиконовую пластину нанесено антибликовое покрытие.

Шаг 4: Солнечные элементы

Следующие процессы превратят пластину в солнечный элемент, способный преобразовывать солнечную энергию в электричество.

Каждая пластина обрабатывается, и на каждую поверхность добавляются металлические проводники. Проводники придают пластине решетчатую матрицу на поверхности. Это обеспечит преобразование солнечной энергии в электричество. Покрытие будет способствовать поглощению солнечного света, а не его отражению.

В камере, похожей на печь, фосфор тонким слоем рассеивается по поверхности пластин. Это зарядит поверхность отрицательной электрической ориентацией. Комбинация бора и фосфора дает переход между положительным и отрицательным полюсами, что имеет решающее значение для правильного функционирования фотоэлемента.

Шаг 5: от солнечной батареи к солнечной батарее

Солнечные элементы спаяны вместе с использованием металлических соединителей для соединения элементов. Солнечные панели состоят из солнечных элементов, объединенных в матричную структуру. Текущие стандартные предложения на рынке:

  • 48-ячеечные панели - подходят для крыш небольших жилых домов.

  • 60-ячеечные панели - это стандартный размер.

  • 72-секционные панели - используются для крупномасштабных инсталляций.

Самая распространенная система с точки зрения кВтч для домов в Великобритании - это солнечная система на 4 кВтч.

После сборки ячеек на лицевую сторону, обращенную к солнцу, добавляется тонкий слой (около 6-7 мм) стекла. Задний лист изготовлен из высокопрочного материала на полимерной основе. Это предотвратит попадание воды, грязи и других материалов на панель сзади. Впоследствии добавляется распределительная коробка, чтобы обеспечить соединения внутри модуля.

После сборки рамы все складывается в единое целое. Рама также обеспечит защиту от ударов и погодных условий. Использование рамы также позволит установить панель различными способами, например, с помощью монтажных зажимов.

EVA (этиленвинилацетат) - это клей, который связывает все вместе. Очень важно, чтобы качество герметика было высоким, чтобы он не повредил клетки в суровых погодных условиях.

Шаг 6: Тестирование модулей

Когда модуль готов, проводится тестирование, чтобы убедиться, что элементы работают должным образом.STC (Стандартные условия испытаний) используются в качестве точки отсчета. Панель помещается во флэш-тестер на заводе-изготовителе. Тестер обеспечивает мощность излучения, эквивалентную 1000 Вт / м2, температуру ячейки 25 ° C и массу воздуха 1,5 г. Электрические параметры записаны, и вы можете найти эти результаты в технических характеристиках каждой панели. Рейтинги покажут выходную мощность, эффективность, напряжение, ток, ударную нагрузку и температурную стойкость.

Помимо STC, каждый производитель использует NOCT (номинальная рабочая температура ячейки).Используемые параметры более близки к «реальному» сценарию: рабочая температура разомкнутого модуля при освещенности 800 Вт / м2, температура окружающей среды 20 ° C, скорость ветра 1 м / с. Опять же, рейтинги NOCT можно найти в листе технических характеристик.

Очистка и осмотр - это последние этапы производства перед тем, как модуль будет готов к отправке домой или на предприятие.

Исследования и разработки в области солнечной энергетики направлены на снижение стоимости солнечных панелей и повышение эффективности.Отрасль производства солнечных панелей становится все более конкурентоспособной и, по прогнозам, станет более популярной, чем традиционные источники энергии, такие как ископаемое топливо.

Получите предложения от проверенных поставщиков сегодня, заполнив контактную форму вверху страницы! Услуга бесплатна и ни к чему не обязывает!

Как производятся солнечные панели?

Вы знаете солнечные панели как футуристические черные или синие прямоугольники, которые впитывают солнечный свет и снижают ваши счета за электроэнергию.Вы даже можете узнать о технологии, лежащей в основе их работы. Но как на самом деле производятся солнечные панели? Каковы этапы создания этих современных чудес чистой энергии?

Мы рассмотрим процесс производства наиболее распространенных фотоэлектрических или фотоэлектрических панелей. Фотоэлектрические элементы производят электричество из солнечного света. По сути, они делают это, позволяя легким частицам солнца выбивать электроны из атомов в фотоэлементах. Вот как собирается солнечная панель, чтобы делать это на вашей крыше день за днем.

Панели солнечных батарей 101: Начните с кремния

Наиболее распространенным материалом для создания фотоэлементов являются кристаллы кремния. Некоторые процессы разработки зависят от отдельных производителей и конкретно от того, какие панели они производят. Например, есть одно- или многослойные панели. Но вот основы.

