Информация солнечные батареи: Солнечные батареи. Виды и устройство. Работа и применение — magazinakb.ru

Содержание

Что такое солнечная батарея? | SolarSoul.net ☀️

Обычно под термином “солнечная батарея” подразумевается панель генерирующая электрический ток под воздействием солнечного света. Солнечную батарею еще называют фотоэлектрическим преобразователем. Так же встречаются такие термины как: солнечная панель, солнечный модуль, фотомодуль и т.д.

Структура фотоэлектрической установки

Солнечная батарея и фотоэффект

Для получения электроэнергии от солнечной батареи необходимо осуществить фотоэффект. Этот процесс связан с физическим явлением p-n перехода, который происходит в фотоэлементе. Конструктивно фотоэлемент состоит из двух пластин полупроводникового материала. Одна из используемых пластин содержит атомы бора, а вторая атомы мышьяка. При этом верхний слой характеризуется переизбытком электронов (область электронов), а нижняя – их нехваткой (так называемая дырочная область). В данном случае на границе этих пластин поддерживается электронно-дырочный переход, так называемый p-n переход.

В результате попадания на фотоэлемент солнечных лучей (фотонов) происходит освещение пластин и оба слоя взаимодействуют как электроды обыкновенной батареи – возникает электродвижущая сила (ЭДС).

.
Солнечный луч возбуждает электроны, которые начинают перемещаться из одной пластины в другую. Для снятия электрической энергии на обе поверхности напаивают тонкие слои проводника и подключают к нагрузке. Выработка этой энергии не связана с химическими реакциями, поэтому такая солнечная батарея может прослужить довольно долгий срок.

Основа для большинства солнечных батарей – кремний

Кремний для производства солнечных батарей может быть монокристаллическим или поликристаллическим. Внешне монокристаллический кремний можно отличить по равномерному чёрно-серому цвету поверхности фотоэлемента. Этот вид материала выращивают в промышленных условиях, после чего специальной нитью разрезают на тонкие пластины. Второй тип представляет собой новое поколение элементов, сделанных из более доступного поликристаллического кремния. Изготовление проходит методом литья. Выглядит материал как, поверхность с неравномерным синим переливом. Кроме того, в кремний добавляют в определенном количестве мышьяк и бор.

Учёные вплотную изучают вопросы, которые могли бы улучшить выработку электроэнергии в солнечных электростанция при помощи повышения КПД солнечной батареи. Для этого в тонкослойных ячейках может содержаться не только кремний, но и галлий, арсенид, кадмий, медь, селен и многие другие материалы. Так же большой проблемой на пути улучшения эффективности солнечных батарей, является избыточное тепло, которое возникает при нагреве пластин солнечных элементов. Разрабатывается много путей для отвода данного тепла от солнечной батареи. Ведь КПД панелей в редких случаях превышает 25 %.

Типы солнечных батарей

В настоящее время на рынке можно найти пять основных типов солнечных батарей.

Наибольшую популярность получили солнечные батареи из поликристаллических фотоэлементов. Эффективность таких панелей в среднем составляет 12-14 %.

Панели из монокристаллических фотоэлементов характеризуются более высоким КПД (14-16 %). Такие панели немного дороже чем панели из поликристаллического кремния. Так же ячейки имеют форму многоугольника и из-за этого не полностью заполняют пространство солнечной батареи, что приводит к более низкой эффективности всей батареи по отношению к одной ячейки.

Солнечные батареи из аморфного кремния имеют наименьшую эффективность ( 6-8 %), но в то же время имеют наиболее низкую себестоимость производимой энергии.

Солнечные батареи на основе Теллурид Кадмия (CdTe) представляют собой тонкопленочную технологию производства солнечных проебразователей. Полупроводниковые слои наносят на панель толщиной всего в несколько сотен микрон. Производство является менее вредным для окружающей среды. Эффективность солнечных батарей на основе Теллурид Кадмия составляет порядка 11-12 %.

Солнечные батареи на основе смеси Индия, Галлия, Меди, Селена (CIGS) так же является тонкопленочной технологией производства фотоэлементов. Эффективность варьируется от 10 до 15 %. Эта технология еще мало распространена на рынке, однако очень быстро развивается.

Немного видеоматериала о том как именно происходит процесс производства солнечной батареи

Какие аккумуляторы лучше? Актуальная информация на 2021 год

Аккумуляторы имеют решающее значение, чтобы использовать вашу систему в рабочем состоянии в любое время суток. С неправильно подобранным банком аккумуляторов, вы сможете воспользоваться солнечной энергией только тогда, когда солнечные батареи ее производят, а при заходе солнца аккумуляторы могут быть не способны выдать необходимую мощность.

Зачем нужны аккумуляторы в системах на солнечных батареях

Поскольку солнечное излучение величина не постоянная и, если вы не подключены к центральной электросети или подключение не стабильное, недостаточно иметь просто солнечные батареи. Вам нужно где-то хранить энергию и наличие надежных аккумуляторных батарей, поможет вам сохранить электроэнергию, которую ваши солнечные панели производят в течение дня.

К вопросу «какой аккумулятор выбрать для солнечных батарей» надо подойти предельно серьезно, чтобы использовать вашу систему в рабочем состоянии в любое время суток. С неправильно подобранным банком аккумуляторов, вы сможете воспользоваться солнечной энергией только тогда, когда солнечные батареи ее производят, а при заходе солнца аккумуляторы могут быть не способны выдать необходимую мощность. При отсутствии хороших аккумуляторных батарей вам придется бороться с недостатком энергии, особенно если в сети электроснабжения есть перебои или она попросту отсутствует.

Свинцово – кислотные, в том числе AGM и GEL и литиевые аккумуляторы, набирающие популярность, на сегодня наиболее востребованы для электроснабжения, найдем их отличия и определим преимущества или недостатки.

Сравнение свинцово-кислотных и литиевых батарей

Свинцовые батареи стоят дешевле, но они имеют более короткий срок службы и по современным меркам низкую плотность энергии, а некоторые из них требуют регулярного технического обслуживания, чтобы поддерживать их в рабочем состоянии. Литиевые батареи дороже, но они не требуют технического обслуживания и имеют более длительный срок службы, что соответствует их более высокой цене. Давайте более подробно рассмотрим какой лучше взять аккумулятор для солнечных электростанций, плюсы и минусы каждого варианта и объясним, почему вы можете выбрать один из них для своей системы.

Свинцово-кислотные с жидким электролитом

Отличительной особенностью этих батарей является то, что свинцовые пластины погружены в жидкий электролит. Их необходимо регулярно проверять и доливать каждые 1-3 месяца, чтобы они работали должным образом. Халатное отношение к обслуживанию может сократить их срок службы и аннулировать гарантию. Поскольку в ходе эксплуатации этот тип АКБ может выделять опасные газы, их необходимо устанавливать в вентилируемом помещении, чтобы позволить газам батареи выходить наружу.

Герметичные свинцово-кислотные

Герметизированные бывают двух типов: AGM и GEL, которые имеют много схожих свойств. Они практически не требуют обслуживания и влагозащищены. Отличия заключаются в электролите – в гелевом аккумуляторе он находится в загущенном состоянии, а в AGM электролит абсорбирован в стекловолокне. Считается, что они не выделяют газы, это не совсем так, поскольку для защиты аккумуляторов предусмотрены клапаны, которые могут открываться в экстренных ситуациях.

Панцирные OPzS и OPzV

Эти аккумуляторы являются разновидностью свинцово-кислотных аккумуляторов: OPzS – с жидким электролитом, а OPzV с электролитом в виде геля. Минусы – низкая плотность энергии и нелинейные разрядные характеристики, свойственные всем свинцовым аккумуляторам. Из плюсов можно отметить 1200-1500 циклов, при глубине разряда на 80%, что в 2-3 раза больше в сравнении с обычными свинцово-кислотными АКБ, но и более высокую цену, которая соизмерима уже со стоимостью LiFePo4 аккумуляторов.

Литий-железо-фосфатные аккумуляторы

Одним из лучших химических составов литиевых АКБ для солнечных батарей является литий-железо-фосфат LiFePO4, он же LFP, еще встречается название «Лифер». Эта технология имеет в несколько раз больший срок службы, чем у свинцовых АКБ и может использоваться при более глубоких циклах. Благодаря линейным разрядным характеристикам можно использовать меньшую емкость, при разряде большими токами. Они также не требуют обслуживания или вентиляции, в отличие от заливных свинцово-кислотных батарей. LiFePO4 это одна из разновидностей литий-ионных батарей, но в отличие от них LiFePO4 пожаро-взрывобезопасны.

Литий-титанатные, они же LTO

Можно уверенно сказать, что это великолепные аккумуляторы и одни из лучших на данный момент и они имеют все вышеперечисленные плюсы LiFePO4 аккумуляторов, но и еще могут заряжаться просто огромнейшими токами в 10С (для сравнения «свинец» можно заряжать токами 0,1 – 0,2С) и имеют ресурс 16000 циклов. Из минусов можно отметить высокую цену и больший вес в сравнении с LiFePO4.

Литий-ионные, они же Li-ion

Имеют очень высокую плотность энергии и малый вес, благодаря чему широко применяются на электротранспорте, в том числе в Тесле, но имеют существенный недостаток — при повреждениях и при работе в нештатном режиме могут воспламеняться. У LiFePO4 и Литий-титанатных аккумуляторов отсутствует этот недостаток, поэтому они более предпочтительны для использования в автономных и бесперебойных системах.

Подводя промежуточный итог, можно отметить, что первоначальные вложения на литиевые батареи больше, но при эксплуатации стоимость владения получается значительно ниже — за время эксплуатации литиевых аккумуляторов приходится несколько раз заменить свинцовые АКБ.

Выделим основные превосходства литиевых LFP и LTO аккумуляторов над свинцово-кислотными:

Срок службы в несколько раз больше, чем у свинцовых АКБ;
Количество циклов при глубине разряда 80% составляет 2000-3500 у LFP и до 16000 у LTO, против 300-350 циклов у обычного «свинца» и до 1500 циклов у OPzS c OPzV;
Быстрый заряд, благодаря способности принимать большие токи заряда (зарядный ток до 2С (у LFP) и до 10C (у LTO), против 0,1-0,3С у свинцовых;
Линейные разрядные характеристики позволяют использовать в 2-3 раза меньшую емкость, в сравнении со «свинцом» и получать паспортную емкость независимо от разрядного тока;
Меньший вес, высокая плотность энергии;
Не выделяют вредные вещества и пожаро-взрывобезопасны.

Из минусов литиевых АКБ можно отметить, что их нельзя использовать без системы балансировки и защиты BMS (Battery Management System) и более высокие первоначальные вложения.

Сравнительная таблица аккумуляторов:

	Свинцовые автомобильные	Свинцовые AGM/GEL	Свинцовые OPzS	Свинцовые OPzV	Литий-ионные Li-ion	Литий-титанатные LTO	Литий-железо-фосфатные LiFePO4
Плюсы	Низкие первоначальные вложения.	Герметизирован-ные. Не выделяют газы	Возможность обслуживания. хорошие показатели для свинцовых АКБ.	Герметизирован-ные. Не выделяют газы. Хорошие показатели для свинцовых АКБ.	Самая высокая плотность энергии. Малый вес и объем. Большой срок службы.	Самый большой срок службы. Возможно заряжать и разряжать огромными токами. Полностью безопасны	Высока плотность энергии. Большой срок службы. Большие зарядные и разрядные токи. Полностью безопасны.
Минусы	Малый срок службы. Выделяют газы. Медленный заряд. Не способны долговременно выдавать большие токи. Нелинейные разрядные характеристики.	Малый срок службы при постоянном циклировании. Медленный заряд. Не способны выдавать большие токи. Маленькая снимаемая емкость при разряде большим	Высокая стоимость. Медленный заряд. Не способны выдавать долговременно большие токи. Маленькая снимаемая емкость при разряде большими токами.	Высокая стоимость. Медленный заряд. Не способны выдавать долговременно большие токи. Маленькая снимаемая емкость при разряде большими токами.	При повреждении или при работе в нештатном режиме опасны, обильно выделяют газы и пожароопасны. Нельзя использовать без системы балансировки и защиты.	Самые большие первоначальные вложения. Нельзя использовать без системы балансировки.	Высокие первоначальные вложения. Нельзя использовать без системы балансировки.
Номинальное напряжение 1шт, В	12	12	2	2	3,7	2,3	3,2
Количество шт последовательно, для получения 12В	1	1	6	6	4	6	4
*Удельный вес, Втч в 1кг**	45	40	33	33	205	73	95
*Цена за 1000 Втч, руб (на 2019г)**	7000	14000	16000	20000	14000	33000	16000
Количество циклов, при разряде 30%	750	1400	3000	5000	9000	25000	10000
Количество циклов, при разряде 70%	200	500	1700	1800	5000	20000	5000
Количество циклов, при разряде 80%	150	350	1300	1500	2000	16000	3000
Цена 1 цикла, при разряде на 30%, руб	9,3	10	5,3	4	1,6	1,3	1,6
Цена 1 цикла, при разряде на 70%, руб	35	28	9,4	11,1	2,8	1,7	3,2
Цена 1 цикла, при разряде на 80%, руб	46,7	40	12,3	13,3	7	2,1	5,3

Исходя из всех перечисленных аргументов и проведенному сравнительному анализу, можно сделать вывод, что литиевые аккумуляторы имеют превосходство над «свинцовыми» почти по всем параметрам. Но какой из основных трех типов литиевых батарей выбрать?

На наш взгляд на текущий момент для солнечной электростанции лучше купить аккумуляторы литий-железо-фосфатные, они имеют великолепные технические характеристики, долгий срок службы и в отличии от обычных Li-ion полностью безопасны. Более того, их стоимость 2 раза ниже, чем у литий-титанатых аккумуляторов и не смотря, что процессе эксплуатации LTO получаются выгоднее, существует большая вероятность купить восстановленный б/у LTO аккумулятор, который был снят с электротранспорта в Китае.

Поэтому в большинстве случаев предпочтительнее будут аккумуляторы по технологии LiFePO4.

Купить новые LiFePO4 аккумуляторы можно у нас в магазине, пройдя по ссылке: https://mywatt.ru/akkumulyatory/lifepo4/

Ориентация солнечных панелей — Полезная информация — ВАРМА

Только малая доля солнечного излучения достигает поверхности земли.

1. прямая 2. поглащение 3. отражение 4. непрямая

Солнечный свет проходит свой путь от Солнца до Земли по прямой линии. Когда он достигает атмосферы, часть света преломляется, а часть достигает земли по прямой линии. Другая часть света поглощается атмосферой. Преломленный свет — это то, что обычно называется диффузной радиацией, или рассеянным светом. Та часть солнечного света, которая достигает поверхности земли без рассеяния или поглощения — это прямая радиация. Прямая радиация — наиболее интенсивная.

Солнечные модули производят электричество даже когда нет прямого солнечного света. Поэтому, даже при облачной погоде фотоэлектрическая система будет производить электричество. Однако, наилучшие условия для генерации электроэнергии будут при ярком солнце и при ориентации панелей перпендикулярно солнечному свету. Для местностей северного полушария панели должны быть ориентированы на юг, для стран южного полушария — на север.

Влияние различных световых условий на выработку фотоэлектрических модулей (в % от полной мощности)

Условие	% от «полного» солнца
Яркое солнце — панели расположены перпендикулярно солнечным лучам	100%
Легкая облачность	60-80%
Пасмурная погода	20-30%
За оконным стеклом, один слой, стекло и модуль перпендикулярны солнечным лучам	91%
За оконным стеклом, 2 слоя, стекло и модуль перпендикулярны солнечным лучам	84%
За оконным стеклом, один слой, стекло и модуль под углом 45° солнечным лучам	64%
Искуственный свет в офисе, на поверхности письменного стола	0.4%
Искуственный свет внутри яркого помещения (например, магазин)	1.3%
Искуственный свет внутри жилого помещения	0.2%

Солнце двигается по небу с вотока на запад. Положение Солнца на небосклоне определяется 2-мя координатами — склонением и азимутом. Склонение — это угол между линией, соединяющей наблюдателя и Солнце, и горизонтальной поверхностью. Азимут — это угол между направлением на Солнце и направлением на юг (см рисунок справа).

Следует также учитывать, что направление на магнитный юг (т.е. по компасу) не всегда совпадает с направлением на настоящий юг. Существуют истинный и магнитный полюсы, не совпадающие между собой. Соответственно этому есть истинный и магнитный меридианы. И от того и от другого можно отсчитывать направление на нужный предмет. В одном случае мы будем иметь дело с истинным азимутом, в другом — с магнитным. Истинный азимут — это угол между истинным (географическим) меридианом и направлением на данный предмет. Магнитный азимут —угол между магнитным меридианом и направлением на данный предмет. Понятно, что истинный и магнитный азимуты отличаются на ту же самую величину, на которую магнитный меридиан отличается от истинного. Эта величина называется магнитным склонением. Если стрелка компаса отклоняется от истинного меридиана к востоку, магнитное склонение называют восточным, если стрелка отклоняется к западу, склонение называют западным. Восточное склонение часто обозначают знаком «+» (плюс), западное — знаком «—» (минус). Величина магнитного склонения неодинакова в различной местности. Так, для Московской области склонение составляет +7, +8°, а вообще на территории России оно меняется в более значительных пределах.

См. также «как вычислить истинный азимут по склонению и магнитному азимуту».

На практике, солнечные панели должны быть ориентированы под определенным углом к горизонтальной поверхности. Около экватора солнечные панели должны располагаться под очень маленьким углом (почти горизонтально), для того, чтобы дождь смывал пыль и грязь с фотоэлектрических модулей.

Небольшие отклонения от этой ориентации не играют существенной роли, потому что в течение дня солнце двигается по небу с востока на запад.

Пример

Доля производства энергии фотоэлектрической системой при наклоне 45 градусов, для широты местности 52 градуса северной широты.

запад	юго-запад	юг	юго-восток	восток
78%	94%	97%	94%	78%

Выработка максимальна (100%) когда панели расположены под углом 36 градусов и ориентированы на юг. Как видно из таблицы, разница между направлениями на юг, юго-восток и юго-запад незначительна.

Солнечные панели наиболее эффективно работают, когда они направлены на солнце и их поверхность перпендикулярна солнечным лучам. Солнечные панели обычно располагаются на крыше или поддерживающей конструкции в фиксированном положении и не могут следить за положением солнца в течение дня. Поэтому, обычно солнечные панели не находятся под оптимальным углом (90 градусов) в течение всего дня. Угол между горизонтальной плоскостью и солнечной панелью обычно называют углом наклона.

Вследствие движения Земли вокруг Солнца, имеют место также сезонные вариации. Зимой солнце не достигает того же угла, как летом. В идеале, солнечные панели дожны располагаться летом более горизонтально, чем зимой. Поэтому угол наклона для работы летом выбирается меньше, чем для работы зимой. Если нет возможности менять угол наклона дважды в год, то панели должны располагаться по оптимальным углом, значение которого лежит где-то посередине междну оптимальными углами для лета и зимы. Для каждой широты есть свой оптимальный угол наклона панелей. Только для местностей около экватора солнечные панели должны располагаться горизонтально.

Обычно принимается для весны и осени оптимальный угол наклона равным значению широты местности. Для зимы к этому значению прибавляется 10-15 градусов, а летом от этого значения отнимается 10-15 градусов. Поэтому обычно рекомендуется менять дважды в год угол наклона с «летнего» на «зимний». Если такой возможности нет, то угол наклона выбирается примерно равным широте местности.

	1.солнце зимой 2.солнце летом
Оптимальный угол наклона зимой и летом

Небольшие отклонения до 5 градусов от этого оптимума оказывают незначительный эффект на производительность модулей. Различие в погодных условиях более влияет на выработку электричества. Для автономных систем оптимальный угол наклона зависит от месячного графика нагрузки, т.е. если в данном месяце потребляется больше энергии, то угол наклона нужно выбирать оптимальным именно для этого месяца. Также, нужно учитывать, какое есть затенение в течение дня. Например, если с восточной стороны у вас дерево, а с западной все чисто, то, скорее всего, имеет смысл сместить ориентацию с точного юга на юго-запад.

Потери выработки вследствие отражения

(в процентах к перпендикулярному направлению на модуль)

Угол падения лучей света	Потери
9	1.2%
18	4.9%
40	19.0%
45	29.0%

Пример

Оптимальный угол наклона для широты 52 градуса (северной широты) для соединенных с сетью систем составляет 36 градусов. Однако, для автономной системы с примерно равной потребностью в энергии в течение года, оптимальный угол наклона будет составлять около 65-70 градусов.

Неоспоримые преимущества солнечных батарей для дома

Альтернативная энергетика – это такой способ получения энергии, который отличается высокими показателями экологической безопасности и выгодностью. К подобным источникам относятся: Солнце, ветер, приливы и отливы. Альтернативное энергоснабжение, в частности использование энергии Солнца, — естественный способ получения энергии для повседневных нужд.

Высокая стоимость солнечных модулей в прошлом

Использование альтернативных источников энергии – самый разумный и естественный метод. Зачем же нужны разнообразные электростанции, порой представляющие серьезную опасность экологической ситуации и здоровью людей?

До недавнего времени выпускаемые солнечные модули обладали очень низким КПД по преобразованию энергии солнца в электрическую. Себестоимость модулей была слишком высока. Все это делало солнечную энергию слишком дорогой. В последние годы наметилась сильная тенденция снижения цен на батареи, способные преобразовывать солнечную энергию. И если прежде желание купить модуль выглядело роскошью, то сегодня подобное оборудование по карману даже представителям среднего класса.

Эффективное использование альтернативных источников энергии

Солнечной энергии, преобразованной модулями, вполне хватит для того, чтобы в достаточной мере обеспечить дом теплом и электроэнергией. Такая энергия может стать основным источником электроэнергии или же резервным (дополнительным). Нередко солнечные модули используют в качестве накопителя энергии для специальных аккумуляторных батарей.

В зависимости от площади помещения (дома), мощности установленных электроприборов, с учетом некоторых других факторов выбирается система солнечных батарей. Такой индивидуальный подход помогает решить конкретные задачи каждого домовладельца.

Особенности солнечных модулей

Солнечный модуль – это фотоэлектрический генератор. По сути, это – преобразователь солнечной энергии в электрическую. Выглядит такой девайс как прямоугольная панель. Внутрь каждого модуля, из которого состоит панель, вставлены монокристаллы кремния (возможно включение монокристаллов арсенида галлия). На обратной стороне панели размещаются электрические контакты для подключения, внешняя же сторона имеет стеклянную поверхность в качестве защиты. Для большей сохранности панель может быть вставлена в стальной каркас.

Принцип действия солнечных батарей основан на фотоэлектрическом эффекте. Внешняя панель улавливает солнечный свет, который запускает внутри электродвижущую силу. Благодаря ей энергия Солнца преобразуется в электрическую.

Мощность солнечных батарей для дома обычно не превышает 1000-3000 Вт, которых вполне хватает для обеспечения жилого здания электрической энергией. Естественно, чем выше мощность батареи, тем больше энергии она вырабатывает.

Однако даже самая мощная солнечная батарея бессильна в период солнечной пассивности. Период солнечной активности в России длится с марта по август. То есть в эти месяцы солнечные батареи смогут снабжать дом необходимым количеством энергии, в период с сентября по февраль придется использовать иной источник электроэнергии (например, центральную электросеть или автономный электрогенератор).

Таким образом, как минимум шесть месяцев в году вы можете использовать максимально безопасный источник электроэнергии. Само собой разумеется, что устанавливать солнечные модули в вашем доме должен специалист.