Первым шагом в создании солнечной панели является добыча и очистка кремния. Очистку обычно проводят в электропечи. К счастью, кремний - очень богатый ресурс.Фактически, это второй по распространенности элемент (сразу после кислорода) на планете. Его добывают по всему миру, но в США его в основном находят на Среднем Западе и Юге.

Цилиндры из чистого кремния, известные как «слитки», затем нарезаются на диски или пластины толщиной с бумагу. Затем они обрезаются до прямоугольников или шестиугольников. Это сделано для того, чтобы они могли идеально вписаться в рамку солнечного модуля и максимально увеличить площадь.

Как кремниевые элементы становятся маленькими полупроводниками

При обработке поликремния бором и фосфором создается положительный и отрицательный заряд.Это соединение P / N, где происходит электричество. Провода соединяют крошечные электрические полупроводники с металлом, создавая пути для электричества.

Клетки покрыты антибликовым веществом, поэтому они не просто отражают солнечный свет, а улавливают его. Затем их запечатывают в ацетат, часто из резины или винила. Панель помещается в алюминиевую раму и герметизируется под листом стекла или пластика, чтобы создать долгожданную солнечную панель.

Кто производит солнечные панели?

Большая часть работы с солнечными панелями выполняется роботами с точным уровнем.Эти рабочие-роботы являются одной из причин, по которой цены на солнечную энергию становятся более конкурентоспособными. Некоторые аспекты полностью автоматизированы, но некоторые все еще выполняются техническими специалистами.

В целом в отрасли солнечной энергетики (от производства до продажи и установки) в 2017 году работало более 250 271 американца.

Если вы заинтересованы в получении самых экологически чистых солнечных панелей, ознакомьтесь с этой публикацией о самых зеленых солнечных панелях . Если вы хотите узнать больше о различиях между двумя основными типами солнечных панелей, прочитайте этот пост на тему monocrystalline vs.панели поликристаллические .

Также посмотрите это видео, чтобы узнать разницу между моно- и поликристаллическими солнечными панелями.

Сколько энергии производит солнечная панель?

Одна из самых важных характеристик солнечной панели - это то, сколько энергии она может производить. У потенциальных владельцев солнечных панелей обычно есть цель, сколько энергии они хотят производить. Может быть, это 100% их домашних потребностей или даже 50%, но в любом случае существует ряд факторов, которые будут влиять на способность солнечных панелей производить энергию.

Солнечные технологии используются уже несколько десятилетий как средство производства энергии из солнечного света. За последние несколько десятилетий технология солнечных панелей быстро улучшилась, что привело к повышению эффективности и снижению затрат. В настоящее время солнечная энергия почти такая же дешевая, как энергия, получаемая из ископаемого топлива, а всего через несколько лет она станет еще дешевле.

Поскольку стоимость солнечной энергии падает каждый год, владельцам домов и предприятий гораздо более реалистично установить солнечные панели на своей собственности.В этом посте мы исследуем, как солнечные панели работают и производят энергию.

Во-первых, давайте рассмотрим основы.

Как солнечная панель производит энергию?

Солнечные панели работают, позволяя частицам света, называемым фотонами, сбивать электроны с их атомных орбиталей. Когда это происходит, генерируется поток электричества, и это электричество используется и сохраняется в виде электрической энергии. Все это происходит, когда свет попадает на блок, называемый фотоэлектрическим элементом.

Солнечные панели состоят из сотен или тысяч этих ячеек, а несколько солнечных панелей составляют солнечную батарею.Эти массивы подключены к существующей электросети, так что генерируемая энергия может быть направлена ​​должным образом.

Сколько энергии вырабатывает одна солнечная панель?

Чтобы получить точное представление о том, сколько энергии может производить солнечная панель, вы должны сначала принять во внимание, какой тип панельной технологии используется. Если бы вы нашли поставщика солнечной энергии и просмотрели продукты, которые они предлагают, вы, вероятно, нашли бы 2 типа солнечных панелей: монокристаллические и поликристаллические.Вот некоторые особенности каждой технологии.

Монокристаллический

  • Повышенная эффективность
  • Дороже
  • Лучшая производительность в условиях высоких температур и тени

Поликристаллический

  • Низкая эффективность
  • Дешевле
  • Менее эффективен при более высоких температурах

Посмотрите это видео, чтобы узнать разницу между монокристаллическими и поликристаллическими панелями.

Как видите, у каждого типа панелей есть свои плюсы и минусы.Поликристаллический, однако, является более новой технологией и со временем станет более эффективной, но если вы хотите получить максимальную мощность в минимальном пространстве, монокристалл будет лучшим вариантом. Технология изготовления панелей - первый фактор в возможностях производства панелей.