Достоинства такого метода снабжения дома электроэнергией

Идеальная экологическая безопасность. Солнечные батареи совершенно безвредны для окружающей среды и человека.
Высокая экономия. Все траты на электроэнергию ограничиваются покупкой оборудования. Чем больше солнечных дней в году, чем выше активность солнца, чем интенсивнее вы используете электроэнергию, тем ниже себестоимость каждого кВт*ч.
Автономность. Установив солнечные батареи, вы избавляетесь от зависимости от линии электропередач. Никакие скачки напряжения, обрывы и прочие неприятности вам будут не страшны.
Еще одна особенность такого метода получения электроэнергии – изменение внешнего вида здания благодаря установке солнечных батарей. Ненавязчивые, легкие нотки хай-тек придадут дому шарм современного здания.

На нашем сайте www.orion72.ru представлена практически вся линейка солнечных батарей

Новые “профессии” Солнца, или все новое – это хорошо забытое старое

Некоторые вопросы о солнечных батареях

Ежедневно на нашу планету поступают миллиарды киловатт солнечной энергии. Люди уже давно начали использовать эту энергию для своих нужд. С течением прогресса для преобразования энергии солнечного света стали использовать солнечные батареи. Все новые и ещё неизвестные нам технологии, вызывают недоверие, и порой сложно поверить в их эффективность. У большинства обывателей солнечные батареи до сих пор устойчиво ассоциируются как минимум с элементом космического корабля. Поэтому давайте вкратце разберем какая эффективность у солнечных батарей, могут ли они работать в прохладном и облачном климате, требуют ли они обслуживания, необходима ли для солнечных батарей система слежения за солнцем, за какое время окупятся солнечные батареи.

Эффективность солнечных батарей.

На эффективность фотоэлементов и солнечных панелей из них влияют целый ряд факторов. В числе основных можно назвать следующие:

погодные и климатические условия
смена дня и ночи
неравномерность освещения
рост температуры
загрязнение
необратимые потери.

Мощность солнечных энергетических систем зависит от интенсивности солнечного излучения. Понятно, что если интенсивность солнечного излучения мала или отсутствует вовсе, то мощность солнечных панелей снижается. Для того, чтобы уменьшить влияиние этого недостатка, гелиосистемы снабжают аккумуляторами, которые, накопив энергию днем, в ночное время отдают свою энергию потребителю. Как правило, в ночное время суток потребление электроэнергии снижается и, если речь идет об автономных гелиосистемах обеспечения электроэнергией, запаса энергии вполне хватает для обеспечения потребностей в электроэнергии ночью.

Равномерная освещенность солнечной батареи обеспечивает высокую её эффективность. Если какой-то фотоэлемент, входящий в состав солнечной панели освещен менее интенсивно, чем соседний, то он становится паразитной нагрузкой и снижает общую энергоотдачу солнечных панелей. Для того, чтобы уменьшить влияние этого фактора, иногда удобно отключить затененный фотоэлемент. Для обеспечения максимальной эффективности солнечная панель должна быть ориентирована точно на солнце. Чтобы это достичь иногда используют поворотные системы с системой автоматического слежения за положениям Солнца.

Рост температуры солнечного элмента негативно сказывается на его способности генерировать электрический ток. Солнечные панели, особенно для больших гелиоэнергетических систем необходимо охлаждать. Пыль и влага, оседая на поверхности солнечных панелей также негативно сказываются на их эффективности. Поэтому необходимо время от времени проводить мероприятия по очистке поверхности солнечных батарей от пыли и грязи. Иногда поверхность солнечных панелей покрывают специальным составом, уменьшающим степень загрязнения поверхности солнечной батареи.

Ключ к повышению эффективности солнечных батарей лежит в уменьшении необратимых потерь солнечной энергии в процессе взаимодествия солнечного света и вещества, из которого изготовлены фотоэлементы. Уменьшение необратимых потерь в фотоэлементах приведет к увеличению их КПД. В среднем, КПД солнечных эксплуатируемых сейчас панелей не превышает 15-20%. В лабораториях ведутся работы по увеличению этого показателя. Увеличение КПД всего на один или два процента уже считаются хорошим результатотм. В средствах массовой информации можно найти информацию о том, что КПД отдельных фотоэлментов, измеренный в лабораторных условиях, приближается к 45%.

Могут ли солнечные батареи работать в прохладном и облачном климате .

Количество солнечной радиации, достигающее поверхности Земли, зависит от различных атмосферных явлений и от положения Солнца как в течение дня, так и в течение года. Облака — основное атмосферное явление, определяющее количество солнечной радиации, достигающей поверхности Земли. В любой точке Земли солнечная радиация, достигающая поверхности Земли, уменьшается с увеличением облачности. Следовательно, страны с преобладающей облачной погодой получают меньше солнечной радиации, чем пустыни, где погода в основном безоблачная. На формирование облаков оказывает влияние наличие таких особенностей местного рельефа, как горы, моря и океаны, а также большие озера. Поэтому количество солнечной радиации, полученной в этих областях и прилегающих к ним регионах, может отличаться. Например, горы могут получить меньше солнечного излучения, чем прилегающие предгорья и равнины. Ветры, дующие в сторону гор, вынуждают часть воздуха подниматься и, охлаждая влагу, находящуюся в воздухе, формируют облака. Количество солнечной радиации в прибрежных районах также может отличаться от показателей, зафиксированных в областях, расположенных внутри континента.

Количество солнечной энергии, поступающей в течение дня, в значительной степени зависит от местных атмосферных явлений. В полдень при ясном небе суммарное солнечное излучение, попадающее на горизонтальную поверхность, может достигнуть (например, в Центральной Европе) значения в 1000 Вт/м2 (при очень благоприятных погодных условиях этот показатель может быть выше), в то время, как при очень облачной погоде — ниже 100 Вт/м2 даже в полдень.

Облачность действительно влияет на работу солнечных батарей. Количество энергии, производимой Вашими солнечными батареями, напрямую зависит от количества солнечных лучей, которые они получают.

В безоблачный день под прямыми солнечными лучами солнечные батареи получают максимум света. Именно в эти часы пик они будут производить максимальное количество энергии.

Когда солнце затягивается облаками, уровень света понижается. Однако это не перекрывает производство энергии. Если, несмотря на облачность, света все же достаточно, чтобы предметы на земле отбрасывали тень, Ваши батареи будут работать примерно в половину своей мощности. Более плотная облачность еще больше уменьшит эффективность батареи. И наконец, в очень пасмурный день солнечные батареи будут производить минимум полезной энергии.

Влияние облачности на солнечную батарею может быть удивительно благоприятным. Невероятно, но в плохую погоду Ваши солнечные батареи будут воспроизводить энергию, полученную в часы пик!

Если солнце окажется в просвете между облаков, произойдет нечто удивительное: Ваши солнечные батареи будут получать прямые солнечные лучи плюс отраженный свет облаков! Таким образом, они получат даже больше света, чем в ясный день!

Следовательно, облачность может повысить эффективность работы солнечных батарей в ясную погоду вплоть до 50 и более процентов!

Солнечные батареи более эффективны при более низких температурах, чем в горячем климате. Зимой в мороз выработка электричества может быть выше номинальной мощности, рассчитанной при 25 градусов тепла. На сегодня Германия является мировым лидером по выработке электроэнергии производимой Солнечными электростанциями, хотя и не имеет солнечный климат.

Количество пасмурных дней в Германии достаточно велико. Наведите справки о климате Германии, и Вы убедитесь в этом сами. Согласно сайту погоды, для нее характерны: «умеренный морской климат, прохладное пасмурное лето и зима с большим количеством осадков, время от времени возможны теплые горные ветра (фены)».

Несмотря на свой климат, на сегодняшний день Германия является самым крупным потребителем солнечной энергии в мире.

В 2006 году в Германии открылся самый большой в мире солнечный парк. Ей также принадлежит самый современный проект жилого комплекса, работающего на солнечной энергии — поселок из 50 таких домов, который производит гораздо больше энергии, чем потребляет!

Требуют ли солнечные батареи обслуживания.

Солнечные батареи не имеют движущихся частей. Они являются частью полной стационарной системы. Поэтому, как только они установлены, есть не так уж много причин, что может пойти не так. Практически единственное, что домовладелец должен делать, это сохранить чистые панели. Это важная задача, ведь — слишком много снега, пыли и птичьего помета на панелях может уменьшить количество солнечного света. Накопление на экране пыли может уменьшить количество электроэнергии, произведенной системой на целых 7 процентов.

Этот вид обслуживания нет необходимости делать раз в неделю. Достаточно поливать панели из шланга от одного до четырех раз в год. Для этого не нужно взбиратся на крышу. Шланг с насадкой с земли работает отлично. Если есть строительство в вашем регионе, необходимо чистить панели чаще, чтобы избежать дополнительного накопления пыли строительного остатка.

Кроме этого, время от времени нужно проверять, что все части находятся в рабочем состоянии.

Плановое техническое обслуживание системы на солнечных батареях :

Раз в месяц:

1. Внешний осмотр, проверка креплений, ограждений и конструкций оборудования;

2. Чистка панелей солнечных батарей;

3. Проверка электрических силовых кабелей, соединяющие блок с распределительным щитом, на отсутствие порезов, трещин, и признаков стирание изоляции, по необходимости производить подтяжку резьбовых соединений Оборудования;

4. Контроль и запись состояния автоматики и показаний КИПа, уровня заряда аккумуляторных батарей;

5. Контроль состояния конструктивных узлов блока на предмет коррозии, прочность креплений панелей кожуха;

Раз в квартал:

6. Корректировка положения панелей в зависимости от времени года; 7. Проверка уровня электролита при необходимости пополнение дистиллированной водой.

Раз в полгода:

8. Подтягивание резьбовых соединений проводов генератора, при необходимости замена предохранителей, наконечников, зачистка контактов;

Раз в год:

9. Проверка плотности электролита, корректировка с учетом заряда и температуры батареи;

Необходима ли для солнечных батарей система слежения за солнцем.

После начала использования солнечных батарей для производства электроэнергии в промышленных масштабах инженеры и проектировщики стали искать способы по повышению эффективности таких электростанций. Общая дисперсия света Солнца, которая определяется изменением направления падения солнечных лучей на фотоэлементы, не позволяла эффективно использовать солнечные батареи в течение всего светового дня. Выход из такой ситуации был найден достаточно быстро – солнечные панели стали устанавливать на подвижном основании, подключенном к системе слежения за Солнцем.

Ориентировка солнечных батарей относительно Солнца, позволяет увеличить генерируемый ими ток, однако ежедневная ориентировка батарей довольно затруднительна. Существующие системы слежения за Солнцем (трекеры) в какой-то степени спасают положение и увеличивают эффективность системы, однако они дороги и требуют технического обслуживания. Поэтому их применение обычно ограничивается крупными энергосистемами.

За какое время окупятся солнечные батареи.

При оценке окупаемости сетевых проектов необходимо учитывать стоимость традиционной электроэнергии, которая будет замещаться за счет использования «солнечной». Например, расчеты для объектов, работающих по трех-тарифным счетчикам и потребляющих электроэнергию в дневное бизнес-время по цене 1,3 грн. за кВт*ч показали, что окупаемость инвестиций составляет от 13 до 8 лет в зависимости от географического расположения. При этом в расчетах окупаемости не было учтено постоянное повышение тарифов на традиционную электроэнергию, которое происходит в последнее время все чаще и чаще.

Что касается несетевых солнечных электростанций, то их применения обычно оправдано в тех случаях, когда нет возможности подключиться к сети, наблюдаются регулярные перебои с электроснабжением или же выделенной мощности не хватает для работы в дневное время. При этом использование резервных или полностью автономных солнечных электростанций становится актуальным, а иногда – даже единственным способом обеспечить гарантированное электропитание объекта.

Наибольшая эффективность таких станций достигается при условии, что мощность, генерируемая ФЭС в дневное время, не превышает мощности, потребляемой нагрузкой.