Ключевые термины для солнечных панелей: кВт, кВтч, постоянного и переменного тока

Чтобы полностью понять цифры, нам нужно рассмотреть некоторые основные единицы.

  • кВт - Киловатт. Это мера электрической мощности, которая равна 1000 Вт.Электрическая энергия, вырабатываемая солнечной панелью или солнечной системой, может быть выражена в ваттах или киловаттах.
  • кВтч - мера электрической энергии, которая равна потреблению 1000 Вт за 1 час. КВтч используется в качестве единицы учета энергии, потребляемой физическими лицами. Один киловатт-час равен 3,6 мегаджоулей.

  • DC - Постоянный ток. Это форма энергии, которая изначально генерируется панелью.
  • AC - переменный ток. Постоянный ток преобразуется в переменный, так что потребители могут эффективно использовать его по всему дому.

Системы солнечных панелей измеряются в кВт. Обычный размер солнечных панелей обычно составляет около 5 кВт и занимает около 400 квадратных футов пространства. Массив такого размера может производить в среднем 350-850 кВтч электроэнергии переменного тока в месяц. Для сравнения: типичное домохозяйство потребляет около 897 кВтч в месяц. Следовательно, вполне возможно произвести достаточно энергии, чтобы покрыть 100% ваших потребностей.Если бы вы смотрели только на 1 панель, это означало бы около 250 Вт на панель, размер 20 кв. Футов и около 17,5-42,5 кВт / ч переменного тока в месяц.

Покройте свои потребности в электроэнергии с помощью солнечной энергии

Подводя итог, можно сказать, что солнечная панель сама по себе, как правило, может покрыть примерно 1/20 потребности вашего дома в энергии. Вот почему большинство солнечных батарей включает 10-20 панелей, чтобы удовлетворить большинство своих потребностей. Очевидно, это может сильно различаться в зависимости от многих переменных, в частности от того, сколько электроэнергии вы используете и сколько места на крыше у вас есть.Другие соображения включают тип технологии панелей, эффективность, местоположение, угол, климат и многое другое.

В конце концов, главное, что нужно сделать, это то, что в истории не было лучшего времени для перехода на солнечную энергию. Вы не только можете легко генерировать достаточно энергии, чтобы покрыть все свои потребности в энергии, но и солнечные панели теперь дешевле и эффективнее, чем когда-либо.

Как производятся солнечные панели

Популярность солнечной энергии резко возросла за последние несколько лет, что оказывает значительное влияние на рынок энергии.По данным Ассоциации производителей солнечной энергии, в США установлено достаточно солнечной энергии для питания 13,1 миллиона домов, а общая мощность солнечных батарей в США, по прогнозам, к 2024 году увеличится более чем вдвое.

По мере того, как использование солнечной энергии становится все более распространенным, растет и информация о том, как она используется и используется. Фотоэлектрические или солнечные панели часто можно найти как в коммерческих, так и в жилых районах. Как изготавливаются эти панели и из каких материалов они изготавливаются?

В таблице ниже указаны исходные материалы и детали, из которых состоит солнечная панель.

  • Сырье

    Кремний - это основной материал для токопроводящих электрических компонентов. Прежде чем его можно будет использовать, он должен пройти процесс обработки, который удаляет примеси и превращает его в чистый кремний или поликремний. В ближайшее время отрасль не должна столкнуться с нехваткой материалов; Кремний присутствует в большом количестве, составляя по весу четверть земной коры.

  • Слитки и вафли

    Как только кремний очищается от примесей, он превращается в слитки, которые представляют собой цилиндры из чистого кремния. Слитки сделаны из кристалла кремния, погруженного в поликристаллический кремний. Примеси остаются в расплавленной жидкости, поэтому слиток образует полностью чистый цилиндр.Оттуда слиток нарезается на пластины толщиной 0,5 мм, которые придают форму прямоугольника или шестиугольника, чтобы они могли плотно прилегать друг к другу.

  • Ячейка

    Бор и фосфор добавляются к пластинам путем легирования.Пластины нагреваются, чтобы позволить атомам этих элементов или примесей проникнуть в кремний. Когда эти элементы добавляются к поликремнию, первым результатом является избыток электронов, а затем их недостаток. Это позволяет поликремнию действовать как полупроводник.

  • Панели солнечных батарей

    Чтобы проводить большое количество электричества, многие элементы должны быть соединены электрическими контактами.Затем группа подключается к приемнику. На панель нанесено антибликовое покрытие, чтобы предотвратить потерю солнечного света и потерю энергии. Затем ячейки запечатывают в резину или винилацетат, обрамляют алюминием и покрывают стеклом или пластиком.