Расчет окупаемости в таких случаях должен проводится не в сравнении со стоимостью кВт*ч традиционной электроэнергии, а с учетом капитальных затрат на модернизацию линий электропередач и увеличение мощности трансформаторных подстанций. Необходимо также, провести сравнение со стоимостью электроэнергии, вырабатываемой с применением других типов генераторов (например, дизельных генераторов). Соответственно, срок окупаемости несетевых солнечных электростанций сильно зависит от особенностей конкретного проекта и может изменяться в очень широких пределах.

Из приведенных выше данных видно, что в Украине существует достаточно много возможностей и предпосылок для строительства солнечных электростанций различного типа с окупаемостью инвестиций менее 10 лет. С учетом этого факта и других известных преимуществ солнечных электростанций можно смело утверждать, что привлекательность солнечной энергетики в Украине с каждым днем будет возрастать.

Ученые запатентовали новую модель пленки для солнечных батарей

Ученые Южно-Уральского государственного университета разработали и запатентовали новый вид голографической пленки для защиты солнечных батарей от перегрева в условиях жаркого климата. Патент на полезную модель был получен в прошлом году после серии научных публикаций и экспериментов.

Солнечная энергетика – шаг в будущее

Использование солнечной энергии является экологически чистой альтернативой традиционному ископаемому топливу, поэтому в последнее время значительно выросла потребность в устройствах, которые могут преобразовывать солнечную энергию в электричество. Примером таких устройств служат фотоэлектрические элементы. Уже разработаны различные типы фотоэлектрических устройств, однако эффективность фотоэлектрического преобразования все еще нуждается в улучшении, и поэтому создание методов повышения их эффективности является приоритетной задачей многих исследователей.

Молодые ученые Илхом Махсумов и Евгений Сироткин под руководством доктора технических наук, профессора кафедры «Электрические станции, сети и системы электроснабжения» Политехнического института ЮУрГУ Ирины Кирпичниковой создали голографическую пленку, которая повысит эффективность работы фотоэлектрических систем в условиях жаркого климата. Такой эффект достигается за счет защиты солнечных модулей от перегрева и повышения вырабатываемой ими энергии при помощи увеличения концентрации солнечных лучей.

Фото: профессор кафедры «Электрические станции, сети и системы электроснабжения» Ирина Кирпичникова

Большинство фотоэлектрических модулей спроектированы таким образом, что наиболее эффективно они работают в стандартных испытательных условиях, то есть при освещенности, равной 1000 Вт/м2 и температуре воздуха +25°С. Однако на открытом воздухе в реальных условиях эксплуатации модуль, как правило, работает при более высокой температуре, что приводит к снижению генерируемой мощности и к сокращению срока службы.

«Голографическая пленка на основе призматических концентраторов (призмаконов) из прозрачного материала содержит голографические линзы бесконечно малых размеров. Сверху она покрыта ультратонким слоем напыления из редкоземельных металлов. Этот слой отражает инфракрасное излучение и пропускает видимое излучение. Внутренняя структура голографической пленки выполнена в виде миниатюрных пирамид – призматических концентраторов, способных эффективно улавливать световые лучи и за счет многократного отражения их внутри призм, концентрировать на поверхности солнечного модуля. Это решение увеличивает эффективность солнечных модулей даже при пасмурной погоде», – поясняет Ирина Кирпичникова.

Новое решение улучшит работу солнечных батарей

Принцип работы голографической пленки заключается в том, что солнечные лучи попадают на поверхность модуля, при этом часть спектра (инфракрасные лучи) отражается от металлизированного верхнего слоя пленки, предотвращая перегрев модуля. Видимая часть спектра солнечного излучения попадает на пирамидальную структуру концентраторов, и, неоднократно преломляясь в них, благодаря внутреннему отражению, концентрируется на солнечном элементе, вне зависимости от угла падения лучей на солнечный модуль.

Эта пленка может применяться на любых органических и неорганических фотоэлектрических элементах, на фотоэлектрических панелях, солнечных тепловых панелях, на источниках освещения, на светоотражающем материале, используемом на дорожных знаках. Кроме того, она позволяет получить большое количество вариантов в направлении световых лучей, которые часто не могут быть получены иным образом.

Такое простое и экономичное решение позволяет увеличить выработку электроэнергии солнечным модулем, не допускает его перегрева и выхода из строя, в целом способствует повышению эффективности его работы.

Южно-Уральский государственный университет (ЮУрГУ) – это университет цифровых трансформаций, где ведутся инновационные исследования по большинству приоритетных направлений развития науки и техники. В соответствии со стратегией научно-технологического развития РФ университет сфокусирован на развитии крупных научных междисциплинарных проектов в области цифровой индустрии, материаловедения и экологии. В Год науки и технологий ЮУрГУ примет участие в конкурсе по программе «Приоритет–2030». Вуз выполняет функции регионального проектного офиса Уральского межрегионального научно-образовательного центра мирового уровня (УМНОЦ).

СМИ о нас:

Читайте нас:

12 фактов о солнечной энергии

Люди используют солнце в качестве источника тепла уже не одно тысячелетие. Однако только в последние десятилетия современные технологии позволили в полную меру использовать блага, которыми нас одаривает солнце. Портал 8factss.blogspot.ru привел несколько интересных фактов о секторе солнечной энергетики, который сегодня активно развивается и расширяет свою географию.

Факт 1. Семьи в Древней Греции строили свои дома таким образом, чтобы получать как можно больше солнечной энергии в течение холодных зимних месяцев.

Факт 2. Еще в 1955 году Американская ассоциация солнечной энергетики (American Solar Energy Society) провела свое первое заседание в Финиксе, штат Аризона и привлекла к сотрудничеству первого российского ученого в США после окончания Второй Мировой Войны. К слову, в этом же году 4 октября в штате Джорджия была произведена установка первой опытной солнечной батареи, разработанной специалистами Bell Telephone, на сельских телефонно-телеграфных линиях.

Факт 3. Первый полет самолета, оснащенного солнечными батареями, состоялся в 1974 году в Калифорнии. К сожалению, название самолета до сих пор не известно — известно лишь то, что самолет был разработан братьями Роландом и Бобом Буше.

Факт 4. В 1975 году в Англии была сконструирована первая в мире лодка на солнечных батареях. В 1996 году Кеничи Хори из Японии впервые пересек Тихий океан на катамаране с приводом от солнечных батарей.

Факт 5. В 1987 году прошли первые в мире соревнования среди автомобилей на солнечных батареях World Solar Challenge. По условиям гонки, изначальная «зарядка» авто не должна превышать 5 кВт*ч — всю остальную энергию транспортные средства должны получать от солнца. Соревнования проводятся в Австралии. Маршрут гонки составляет 3021 км.

Факт 6. Выходную мощность любой солнечной панели можно повысить на 75 % поместив зеркало, которое примерно в 2 раза больше панели, на земле в ее передней части.

Факт 7. Для работы фотогальванических элементов не нужны прямые солнечные лучи — в облачный день все равно возможно генерировать небольшое количество энергии.

Факт 8. Энергию, полученную с помощью солнца, можно хранить для того, чтобы потом ее можно было бы смело использовать в пасмурную или дождливую погоду. К слову, для того, чтобы солнечная энергия достигла земли, необходимо всего 8 минут.

Факт 9. Стандартная домашняя фотоэлектрическая система способна сэкономить 1200 кг углекислого газа в год.

Факт 10. В среднем на каждый квадратный километр земной поверхности приходится за год 2,6*1015 кал. Чтобы получить такое количество тепла искусственно, нужно было бы сжечь свыше 400 тыс. т каменного угля.

Факт 11. Все существующие на Земле запасы каменного угля равноценны тридцатилетнему притоку солнечной радиации к Земле.

Факт 12. За 1,5 суток Солнце дает Земле столько же энергии, сколько дают электростанции всех стран в течение года. При этом солнечная радиация, приходящая к Земле, — менее чем одна двухмиллиардная доля всего излучения Солнца.

солнечных энергетических систем: что такое солнечные панели?

С 1954 года, когда ученые Bell Telephone обнаружили, что кремний — элемент, содержащийся в песке, — создает электрический заряд при воздействии солнечного света, солнечная технология развивалась и была принята более чем в 2 миллионах домов по всей стране. Сегодня солнечные панели представляют собой очень привлекательный вариант для домов и предприятий в качестве экологически чистого и доступного источника энергии.

Системы солнечных панелей: основы

Благодаря развитию солнечных батарей мы можем использовать энергию неиссякаемого источника энергии — солнца.Системы солнечных батарей работают очень просто:

В течение дня солнечные элементы в ваших солнечных батареях поглощают энергию солнечного света;
Цепи внутри ячеек собирают эту энергию и превращают ее в энергию постоянного тока (DC);
Электроэнергия постоянного тока пропускается через устройство, называемое инвертором, чтобы преобразовать его в полезное электричество переменного тока (AC), которое выходит из настенных розеток;
Все это означает, что вы можете использовать это электричество в своем доме, хранить его на солнечной батарее или отправлять обратно в сеть.

Ниже мы кратко рассмотрим системы солнечных панелей, а также оборудование, необходимое для выработки энергии с использованием солнца. Вы уже знаете, как работает солнечное оборудование? Большой! Ознакомьтесь со следующими статьями в нашем разделе Solar 101 или перейдите к следующему разделу, чтобы узнать о преимуществах солнечной энергии.

Какие компоненты составляют систему солнечных батарей?

Установка солнечных панелей — очень простая система. Любая система солнечных панелей состоит всего из четырех основных компонентов и не имеет движущихся частей, что делает их очень эффективными в установке и обслуживании.Четыре компонента системы солнечных батарей:

Солнечные фотоэлектрические панели — для преобразования солнечной энергии в электричество
Инверторы –для преобразования электроэнергии постоянного тока в электроэнергию переменного тока
Стеллажи и системы крепления — для крепления солнечных панелей к крыше (или к земле, в зависимости от типа установки)
Системы мониторинга производительности — для отслеживания и контроля производительности и работоспособности ваших солнечных панелей и инверторов

Солнечные панели

Солнечные панели состоят из серии кремниевых солнечных элементов, покрытых листом стекла и скрепленных металлическим каркасом, с проводкой и схемой внутри и позади элементов для сбора электрического тока, выходящего из солнечных элементов.Каждая солнечная панель, также называемая солнечным модулем, обычно имеет размер около 4 на 6 футов и весит около 30 фунтов.

Несмотря на отсутствие движущихся частей, «активный» компонент солнечной панели находится в самих кремниевых элементах: когда солнечный свет попадает на кремниевые солнечные элементы, он активирует электроны, которые начинают проходить через элемент. Провода в элементах улавливают этот поток электронов, который затем объединяется с выходом других элементов солнечной панели. Чтобы подробнее узнать, как на самом деле работают солнечные панели и солнечные элементы, ознакомьтесь с нашей статьей по этой теме.

Обычно солнечные элементы выпускаются в форматах на 60 или 72 элемента. Тем не менее, многие компании экспериментируют с новыми способами повышения эффективности солнечных элементов при преобразовании солнечного света в электрический ток, поэтому теперь вы увидите множество солнечных панелей с половинным разрезом, где каждая ячейка разрезана пополам, поэтому у вас есть двойная количество ячеек на солнечном модуле (например, 120 или 144).

Не все панели созданы одинаковыми

Чтобы найти подходящие солнечные панели для вашего дома и вашего кошелька, необходимо учитывать множество критериев, в том числе качество продукции, долговечность и долговечность.Узнайте больше о том, как оценить солнечные панели, в Руководстве покупателя EnergySage для солнечной энергии.

Инверторы

Ячейки в ваших солнечных панелях собирают солнечную энергию и превращают ее в электричество постоянного тока. Однако в большинстве домов и предприятий используется переменный ток (AC). Инверторы превращают электричество постоянного тока от ваших панелей в пригодное для использования электричество переменного тока. Есть два основных типа солнечных инверторов: струнные (или централизованные) инверторы и микроинверторы.Струнные инверторы также могут добавлять оптимизаторы мощности, чтобы работать аналогично системе микроинверторов.

Струнный (или централизованный) инвертор: Один инвертор соединяет весь массив солнечных панелей с электрической панелью. Струнные инверторы часто являются наименее дорогим вариантом инвертора и представляют собой очень надежную технологию, которая исторически была наиболее часто устанавливаемым типом инверторов. К каждому инвертору можно подключить несколько групп панелей; однако, если выработка электроэнергии одной из панелей в цепочке падает (что может произойти из-за затенения), это может временно снизить производительность всей цепочки.

Микроинверторы: Если вы выбираете микроинверторы, по одному (обычно) устанавливается на каждой солнечной панели, что позволяет каждой панели максимизировать производительность. Если некоторые из ваших панелей затемнены в разное время дня или если не все они установлены в одном направлении, микроинверторы минимизируют проблемы с производительностью. Стоимость микроинверторов обычно выше, чем стоимость струнных инверторов.

Оптимизаторы мощности: Системы, в которых используются оптимизаторы мощности, представляют собой гибрид микро-инверторных и струнных инверторных систем.Как и в микроинверторах, на каждой панели установлены оптимизаторы мощности. Однако вместо того, чтобы преобразовывать электричество постоянного тока от солнечных панелей в электричество переменного тока, оптимизаторы «кондиционируют» электричество постоянного тока перед отправкой его в централизованный инвертор. Как и микроинверторы, они хорошо работают, когда одна или несколько панелей затенены или если панели установлены в разных направлениях. Системы оптимизатора мощности обычно стоят больше, чем системы струнных инверторов, но меньше, чем системы микроинверторов.

Стеллажно-монтажные системы

Солнечные стеллажи и монтажные системы — это элементы оборудования, с помощью которых солнечные панели крепятся к крыше или земле.

Для максимальной производительности солнечные панели должны быть обращены на юг и установлены под углом от 30 до 45 градусов (в зависимости от того, как далеко вы находитесь от экватора). Панели, обращенные на восток или запад и с углом наклона в пять градусов или более, по-прежнему будут работать хорошо, но будут производить на 10-20 процентов меньше электроэнергии, чем те, которые установлены в идеальных условиях. Для жилых солнечных панелей большинство систем, устанавливаемых на крышу, представляют собой системы «плоско», что означает, что наклон ваших солнечных панелей параллелен наклону вашей крыши.Однако в некоторых случаях вы можете использовать стеллажи, чтобы наклонить или расположить панели под углом, который лучше всего подходит для улавливания солнечных лучей.

Существует два типа креплений: фиксированные крепления, в которых панели остаются неподвижными, и крепления для отслеживания, которые позволяют панелям «следовать» за солнцем, когда оно движется по небу в течение дня (одноосные крепления на направляющих) и во время смена времен года (двухосные гусеницы). Крепления для трекеров подходят только для наземных солнечных батарей.

Системы мониторинга производительности

Системы мониторинга производительности предоставят вам подробную информацию о производительности вашей системы солнечных батарей.С помощью системы мониторинга вы можете измерять и отслеживать количество электроэнергии, производимой вашей системой на почасовой основе.

Наиболее часто используемые инверторы на рынке жилой недвижимости поставляются с приложениями для мониторинга производства , чтобы вы могли отслеживать производительность ваших панелей. В некоторых случаях приложение также обеспечивает мониторинг потребления , чтобы помочь вам отслеживать общую экономию от вашей системы солнечных батарей. Примечание: этот дополнительный мониторинг потребления может осуществляться за дополнительную плату.

Мониторинг вашей системы солнечных панелей может помочь вам выявить любые проблемы с производительностью, чтобы обеспечить максимальную выработку электроэнергии — и финансовую отдачу! — вашей системы солнечных панелей.

Существует два основных типа систем мониторинга:

Мониторинг на месте: Устройство мониторинга физически находится на вашей территории и регистрирует количество произведенной электроэнергии.
Удаленный мониторинг: Ваша солнечная фотоэлектрическая система передает данные о своей работе в службу мониторинга, к которой вы можете получить доступ онлайн или с мобильного устройства.

Как выбрать солнечное оборудование

Последнее обновление 14.10.2021

Все типы солнечного оборудования, от солнечных панелей до инверторов и аккумуляторов, имеют длинный список технических характеристик, которые помогут вам понять производительность, качество и долговечность оборудования. Сегодня на рынке доступно все разнообразие типов оборудования, поэтому бывает сложно определить, какие солнечные панели, инверторы или батареи подходят для ваших нужд.

В сотрудничестве с Национальной лабораторией возобновляемых источников энергии (NREL) компания EnergySage разработала простую стандартную систему для классификации и сравнения лучших солнечных панелей, инверторов и аккумуляторов путем оценки ключевых критериев эффективности и показателей для различного оборудования.

Рейтинговая система классифицирует все солнечное оборудование по пятиуровневой шкале: от плохого до удовлетворительного, через хорошо и очень хорошо и, в конечном итоге, до отличного. Классификация отображается на каждой странице панели, инвертора и батареи в Руководстве покупателя EnergySage и автоматически включается в каждое индивидуальное предложение по солнечной энергии, которое вы получаете через EnergySage Marketplace, чтобы помочь вам сравнить свои варианты и выбрать лучшее солнечное оборудование для вашей уникальной системы. .

Как EnergySage помогает выбрать солнечные панели, инверторы и батареи

На рынке США есть десятки производителей солнечных панелей, инверторов и накопителей энергии, каждый из которых предлагает несколько моделей продуктов, что затрудняет даже самому ориентированному на исследования покупателю солнечной энергии возможность легко исследовать, агрегировать и сравнивать различные солнечные панели. варианты оборудования.

Но не бойтесь! EnergySage здесь, чтобы помочь. Мы потратили время на то, чтобы записать всю информацию из листов технических спецификаций в удобную онлайн-базу данных.Более того, наша рейтинговая система упрощает процесс сравнения различных вариантов оборудования и помогает вам выбрать подходящую солнечную (и накопительную!) Систему по разумной цене.

Классификация солнечного оборудования

Рейтинговая система EnergySage фокусируется на технических характеристиках различных единиц оборудования, включенных в общедоступную документацию. В частности, мы смотрим на производительность, долговечность и гарантию солнечных панелей, инверторов и батарей на основе данных, содержащихся в их технических спецификациях.По ряду различных показателей система оценки EnergySage группирует оборудование по пяти различным категориям: Плохо, Удовлетворительно, Хорошо, Очень хорошо и Отлично .

Когда вы получаете индивидуальные солнечные расценки через EnergySage, вы, скорее всего, получите солнечные расценки на более высококачественное солнечное оборудование, чем вам было бы предложено за пределами EnergySage. Фактически, в 2019 году мы сравнили качество солнечного оборудования, заявленного и установленного через EnergySage, с тем, что установлено по всей стране, согласно ежегодному отчету лаборатории Лоуренса Беркли «Отслеживание солнца».На EnergySage у вас почти в два раза больше шансов получить предложение по оборудованию с наивысшим рейтингом, чем на остальном рынке.

Как выбрать лучшее солнечное оборудование для ваших нужд

Солнечное оборудование, будь то панели, инверторы или батареи, оцененное как «Плохое» или «Удовлетворительное», находится на нижнем уровне того, что в настоящее время доступно на рынке, или может быть устаревшими моделями, которые больше не производятся производителями и редко хранятся компаниями по установке солнечных батарей. Оборудование, получившее оценки «Хорошо», «Очень хорошо» или «Отлично», должно соответствовать базовому набору тщательно разработанных критериев, чтобы вы могли быть уверены, что ваша солнечная энергетическая система будет соответствовать вашим потребностям.

Вы можете сравнить рейтинги оборудования, включенного в ваши расценки на солнечную батарею, непосредственно на торговой площадке или в Руководстве покупателя EnergySage для солнечных панелей, инверторов и батарей.

EnergySage регулярно проверяет и обновляет рейтинговую систему, чтобы гарантировать, что она постоянно отражает лучшее, что может предложить отрасль.

Отличное солнечное оборудование

Оборудование, получившее оценку «Отлично», идеально подходит для максимизации производительности вашей солнечной энергетической системы.Критерии различаются для каждого типа солнечного оборудования и представляют лучшую доступную технологию на рынке США. Скорее всего, вы заплатите более высокую первоначальную цену за исключительную производительность, качество, долговечность и гарантийное покрытие солнечного оборудования Excellent.

Панели: производят больше электроэнергии на меньшей площади и служат дольше, чем другие панели, хотя они могут иметь более высокую цену.
: очень эффективно преобразуют постоянный ток в переменный ток, работают в широком диапазоне напряжений и имеют гарантии выше среднего.
Батареи: очень эффективно накапливают большое количество электричества и поддерживают эту высокую производительность в течение многих лет.

Очень хорошее солнечное оборудование

Оборудование, получившее оценку «Очень хорошо», работает выше среднего по целому ряду критериев и может упустить только самый высокий рейтинг из-за более короткой гарантии, более низкой эффективности или снижения производительности при нестандартных условиях. Вы можете рассчитывать на высокую производительность при меньших затратах, чем у оборудования Excellent.

Хорошее солнечное оборудование

Оборудование, получившее оценку «Хорошо», является надежным и надежным выбором для вашей солнечной энергетической системы в большинстве случаев. Это оборудование находится в среднем диапазоне по большинству или всем проанализированным техническим критериям, хотя может предлагать гарантию ниже среднего. Хорошее солнечное оборудование идеально подходит для тех, кто покупает солнечные батареи, которые ищут выгодную покупку для своей солнечной энергетической системы или имеют достаточно места для солнечной энергии, чтобы не было необходимости в оборудовании высочайшего качества.

Ярмарка солнечного оборудования

Оборудование, получившее оценку «Удовлетворительно», находится на нижнем уровне того, что доступно сегодня для солнечного оборудования. Это оборудование может быть более старым, больше не производится производителями и, вероятно, редко попадает в склады компаний по установке солнечных батарей. Удовлетворительное солнечное оборудование могло получить более высокий рейтинг во время предыдущих итераций этой рейтинговой системы, но теперь его качество упало, поскольку технология, доступная во всей остальной отрасли, улучшилась.

Плохое солнечное оборудование

Солнечное оборудование, получившее оценку «Плохо», находится в нижней части спектра солнечного оборудования и должно иметь соответствующую цену, если вообще доступно.Это оборудование превзошло технологические достижения и производительность другого оборудования, доступного в отрасли.

Солнечное оборудование без рейтинга

Солнечное оборудование указано как безрейтинговое, если его технические характеристики не включают информацию, необходимую для рейтинговой системы.

Начните свое путешествие по солнечной энергии сегодня с EnergySage

EnergySage — это национальный онлайн-рынок солнечной энергии: когда вы подписываетесь на бесплатную учетную запись, мы связываем вас с солнечными компаниями в вашем районе, которые конкурируют за ваш бизнес с индивидуальными ценами на солнечную энергию, адаптированными к вашим потребностям.Ежегодно в EnergySage приходят более 10 миллионов человек, чтобы узнать о солнечной энергии, сделать покупки и инвестировать в нее. Зарегистрируйтесь сегодня, чтобы узнать, сколько солнечной энергии можно сэкономить.

Сколько стоит солнечная энергия? Ключевые факторы

Последнее обновление 09.06.2021

Для большинства жителей США солнечная энергия — это финансовое решение, и на это есть веские причины: в большинстве случаев солнечная энергия может сэкономить домовладельцам десятки тысяч долларов на затратах на электроэнергию в течение тридцатилетнего срока службы солнечных панелей.

Насколько мы сосредоточены на преимуществах солнечной энергии — Избегайте затрат на электроэнергию! Избегайте выбросов углекислого газа! Тысячи экономии! Повышение стоимости дома! Также важно поговорить о стоимости солнечной энергии, а также о факторах, которые могут повлиять на цену, которую вы платите за солнечную энергию.

Итак, сколько на самом деле стоит солнечная энергия?

Краткий ответ? Это зависит.

Более длинный ответ? На EnergySage средняя система солнечных панелей стоит от 25 000 до 30 000 долларов до льгот и скидок.Эта цифра может показаться большой — и это так! — но простой взгляд на предварительную, предварительную стоимость солнечной энергии не дает всей картины.

Примите во внимание, например, сколько вы сейчас платите за электричество. По сравнению с 25 000 долларов за солнечную энергию, счет за электроэнергию в 200 долларов в месяц может показаться низким. Однако эти затраты быстро увеличиваются: если вы платите 200 долларов в месяц за электроэнергию, это означает, что вы потратите 28 000 долларов только в следующие десять лет и более 120 000 долларов за три десятилетия.

Теперь, как эта предварительная цена в 25 000 долларов за звук от солнечной энергии?

Более того, существует ряд льгот и скидок, которые могут снизить цену, которую вы платите за солнечную батарею, на четверть или более, быстро сократив стоимость вашей системы на 5000 долларов или более.

Какие факторы влияют на стоимость солнечной энергии?

Есть несколько ключевых факторов, которые определяют, сколько будет стоить ваша система солнечных панелей: качество солнечного оборудования, которое вы используете, где вы живете и даже где вы найдете этого установщика.

Солнечное оборудование

Цена, которую вы платите за солнечную батарею, сильно зависит от качества устанавливаемого вами солнечного оборудования: в первую очередь, солнечные панели и солнечные инверторы. Качество солнечного оборудования может существенно различаться, а вместе с ним и стоимость самих солнечных панелей и инверторов. Оборудование более высокого качества обычно имеет: более высокую эффективность, что означает большую производительность на квадратный фут площади крыши; лучшая производительность при нестандартных температурах, что означает увеличение производительности в неидеальных условиях; и более длительные гарантии, что означает спокойствие на срок более 20 лет.

Фактически, на EnergySage цены на солнечные батареи, включая панели с более высоким КПД, на 14 процентов выше, чем на панели с более низким КПД. Тем не менее, панели с более высокой эффективностью будут производить больше электроэнергии из меньшего пространства, а это означает, что панели более высокого качества часто являются правильным выбором для крыш жилых домов с ограниченным пространством.

Региональные различия в стоимости

Место вашего проживания может влиять на стоимость, которую вы платите за солнечную энергию: существуют значительные региональные различия в стоимости рабочей силы, стоимости и усилий для получения разрешения на солнечную батарею или строительство, а также в доступности оборудования и стоимости доставки.Цены на солнечную энергию могут отличаться от города к городу в зависимости от количества установщиков, работающих в определенном регионе, и степени конкуренции, с которой они сталкиваются, что приводит нас к …

Где найти установщика

Не существует универсального солнечного решения. Имея это в виду, важно получить несколько расценок на солнечную энергию, чтобы сравнивать их так же, как вы сравниваете цены на другие крупные покупки: автомобили, бытовую технику, новую систему отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха и т. Д.

Когда вы найдете своего установщика через онлайн-платформу сравнения расценок EnergySage, вы будете меньше платить за солнечную энергию.Фактически, в 2019 году средняя стоимость установленной солнечной энергии по всей стране составляла 3,75 доллара США за ватт или 37 500 долларов США за систему мощностью 10 киловатт (кВт). За тот же период средняя стоимость индивидуальной солнечной квоты на EnergySage составила 2,90 доллара за Вт, или 29 000 долларов за ту же систему мощностью 10 кВт. Это 23-процентная экономия только за счет конкурирующих квот на солнечную энергию.

Не забывайте о преимуществах солнечной энергии!

Как упоминалось выше, любое обсуждение преимуществ солнечной энергии будет неполным без рассмотрения затрат на установку солнечной энергии.Верно и обратное: выгода от установки солнечной энергии слишком велика, чтобы говорить исключительно о затратах.

Мы много пишем о преимуществах солнечной энергии в других местах, но мы повторяем, что переход на солнечную энергию дает вам бесплатное электричество на три десятилетия, увеличивает стоимость вашего дома и снижает воздействие на окружающую среду. Неплохо для инвестиции, которая многократно окупится.

Начните свое путешествие по солнечной энергии сегодня с EnergySage

солнечных батарей | Министерство энергетики

Д-р Маркус Бек присоединился к Управлению технологий солнечной энергии (SETO) в марте 2021 года в качестве менеджера программы для группы производства и конкурентоспособности. Маркус и команда по производству и конкурентоспособности помогают компаниям любого размера с их U.S. производит технологии и инновации, чтобы помочь снизить затраты и увеличить использование солнечной энергии в национальной энергосистеме.

Маркус — новатор и стратег с более чем 20-летним опытом руководящего и исполнительного опыта в области НИОКР, управления проектами и операциями в отрасли возобновляемых источников энергии и был признан одним из ведущих технологов в области тонкопленочных фотоэлектрических (PV) технологий в мире. Карьера доктора Бека в области фотоэлектрической энергии охватывает три десятилетия, и он помогал строить промышленность фотоэлектрической промышленности в США в качестве главного технического директора (CTO) в Violet Power, технического директора в Siva Power, главного технолога в First Solar, технического директора в Solyndra и старшего научного сотрудника. в Global Solar Energy.Он также был вице-президентом группы разработчиков фотоэлектрических модулей в Samsung. Помимо работы в отрасли, доктор Бек провел исследовательский отпуск в Национальной лаборатории возобновляемых источников энергии (NREL), а также занимал должность научного сотрудника в Институте Хана-Мейтнера и стажировался в докторантуре NREL. Он консультировал глобальные компании в секторе возобновляемых источников энергии по вопросам, связанным с технологиями и бизнесом, и видит значительную синергию между распространением возобновляемой энергии, водорода и аккумуляторов, взаимодействием интеллектуальных энергетических сетей за счет интеграции передового программного обеспечения, преобразованием транспортного сектора на аккумуляторы и топливо. электромобили на основе ячеек и энергоэффективное строительство для создания большей ценности для общества.

Доктор Бек имеет докторскую степень. получил степень доктора физико-химии в Университете Гвельфа и был удостоен более десятка стипендий и наград в области исследований и производства фотоэлектрических систем. Он является основным изобретателем 22 патентов. Как профильный эксперт Технических консультативных групп США по национальным стандартам США и Рабочей группы 2 Технического комитета 82 Международной электротехнической комиссии, он активно участвует в глобальных мероприятиях по разработке фотоэлектрических стандартов. Д-р Бек входил в состав многочисленных комиссий по обзору фотоэлектрических систем Министерства энергетики и возглавлял секцию фотоэлектрических систем IEEE Santa Clara Valley с 2013 по 2015 год.Он является профильным экспертом рецензируемых журналов «Thin Solid Films» и «Solar Energy Materials and Solar Cells», а в 2012 году был назначен в редакционную коллегию последнего.

Как работают солнечные панели? Все, что вам нужно знать

Содержание

Как работают солнечные панели?

Какие компоненты составляют солнечную систему?

Как изготавливаются солнечные панели?

Как устроены солнечные системы?

Узнайте больше об основах солнечной энергии, подписавшись на наш блог.

От ископаемого топлива до гидроэнергии — большая часть энергии начинается с солнца. Солнечные панели получают энергию непосредственно из этого невероятного ресурса, преобразовывая фотоны в электричество.

Солнечные панели могут служить источником энергии для самых разных энергетических приложений. Солнечная энергия может обеспечивать энергией удаленную кабину и поддерживать свет на Международной космической станции, но все мы знаем, что солнечная энергия предназначена не только для обеспечения удаленных нужд.

Поскольку солнечные панели стали дешевле, они стали конкурентоспособным вариантом энергии для домов и предприятий.Помимо экономии энергии, переход на солнечную энергию — один из лучших способов сделать потребление энергии более экологичным. Солнечные батареи обеспечивают значительные экологические преимущества, потенциально устраняя зависимость от ископаемых видов топлива, выделяющих углерод, и улучшая качество воздуха.

По этим причинам миллионы домов и предприятий «перешли на солнечную энергию». Вот лишь несколько интересных примеров:

В 2016 году в доме в Род-Айленде была установлена система мощностью 9,5 кВтч. Этот массив экономит домовладельцам 3 845 долларов в год и окупится к 2022 году.
Санитарный округ округа Лейк в Калифорнии в 2008 году установил почти 9 500 солнечных панелей для питания трех санитарных сооружений. Проект направлен на то, чтобы сэкономить налогоплательщикам 5 миллионов долларов в течение 20-летнего срока службы системы, и обеспечивает достаточную мощность для снижения нагрузки электросети от электростанции на 90 процентов.
Vintage Wine Estates в калифорнийской долине Напа установили солнечную систему мощностью 945 кВтч, которая обеспечит экономию энергии на 10 миллионов долларов в течение 30 лет.

Как работают солнечные панели?

Вот краткое изложение того, что происходит при подключении солнечной батареи к розетке в фотоэлектрической системе:

Фотоэлектрические элементы поглощают фотоны от солнца и преобразуют их в электричество постоянного тока (DC)
Инвертор преобразует постоянный ток в переменный (AC) для электроприборов
Переменный ток проходит по проводам к распределительной коробке для распределения по всему зданию
Любая неиспользованная электроэнергия возвращается в коммунальную сеть или в накопитель солнечной энергии

Понимание солнечной энергии

Солнечная энергия — это лучистый свет и тепло, исходящие от солнца.Его собирают множеством способов, таких как фотосинтез растений и солнечное отопление.

Солнечная энергия для производства электроэнергии зависит от субатомных частиц, называемых фотонами. Эти частицы начинают свое путешествие в центре Солнца, проходя через различные слои, прежде чем устремиться в космос. Путешествие от центра Солнца к поверхности может занять от 100 000 до 50 миллионов лет.

После того, как фотоны покидают Солнце, им требуется немногим более 8 минут, чтобы достичь Земли, где они сталкиваются с солнечными панелями и вызывают фотоэлектрический эффект.

Фотоэлектрический эффект (как солнечные панели вырабатывают электричество)

Секретный соус солнечной панели заключается в ее способности преобразовывать фотоны в электроны. Короче говоря, солнечная панель преобразует фотоны в постоянный ток, который затем преобразуется в переменный ток для использования в домашних и деловых целях.

Солнечные элементы обычно изготавливаются из кремния, полупроводника, способного производить электричество. Когда солнечный свет попадает на панель, фотоны взаимодействуют с атомами кремния, высвобождая электроны. Это явление называется фотоэлектрическим эффектом.

Солнечный элемент изготавливается из положительного и отрицательного кремниевых листов, соединенных вместе. Верхний слой кремния наполнен фосфором для отрицательного заряда, а нижний слой, наполненный бором, поддерживает положительный заряд. Результирующее поле направляет электроны к проводящему металлу и из панели.

Подключение к сети

Как только фотоэлектрический процесс производит ток, электричество должно куда-то течь. Поскольку ток, производимый солнечной панелью, является постоянным, его необходимо преобразовать в переменный, прежде чем его можно будет использовать в большинстве ситуаций.После преобразования в переменный ток энергия солнечной энергии может использоваться разными способами.

Самый распространенный метод — это вход в систему с привязкой к сетке. Подключенная к сети система потребляет значительную часть своей потребности в энергии от солнечных батарей в течение дня. В зависимости от размера системы может производиться больше энергии, чем требуется месту, поэтому излишки электроэнергии отправляются обратно в сеть. Когда солнце садится, потребитель получает дополнительную энергию от электросети.

Хотя сетевые системы не являются полностью самодостаточными, они представляют собой эффективный способ снизить счета за электроэнергию и принести пользу окружающей среде.

Чистый счетчик

Основным преимуществом системы, привязанной к сети, является возможность продавать излишки солнечной энергии обратно коммунальному предприятию посредством процесса, называемого чистым измерением. В пасмурные дни и ночью солнечная система может не производить достаточно энергии для удовлетворения спроса. Обратное верно для очень солнечных дней: когда потребление энергии низкое, но производство высокое, панели будут собирать излишки энергии, обычно более чем достаточно для удовлетворения энергетических потребностей клиента.

Net metering измеряет электрический поток в обоих направлениях: сколько энергии система потребляет от электросети и сколько вводится.Когда солнечная система производит избыточное количество энергии, счетчик фактически работает в обратном направлении, в результате чего коммунальная компания вознаграждает кредиты за избыточную мощность.

Эти кредиты можно использовать для покупки энергии у коммунального предприятия, когда солнечная система не может удовлетворить спрос.

Какие компоненты составляют солнечную систему?

Солнечные панели являются наиболее очевидными компонентами фотоэлектрической системы, но составляют лишь около 30% от общей стоимости системы. Высокотехнологичное мерцание солнечных панелей — это лишь верхушка айсберга, который фотоэлектрическая система использует для получения возобновляемой энергии солнца.

Давайте подробнее рассмотрим важные компоненты, из которых состоит солнечная система.

Солнечные фотоэлектрические панели

Типичная солнечная панель состоит из кремниевых элементов, металлического каркаса, элементов проводки и стекла. Изолирующий слой и защитный задний лист защищают панель от чрезмерного нагрева и влажности.

Хотя общая конструкция солнечных панелей довольно стандартна, кремниевые элементы производятся в двух различных форматах:

Монокристаллические ячейки представляют собой один твердый кристалл кремния.Моноэлементы предоставляют больше пространства для движения электронов, что приводит к уменьшению размеров и большей эффективности панели. Обратной стороной является то, что они, как правило, дороже.
Поликристаллические элементы состоят из множества отдельных осколков кремния, сплавленных вместе. Хотя полиэлементы не так эффективны, как моноэлементы, они имеют более низкую цену.

Одно- и многоячеечные элементы служат одной и той же цели. Эстетика и бюджет помогут вам определить, что подходит для вашего следующего проекта.Монопанели, как правило, имеют более темный и однородный цвет, а поли-панели более светлые (обычно синие). Если пространство ограничено, лучше всего подойдут монопанели благодаря их более высокой эффективности. Но если пространство не является проблемой или у вас ограниченный бюджет, поли панели по-прежнему являются отличным выбором.

Инверторы

Солнечная энергия поступает прямо с панели в виде постоянного тока. Но энергия должна быть преобразована в переменный ток, прежде чем ее можно будет использовать в коммерческой электрической сети.К счастью, постоянный ток легко конвертируется в переменный, и эта работа остается за инвертором.

Инверторы

делятся на 4 большие категории:

Автономные инверторы потребляют энергию постоянного тока от батарей, заряжаемых солнечными панелями, и не взаимодействуют с сетью.
Сетевые инверторы согласовывают электрический ток от солнечных панелей и электросети. Сетевые инверторы отключаются во время перебоев в подаче электроэнергии, поэтому на них нельзя полагаться в качестве резервного источника питания.
Инверторы с резервным аккумулятором потребляют энергию от аккумулятора и экспортируют излишек энергии в сеть.Инверторы с резервным аккумуляторным питанием могут обеспечивать питание переменного тока при отключении электроэнергии.
Интеллектуальные гибридные инверторы — это комплексные решения, которые можно использовать для сетевых, автономных или резервных приложений. Интеллектуальные гибридные инверторы часто подключаются непосредственно к солнечным батареям и управляют солнечной нагрузкой, хранением аккумуляторов и взаимодействием с сетью.

Стойка и система крепления

Стеллаж и монтажное оборудование делают гораздо больше, чем просто крепят панели к крыше или земле — они обеспечивают правильное расположение для максимального воздействия солнечных лучей.Выбор правильной конфигурации и положения для монтажа важен для обеспечения максимальной производительности любой системы.

Солнечные стеллажи и монтажные системы делятся на 3 категории:

Системы наземного монтажа . Традиционные системы крепления на земле прикрепляют штабелированные панели к земле, часто от двух до четырех панелей в высоту. Две направляющие обычно поддерживают каждую панель, которую можно ориентировать в портретной или альбомной ориентации. Эти системы крепятся к земле с помощью стальных стержней, винтов или балластов, например бетонных блоков.
Системы слежения . Моторизованные системы слежения следят за солнцем в течение дня, максимально увеличивая воздействие солнечного света. Системы слежения подразделяются на одноосные и двухосные. Одноосные системы следуют за солнцем с востока на запад по прямой. Двухосевые системы отслеживают солнце по круговой схеме для улучшения воздействия солнечного света.
Системы крепления на крышу . В наиболее распространенных системах крепления на крыше используются рельсы, надежно прикрепленные к крыше.В других системах, устанавливаемых на крышу, панели крепятся непосредственно к болтам или винтам, закрепленным на крыше, что исключает необходимость использования рельсов и обеспечивает более гладкую эстетику и меньшую нагрузку. Балластные и непроникающие системы обычно используются на плоских крышах или крышах, которые не могут поддерживать монтажное оборудование.

Системы мониторинга производительности

Система мониторинга производительности — это информационная панель, которая дает полную картину производительности вашей системы. Помимо нечетких ощущений, когда вы видите, как ваш счетчик вращается в обратном направлении, система мониторинга производительности солнечной энергии предлагает ценную информацию о фотоэлектрической системе.

Система мониторинга производительности предлагает информацию о мощности и потреблении энергии, оптимизирует использование энергии и может информировать вас о проблемах в вашей солнечной системе. Системы мониторинга солнечной энергии работают через инверторы, обычно через программное обеспечение для мониторинга, которое обеспечивает связь между инвертором и другими устройствами.

Системы мониторинга производительности

собирают информацию, когда инвертор преобразует постоянный ток в переменный, и делают эту информацию доступной для домовладельца через сопутствующие приложения и устройства умного дома.Лучшие системы мониторинга производительности собирают данные через центральный инвертор или от отдельных микроинверторов, прикрепленных к каждой солнечной панели. Более поздний вариант обеспечивает более полное представление о производительности отдельных солнечных панелей и позволяет быстрее диагностировать потенциальные проблемы.

Как изготавливаются солнечные панели?

Базовая конструкция солнечных панелей не сильно изменилась за последние десятилетия. Подобно массивам, которые впервые начали появляться в домах несколько десятилетий назад, большинство современных солнечных панелей по-прежнему построены из кремниевой матрицы между передней стеклянной пластиной и задним полимерным листом.

Солнечные панели должны выдерживать суровые погодные условия в течение своего 25-летнего срока службы. Лучшие солнечные панели созданы, чтобы выдержать испытание временем, для чего требуются несколько основных материалов и строгие стандарты производства.

Материалы

Солнечные панели лучше всего изображать в виде сэндвича из силикона и стекла. Материалы, из которых изготавливаются солнечные панели, относительно просты:

Кремниевые элементы
Металлический каркас
Стекло
провод 12 вольт
Провод шины
Оргстекло

Кремний, элемент, придающий солнечным панелям их магию генерирования электричества, является активным ингредиентом в рецепте солнечных панелей-сэндвич, а также является наиболее энергоемким в производстве.Кремний — один из самых распространенных элементов на Земле и основной компонент пляжного песка. Но преобразование песка в чистый кремний, подходящий для солнечных батарей, — это энергоемкий процесс, требующий доработки в высокотемпературных дуговых печах.

После очистки кремния сырье готово для производства солнечной панели.

Производство

Изолированные кусочки кремния формуют в цилиндрические слитки, при этом особое внимание уделяется правильной ориентации атомов.На этом этапе добавляется бор, чтобы кремний получил положительный заряд. Затем слитки разрезают на тонкие пластины толщиной с бумагу и обрабатывают антибликовым покрытием, которое помогает лучше поглощать солнечный свет.

Затем на поверхность каждой пластины добавляются токопроводящие металлы. Фосфор рассеивается по поверхности, обеспечивая отрицательный заряд, чтобы уравновесить положительный заряд бора и обеспечить контролируемый поток электронов.

На этом этапе индивидуальный фотоэлемент готов.Далее ячейки с металлическими коннекторами впаиваются в матрицу. Эта сборка зажата между защитным задним листом и стеклянным покрытием и завершается распределительной коробкой и рамой.

Как устроены солнечные системы?

При проектировании солнечных систем учитываются два важных фактора: доступное пространство и потребность в энергии. Все гайки и болты при проектировании солнечной системы зависят от этих двух факторов, поэтому тщательное их понимание важно для хорошо спланированной солнечной установки.

Для начала проектировщик солнечной энергии рассчитает ежедневные потребности в энергии, обычно глядя на счет за коммунальные услуги. Далее дизайнер определит идеальное количество солнечных панелей для проекта и доступное пространство для их размещения. Определив потребности в энергии и доступное пространство, дизайнер может начать покупать компоненты.

Проектирование солнечной системы может быть сложным. Дизайнер должен определить требования к пространству, потенциальный оттенок, оптимальный угол наклона панели, необходимые разрешения и многое другое.Программные решения могут помочь оценить потребности в солнечной энергии и спланировать лучшую солнечную систему.

Программное обеспечение для проектирования Aurora Solar.

Например, просто выставив счет за электроэнергию, программное обеспечение для проектирования Aurora Solar автоматически предоставляет рекомендации по высококачественному дизайну и материалам для любого места. Aurora также предоставляет несколько инструментов планирования и проектирования в одном интуитивно понятном пакете, включая дизайн сайта, профили нагрузки, анализ оттенков, автоматическое проектирование системы, коммерческие предложения, шаблоны разрешений и многое другое.

Заключение

Конечно, тонкости работы солнечных панелей — это только первый шаг. Если вы хотите узнать больше о солнечной энергии и солнечной индустрии, вот несколько дополнительных ресурсов:

В разделе нашего блога Solar 101 также есть ряд других ресурсов, которые помогут ответить на все ваши вопросы, связанные с солнечной батареей.

Запланируйте демонстрацию сегодня и ускорите выполнение следующего проекта солнечной установки.

10 интересных фактов о солнечных панелях и солнечной энергии

Возможно, вы слышали шум о том, как солнечные панели сокращают расходы на электроэнергию или что они экологичны.Но есть вероятность, что это почти все, что вы о них знаете — и это на 100% нормально. Но важно точно понимать, что именно вы делаете, когда дело доходит до перехода на солнечную энергию.

Вот 10 интересных фактов из мира солнечной энергии, которые помогут вам понять, и вы готовы инвестировать в солнечную энергию для удовлетворения своих домашних энергетических потребностей.

1. Первый элемент солнечной панели был изобретен в 1941 г.

В 1839 году Александр Эдмон Беккерель открыл фотоэлектрический эффект, то есть способность создавать электрический ток из солнечных лучей.Вскоре после этого Рассел Ол изобрел первый элемент солнечной панели в 1941 году, а первая коммерческая панель была выпущена Bell Laboratories в 1954 году.

Сегодня история солнечных панелей все еще продолжается, поскольку Semper Solaris продолжает устанавливать лучшие в отрасли солнечные панели каждый день.

2. Один час солнечного света равен одному году энергии для всей Земли

Солнечная энергия начинается с солнечной энергии, то есть энергии, производимой солнцем. Когда солнце светит, его энергия может накапливаться в солнечных батареях.Эти солнечные панели преобразуют энергию в электроэнергию двумя разными способами: фотоэлектрические, то есть энергия, используемая для производства электричества, и солнечная тепловая энергия, которая используется для отопления.

Энергия Солнца — самый распространенный источник энергии на Земле. Всего за один час прямого солнечного света вы можете собрать достаточно энергии, чтобы произвести годовое электричество для всей Земли. От солнца много электрического сока!

Все, что вам нужно, это шнур (он же солнечные батареи), который преобразует энергию из точки A (солнце) в точку B (электричество, которое может использоваться в вашем доме), чтобы обеспечить все потребности вашего дома в энергии.

Все, что вам нужно знать о солнечной энергии: Солнечная энергия для начинающих!

3. Калифорния — крупнейший сторонник солнечной энергии в США

По состоянию на 2017 год потребление солнечной энергии в Калифорнии превысило все остальные штаты, составив 20 163 мегаватт солнечной энергии. В штате установлено достаточно систем солнечной энергии, чтобы обеспечить электричеством 3,7 миллиона домов.

Другие штаты, которые следуют сразу за Калифорнией по производству и использованию солнечной энергии, включают Северную Каролину, Аризону, Неваду и Нью-Джерси.Но по мере того, как популярность солнечной энергии растет и доступ к ней становится все более доступным, можно ожидать, что все больше штатов присоединятся к ней, расширяя рынок в целом.

4. Солнечные панели могут производить электроэнергию без прямого солнечного света

Вы правильно прочитали!

Солнце — самый обильный источник энергии, который солнечные панели могут поглощать и преобразовывать в энергию, но ему не обязательно быть прямым солнечным светом. Солнечные панели могут улавливать различные части солнечного светового спектра.Таким образом, если солнце не светит прямо на панели или это облачный день, это не означает, что оттенки, отраженные от неба, не улавливаются и не используются элементами солнечных панелей для выработки энергии.

5. Дом на солнечной энергии может сократить выбросы CO2 на 100 тонн в течение 30 лет

Солнечная энергия означает производство чистой энергии, и вы можете значительно сократить углеродный след, установив домашнюю солнечную систему.

Другими словами, он не производит такого же загрязнения, как другие источники энергии.Среднее домашнее хозяйство в США, использующее солнечную энергетическую систему, сократит выбросы примерно на восемь фунтов диоксида серы, пять фунтов оксида азота и более чем на 1400 фунтов диоксида углерода каждый месяц.

6. Инвестиции в солнечную энергию окупаются

Когда вы переключаетесь на солнечную энергетическую систему, старайтесь не принимать начальную цену за установку за чистую монету, потому что общая сумма, которую вы экономите, инвестируя в солнечную энергию, на самом деле является ее ценностью.

После того, как вы установили солнечные панели, вам больше не нужно будет оплачивать счета за отопление или электроэнергию, и со временем сумма, которую вы сэкономите на счетах за электроэнергию (которая составляет в среднем 1300 долларов на семью в год), окупит вашу первоначальную инвестиции в установку солнечной энергетической системы.

Кроме того, те, кто покупает солнечные панели, могут иметь право на 30% -ную налоговую льготу, а некоторые штаты даже позволяют владельцам солнечной энергии продавать свою излишнюю солнечную энергию, возвращая больше денег в ваши карманы.Они даже относительно не требуют особого ухода, и их можно пройти по доступной цене.

7. Солнечная энергия может использоваться в качестве топлива для самолетов

Солнечная энергия выходит за рамки простого использования солнечной энергии для электроснабжения дома. Его также можно использовать в транспортных средствах. От автомобилей до поездов, а теперь и самолетов, все больше и больше людей путешествуют, используя исключительно солнечную энергию.

Применение солнечной энергии вне домов и офисных зданий — лишь начало неограниченного потенциала солнечных технологий в изменении нашей повседневной жизни к лучшему.

8. Установка солнечной энергии может потребоваться обществу

Солнечная энергия расширяется от индивидуальных систем для каждого дома до общественных солнечных систем.

Концепция совместного использования солнечной энергии хорошо вписывается в постоянно растущую экономику совместного использования, популярность которой возросла за последнее десятилетие. Вместо того, чтобы домовладельцы устанавливали свои собственные солнечные панели, солнечные системы устанавливаются для целых сообществ, чтобы использовать их для питания своих домов. Итак, почему бы не поговорить со своими соседями и не посмотреть, кто еще хочет использовать солнечную батарею в вашем квартале?

9.Солнечные панели производят примерно 10 киловатт энергии на квадратный фут

киловатт-часов (кВт-ч) используется для измерения электроэнергии на солнечной энергии, и большинство солнечных панелей имеют мощность примерно 225 ватт с возможностью выработки 20 ватт на квадратный фут.

Чтобы представить это в перспективе (и люди говорят за тех, кто не в энергетической отрасли), среднему дому требуется около 30 солнечных панелей для удовлетворения собственных потребностей в использовании энергии.

10. Число U.Установки солнечной энергии в 23 раза выше, чем восемь лет назад

Популярность солнечной энергии продолжает расти в США, которые в настоящее время являются третьим по величине рынком солнечной энергии в мире. Поскольку цены на солнечные энергетические системы снижаются, они становятся действительно привлекательным выбором для американцев.

Эти солнечные панели — это гораздо больше, чем вы могли знать.

Узнав об их истории, немного науки, лежащей в основе технологий, о текущем положении солнечной энергии на рынке и ее способности расти, почему бы не заняться солнечными батареями для своего дома?

Шансы на использование солнечной энергии в качестве основного источника энергии все еще растут, и Semper Solaris может помочь вам стать частью солнечного движения.

Образование в области солнечной энергии: Образовательная информация о солнечной энергии

Солнечная энергия — это экологически чистое электричество, получаемое за счет солнечного света или тепла от солнца. Наличие солнечного электричества в вашем доме обычно означает установку солнечной фотоэлектрической системы на крыше. Узнайте больше в нашем образовании по солнечной энергии впереди разделов.

Определение фотоэлектрических : Фото = «свет» и фотонов = энергетические частицы, исходящие от солнечного света; v oltaic = вырабатывает напряжение или вольт.Аббревиатура = PV

Солнечная энергия — это возобновляемый бесплатный источник энергии, который является устойчивым и полностью неисчерпаемым, в отличие от ископаемых видов топлива, которые ограничены. Это также экологически чистый источник энергии, и он не выделяет парниковые газы при производстве электроэнергии. Вырабатываемая солнечная электроэнергия может покрыть ваше полное или частичное потребление энергии.

Образование в области солнечной энергии для детей и подростков

Мы создали образовательную страницу в области солнечной энергии, ориентированную в большей степени на детей старшего школьного и среднего школьного возраста и посвященную основам солнечной энергии.Существует также базовый калькулятор, чтобы дети могли видеть, сколько солнечных панелей потребуется для питания их дома. Посмотрите здесь.

Серия видеороликов Solar Workshop

В этой серии видеороликов объясняются различные аспекты солнечной энергетики и связанного с ней оборудования.

Как мы производим солнечные панели

Солнечная панель , будучи прочной и долговечной в готовой форме, требует сложного и очень технического процесса при ее производстве.

В традиционных солнечных модулях (поликристаллических и монокристаллических) мы следуем приведенному ниже процессу:

пропитываем кремниевые пластины примесями, чтобы создать полупроводник, который преобразует солнечный свет в электрический ток.
Затем мы создаем электрические контакты для соединения одного солнечного элемента с другим.
Поскольку кремний отражает, мы помещаем антибликовое покрытие поверх кремниевых пластин. Обычно это диоксид титана или оксид кремния.
Солнечные элементы прокладываются между верхним слоем суперстрата и нижним слоем нижнего листа. Суперстракта обычно стеклянная, а задняя — пластиковая.
Затем его помещают внутрь алюминиевой рамы для создания готовой солнечной панели.

В тонкопленочных солнечных панелях это другой процесс.

Он начинается с тонкого слоя гибкой подложки, такой как стекло с покрытием, нержавеющая сталь или пластик и металл, контактирующий с металлом, а затем солнечный элемент выстраивается в серию слоев.
Затем мы наносим оксидный слой на конец, чтобы сформировать электрический контакт ячейки.
Затем мы ламинируем ячейку с помощью атмосферостойкого материала superstrate.

Ниже приводится краткое видео о том, как делают солнечную панель:

Использование солнечной энергии означает сокращение ваших счетов за электроэнергию и экономию денег.Кроме того, установка солнечных фотоэлектрических панелей увеличивает стоимость вашего дома. Они неприхотливы и ненавязчивы. Прочтите наши 10 советов по приобретению системы солнечной энергии или советы по выбору солнечных батарей.

Как работает солнечная панель?

Как мы уже упоминали ранее, солнечные панели используют так называемый фотоэлектрический эффект для выработки энергии. Это процесс преобразования света в энергию на атомном уровне.

Проще говоря, когда свет попадает в солнечный элемент, электроны выбиваются из атомов полупроводникового материала солнечного элемента.Положительные и отрицательные электрические проводники, связанные с каждым солнечным элементом, образуют цепь, которая улавливает эту энергию в форме электрического тока.

Солнечная энергия

Электросеть

Электроэнергия передается от электростанции к вашему дому через электросеть. Эта основная сеть представляет собой национальную электросеть человек. Эта сеть обеспечивает питание в QLD, NSW, VIC, SA, TAS, NT и WA. Если у вас нет подключения к сети, это означает, что линии электропередач не доходят до вашего дома, обычно потому, что вы живете в удаленном районе.Электроэнергия, питающая сеть, чаще всего поступает от угольных электростанций, которые загрязняют окружающую среду, выбрасывая тонны парниковых газов.

Солнечные энергосистемы, подключенные к сети

Фотоэлектрические системы вырабатывают энергию за счет солнечного света в течение дня. Эта энергия поступает в инвертор подключения к сети, который преобразует постоянный ток в переменный, аналогичный току в сети. Этот ток солнечного электричества может затем питать все приборы в вашем доме, такие как кухонные приборы, телефоны, компьютеры, фонари, радио и т. Д.Электроэнергия поступает непосредственно от солнечного инвертора, а оставшаяся электроэнергия может быть возвращена в сеть.

Если вам нужно больше электроэнергии, чем вырабатывает ваша солнечная система, подключенная к сети, эта энергия будет просто поступать из основной распределительной сети. С другой стороны, если вы производите больше энергии, чем то, что используете, то вы получите кредит на излишек в вашем счете за электроэнергию. Некоторые розничные продавцы электроэнергии предлагают чистых счетов , что означает, что ваш поставщик покупает излишки электроэнергии, которые вы производите, по той же розничной цене, которую они взимают с вас.

Системы подключения к сети отличаются от автономных систем солнечной энергии, поскольку они устраняют необходимость в резервном аккумуляторе. Ночью или в пасмурную погоду вы можете потреблять электроэнергию прямо из сети. Чтобы установить солнечную фотоэлектрическую систему с сетевым подключением, вам потребуется достаточно места на крыше, выходящей на север.

Перейдите на этот ресурс для получения дополнительной информации о солнечных энергетических системах, подключенных к сети.

Автономные / автономные солнечные энергетические системы

Автономная солнечная система означает, что нет подключения к общественной сети.Когда вы отключены от сети, это означает, что вы должны производить собственное электричество, чтобы управлять своим домом. В этом случае солнечные панели или ветряные турбины заряжают аккумуляторы, которые накапливают энергию.

Мы часто подключаем батареи к инвертору, который обеспечивает питание 240 В переменного тока для работы большинства приборов в стандартном доме. Инвертор не нужен для автономных систем, в которых работают приборы постоянного тока.

Перейдите на этот ресурс для получения дополнительной информации о внесетевых солнечных энергетических системах.

Солнечные водонасосные системы

Солнечные фотоэлектрические насосные системы обеспечивают ирригацию и питьевую воду в местах, где отсутствует электроснабжение.Эти солнечные фотоэлектрические водяные насосы являются идеальной заменой насосам с дизельным и бензиновым двигателем, поскольку они доставляют больше воды в то время, когда это необходимо, то есть когда светит солнце. Они также не выделяют парниковых газов и служат очень долго. По сути, вы можете преобразовать любой насос постоянного тока в солнечный насос с правильным контроллером.

Перейдите на следующий ресурс для получения дополнительной информации о солнечных насосах.

Солнечная тепловая энергия / солнечная горячая вода

Солнечные тепловые системы были самой популярной категорией технологий солнечной энергии.Эти технологии используют солнечное тепло для отопления воды и помещений, вентиляции и многих других целей.

Вода для отопления представляет собой самый крупный источник выбросов парниковых газов в среднем австралийском домохозяйстве (если не считать машину). Правительство Австралии поощряет домохозяйства переходить на устойчивые технологии горячего водоснабжения, вводя финансовые скидки. Скидки направлены на вознаграждение домов за замену традиционных водонагревателей на чистую энергию для горячего водоснабжения, такую как солнечные и солнечные системы хранения горячей воды.