Кремний: сырье для солнечных батарей

Кремний - второй по распространенности элемент в земной коре.По мнению Коалиции за просвещение по минералам, его нельзя найти в чистом виде; скорее, он содержится в сочетании с кислородом в таких породах, как обсидиан, гранит и песчаник, в форме, известной как кремнезем. Кремний можно добывать из кварцита, слюды и талька, но песок является его наиболее распространенным источником руды. Кремний в солнечных панелях производится в процессе восстановления, в котором диоксид кремния нагревается углеродным материалом, а кислород удаляется, оставляя после себя более чистый кремний металлургического качества.

После этого сорт должен быть дополнительно очищен до поликремния, чистота которого для солнечной энергии составляет 99.999 процентов. Для получения поликремния разных марок к элементу можно применить несколько процессов. Для электронного поликремния, который имеет более высокий процент чистоты, силикон металлургического сорта должен проходить через хлористый водород при чрезвычайно высоких температурах и подвергаться дистилляции. Но чтобы получить конечный продукт, пригодный для использования в солнечной энергии, силикон проходит процесс химической очистки. В этом процессе газы пропускаются через расплавленный кремний для удаления примесей, таких как бор и фосфор.В чистом виде кремний солнечного качества затем превращается в цилиндры, называемые слитками, которые затем разрезаются на небольшие проводящие части, которые поглощают солнечный свет в солнечных батареях.

Слитки и вафли: основа солнечных элементов

Из слитков вырезают несколько типов пластин: монокристаллические, поликристаллические и кремниевые ленты. Они различаются своей эффективностью в проведении солнечного света и количеством производимых отходов.

Монокристаллические пластины тонко вырезаются из цилиндрического слитка, имеющего монокристаллическую структуру, что означает, что он состоит из чистого однородного кристалла кремния.Алмазная пила используется для обрезки пластин с цилиндра, в результате чего получается круглая форма. Однако, поскольку круги не плотно прилегают друг к другу, круглые пластины дополнительно разрезают на прямоугольную или шестиугольную форму, что приводит к потере кремния из частей, которые удаляются. Согласно GreenRhinoEnergy.com, этот отработанный кремний может быть переработан в поликремний и переработан. Исследователи пытаются найти способы создания монокристаллических ячеек без лишних обрезков и отходов.

Поликристаллические, иногда называемые поликристаллическими, слитки состоят из нескольких кристаллических структур.Они могут производить меньше отходов, но они не так эффективны, как монокристаллические. Слитки имеют форму куба, потому что они сделаны из расплавленного кремния, залитого в фасонную отливку. Это означает, что вафлям можно сразу придать желаемую форму, что сокращает количество отходов.

Кремниевые ленты представляют собой тонкие листы мультикристаллического кремния. Они такие тонкие, что их не нужно нарезать вафлями. Хотя тонкие листы или тонкие пленки являются гибкими, их можно использовать интересными способами и дешевле в производстве, они не так долговечны, как пластины, и требуют большей поддержки, чем другие конструкции солнечных панелей.

Солнечные элементы: добавление примесей для активации пластины

Хотя кремниевые пластины к этому моменту готовы, они не будут проводить никакой энергии, пока не пройдут процесс легирования. Этот процесс включает ионизацию пластин и создание положительно-отрицательного (p-n) перехода. Вафли нагревают в цилиндрах при очень высокой температуре и опускают в воду. Затем верхний слой цилиндра подвергается воздействию фосфора (отрицательная электрическая ориентация), а нижний слой - воздействию бора (положительная электрическая ориентация).Соединение положительно-отрицательного элемента позволяет ему правильно работать в солнечной панели.

После этого шага нужно сделать еще несколько вещей, чтобы создать функционирующую ячейку. Поскольку кремний естественным образом отражает солнечный свет, существует значительный риск потери значительной части потенциальной энергии солнца, которую клетки должны поглощать. Чтобы минимизировать это отражение, производители покрывают ячейки просветляющим нитридом кремния, который придает ячейкам последний синий цвет, который мы видим на установленных панелях.

Оттуда производители внедряют систему сбора и распределения солнечной энергии. Это делается с помощью процесса шелкографии или трафаретной печати, при котором металлы печатаются с обеих сторон ячейки. Эти металлы составляют основу для прохождения энергии по пути к приемнику.

Панели солнечных батарей: сборка элементов в полезные устройства

Производители солнечных панелей используют различные запатентованные процессы для производства своей конечной продукции so

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *