Как устроена солнечная батарея: Как работают солнечные батареи — Naked Science

Как устроены и как работают солнечные батареи?

Обновлено: 17.02.2021

Как устроен и работает фотоэлемент?

Фотоэлемент преобразует энергию солнечного света в электроэнергию. Он изготавливается из пластины очищенного кремния, в верхнюю часть которой добавляют атомы фосфора, а в нижнюю — атомы бора.

Таким образом, в пластине образуются 2 слоя: сверху N-слой (Negative) с избытком электронов, а снизу — P-слой (Positive) с дефицитом электронов. Между слоями образуется PN-переход — электрическое поле, не позволяющее электронам из N-слоя переходить в P-слой.

Фотоны солнечного света выбивают электроны из атомов кремния в PN-переходе. При этом, под воздействием поля PN-перехода, электроны переходят только в верхний N-слой. Между слоями усиливается разность потенциалов, и соединив их электродами, можно получить электрический ток.

Как устроена солнечная панель

Ячейки фотоэлементов последовательно соединяют, крепят на каркас и запаковывают в общую рамку (таким образом, чтобы в случае выхода из строя их можно было заменять по одному). Получается солнечная панель с двумя электродами, генерирующая постоянный ток.

Чтобы защитить солнечную батарею от дождя и ветра, снаружи ее покрывают стеклом.

Т.к. кремний хорошо отражает свет, значительная часть фотонов может не достигать PN-перехода. Чтобы уменьшить потери, фотоэлементы покрывают антибликовым покрытием.

КПД и эффективность солнечных батарей

Коэффициент фотоэлектрического преобразования современных солнечных батарей — примерно 20%. Т.е. всего 20% энергии солнечного света преобразуется в электричество. Причем, КПД снижается при нагреве солнечной панели из-за броуновского движения электронов.

Однако, для владельца солнечной электростанции важен не столько КПД панелей, сколько их мощность (т.е. сколько энергии они могут вырабатывать), а также стоимость, надежность и срок службы.

Как рассчитать рентабельность солнечной электростанции — описано здесь.

Однако, не забывайте, что технологический прогресс в солнечной энергетике постоянно снижает стоимость солнечных панелей, повышает их надежность и срок службы, и даже КПД.

Виды солнечных панелей

— Монокристаллические — на основе монокристалла кремния. КПД около 19% от номинальной мощности, для производства 1 кВт энергии необходима площадь 7 кв.м. Применение нашли как в быту, так и на специальных станциях.

— Поликристаллические — на основе выращенных поликристаллов кристаллов кремния. КПД — около 16% от номинальной мощности, для производства 1 кВт энергии необходимо 8,3 кв.м. Применяются там, где необходимы отдельные элементы мощностью свыше 200 ватт.

— Тонкопленочные фотовольтажные модули (ТFT) — наиболее производительные на данный момент. КПД — около 25% от номинальной мощности, для производства 1 кВт энергии необходимо 18,3 кв.м. Рациональны там, где необходимо производить свыше 2,5 кВт выходной электроэнергии, т.е. системы от 10 КВт номинальной мощности. Отличаются высокой чувствительностью и могут работать при рассеянном свете, при этом дают высокое напряжение при низком токе.

Мировыми лидерами производства солнечных панелей являются компании First Solar (США), Sharp (Япония), Suntech, Yingli, Trina Solar (все Китай).

Ниже — представлены новости развития технологий солнечных батарей.

12.02.21. В Корее создали солнечную панель, которую можно свернуть в рулон

Инженеры из Пусанского национального университета в Корее разработали прототип солнечных элементов, которые можно полностью складывать. Им удалось создать проводящую пленку из однослойных углеродных нанотрубок, внедрить эту пленку на подложку, а затем легировали ее оксидом молибдена, чтобы улучшить ее проводимость. Солнечную панель, созданную таким образом, можно свернуть в рулон или изогнуть так, как это требуется конструкцией. Это поможет не только упростить транспортировку подобных панелей, но и облегчить их внедрение в такие устройства, как автомобили, телефоны, и даже в одежду.

2020. Созданы первые перовскитные фотоэлементы с КПД 18%

Перовскит — минерал, который может прийти на смену кремнию в индустрии фотоэлементов. По КПД он не уступает кремнию, но позволяет изготавливать более легкие, гибкие и полупрозрачные солнечные панели, идеально подходящие для облицовки зданий. Однако, есть проблема с нанесением перовскита на большие площади, т.к. обычно это приводит к появлению дефектов и снижению КПД. Специалисты Наньянского технологического университета (Сингапура) применили метод нанесения перовскитного покрытия тепловым напылением и обнаружили, что в результате получаются модули солнечных элементов на 21 кв. см с рекордным КПД — 18,1%. Это наивысший зарегистрированный результат для масштабируемых перовскитовых фотоэлементов.

2020. Украинский стартап создал солнечную электростанцию в виде куба

Украинская компания «Карбон КНС», занимающаяся строительством промышленных солнечных электростанций, разработала небольшую домашнюю СЭС в форме куба — Cuber. Ее особенности в том, что, в отличие от классических СЭС, ее установка не требует подготовительных работ и укрепления крыши. Cuber представляет собой компактную солнечную электростанцию габаритами 2*2 метра. Поставляется в собранном виде, но, по словам разработчиков, на то, чтобы собрать конструкцию, подключить и начать пользоваться — уйдет всего один день. Cuber стоит $3000. Мощность — 3 кВт*ч — этого хватит на то, чтобы на 70% обеспечить электроэнергией среднестатистический по размерам частный дом, укомплектованный всей необходимой техникой.

2019. Созданы прозрачные солнечные батареи из кремния

Прозрачные фотоэлементы могли бы совершить революцию в энергоэффективности зданий: ведь тогда окна и стеклянные стены небоскребов превратятся в солнечные батареи. Однако, к сожалению, основной материал солнечных батарей — кремний — не прозрачный. А альтернативные материалы — либо дороги, либо не эффективны. Команда исследователей под руководством Се Квон Юна из Южной Кореи придумала оригинальную идею: пробить в кремниевом фотоэлементе крошечные отверстия размером с человеческий волос. Дыры расположены в заданном порядке и невидимы человеческому глазу, зато фотоэлемент становится почти прозрачным. Конечно, КПД уменьшился в 2 раза — до 12%. Ну и ладно, ведь окно с КПД 12% лучше окна, которое вообще не вырабатывает энергию. А производственный процесс (по словам разработчиков) — довольно простой, так что дырявые солнечные панели будут стоить примерно как обычные.

2019. Создано покрытие для солнечных батарей, следящее за солнцем

Сейчас иногда маленькие наземные солнечные электростанции оборудуются поворотными системами (трекерами), которые отслеживают движение солнца в течение дня. Говорят, такой трекер увеличивает производство энергии на 30%. Но очевидно, что он также значительно усложняет и удорожает конструкцию, снижает надежность и долговечность СЭС, да и сам потребляет часть энергии. Ученные Калифорнийского университета, возможно, придумали более красивое решение. Они создали особый материал, который может отслеживать направление на солнце, как подсолнух. Он состоит из элементов размером менее одного миллиметра, которые расширяются и сжимаются при нагревании. Благодаря этому материал выгибается в сторону источника тепла.

2019. Солнечные батареи могут использовать снег для выработки дополнительной энергии

Зимой солнечные панели иногда заносит снегом, и приходится их очищать. Исследователи из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе отчасти решили эту проблему, создав дополнительную панель Snow TENG, которая вырабатывает электричество от взаимодействия непосредственно с выпавшим снегом. Происходит это благодаря трибоэлектрическому эффекту, когда электрические заряды возникают в ходе трения одних заряженных частиц с другими. В случае с устройством Snow TENG, положительно заряженным объектом выступает снег, а отрицательным — нанесенный на поверхность панелей силикон, подсоединенный к электродам. Конечно, вырабатываемая энергия — небольшая, но возможно, ее хватит, чтобы растопить снег и очистить панель.

2019. Корейцы сделали фотоэлементы из перовскита на 80% эффективнее

В 2013 журнал Science в своем рейтинге топ-10 прорывов года отметил открытие возможности создания солнечных батарей из перовскита. Перовскит (титанат кальция) — это сравнительно редкий для поверхности Земли минерал (в отличии от кремния). Но он дешевый, его можно наносить на гибкую поверхность и он имеет трехмерную структуру, которая позволяет солнечной батарее эффективно работать даже на закате, в облачную погоду и в туман. Изначально КПД перовскитовых фотоэлементов была ниже кремниевых — 15%. Но вот ученые из южно-корейского университета UNIST поколдовали и создали комбинацию двойного перовскита (Cs2SnI6) и органической ячейки Гретцеля, которая продемонстрировала хорошие показатели переноса заряда, достигнув увеличения плотности фотоэлектрического тока на 79% по сравнению с обычным жидким электролитом.***

Принцип работы солнечной батареи: как устроена панель

О том, что с помощью солнечных батарей можно получать энергию и использовать ее в бытовых нуждах, известно не каждому. Такой способ получения электроэнергии не является особо распространенным, но с каждым годом набирает популярность. При наличии большого солнечного массива можно обеспечить током не только частный дом, но и промышленный объект. Принцип работы солнечной батареи довольно прост, поэтому нет никаких преград, чтобы воспользоваться такой возможностью получения экологичной энергии для личных целей.

Содержание статьи

Что такое солнечная батарея

Солнечными батареями можно обеспечить полное функционирование дома или другого объекта без привлечения дополнительного источника электроэнергии. Они считаются не только экологически чистыми, но и самыми эффективными при выработке энергии. Суть данного устройства заключается в специальных модулях-фотоэлементах, которые захватывают солнечную энергию и при помощи полупроводниковых устройств преобразовывают ее в ток.

Одна батарея содержит 36 элементов и представлена в виде прямоугольника размером с шифер. Есть, конечно, и другие вариации, но такой пример является наиболее популярным. Все модули покрываются пленкой или стеклом и между собой соединены, благодаря чему через эти дорожки ток поступает в инвертор, который на выходе дает нам привычную электроэнергию, которую можно использовать в любых целях.

Устройство батареи

Сегодня нет проблем, чтобы выбрать солнечную батарею. Товары в ассортименте отличаются устройством модуля, способом его работы и технологией производства.

Панели с кремниевыми фотоэлементами

Согласно названию, для таких панелей используется кремний, а если быть точнее, они изготавливаются на основе амфорного кремния. Этот вид модулей относится к тонкопленочным солнечным батареям. Это очень прочный и надежный материал, который может прослужить более 25 лет. Такой вид кремния образуется под раскаленным паром, благодаря чему кристаллам можно придать разную форму и размер. Однако процесс производства достаточно сложный, что не может не сказываться на цене изделия.

Батареи с кремниевым покрытием существуют в двух вариантах:

Монокристаллические

Относятся к дорогостоящим солнечным батареям, так как изготавливаются по особому принципу выращивания кристаллов, на что уходит много времени и сил. Монокристаллические панели представляют собой решетки из множества квадратов с немного подрезанными углами. Такие солнечные модули отличаются не только высоким качеством, но и максимальной производительностью. Они работают даже при сильно низкой температуре, занимают мало места и при этом их КПД не снижается. Владельцы кремниевых монокристаллических солнечных батарей отмечают длительность их использования – до 30 лет.

Поликристаллические

Главное отличие поликристаллических заключается в том, что они производятся с применением дешевого сырья, чаще всего это продукты переработки монокристаллических панелей. Для них не нужно выращивать кристаллы и сама технология более упрощенная. Но несмотря на это, они неплохо проявили себя в работе и могут использоваться даже при критически высоких и низких температурах.

Практически в 80% солнечных батарей установлены модули именно с кремниевыми пластинами.

Тонкопленочные панели

Суть тонкопленочных панелей заключается в особом производстве, где полупроводники наносятся непосредственно на пленку. В качестве полупроводников выступает сплавы меди-индия, теллурида кадмия и селенида. Они существенно отличаются от обычных солнечных батарей наличием панели-пленки, их можно скручивать и тем самым использовать на любой местности. Некоторые клеят их на внешнюю сторону окна, тем самым защищая дом от солнечных лучей и при этом получая небольшую порцию энергии. Ключевое слово здесь – небольшую. Тонкопленочные полупрозрачные панели отличаются низким КПД, то есть обеспечить электричеством весь дом не смогут даже при масштабном использовании. Из дополнительных преимуществ можно выделить маленький вес, простой способ монтажа и невысокую цену.

Концентраторные модули

Концентраторные солнечные батареи считаются самыми эффективными и наряду с этим самыми дорогими. У них наивысший процент фотоэлектрического преобразования, а все потому, что они состоят из многослойной структуры, которая отличается составом полупроводников. Самой успешной по действию признана трехслойная структура. Принципы работы ее в поглощении солнечного излучения по всей длине волн и во всем диапазоне. Подобного эффекта не имеют никакие другие солнечные батареи. Но они сложны в производстве и дороги, поэтому не особо популярны.

Покупка дорогих концентраторных модулей оправдана только для регионов с высокой солнечной радиацией, которая наблюдается на протяжении всего года.

Органические батареи

В батареи органического типа включены элементы, которые состоят из органических полимеров, отсюда и такое название. Это гибкая батарея, которая производится в любых размерах и печатается на пластике с помощью принтера. Суть технологии напрямую сказывается на производительности панели. Процент КПД у них достаточно низкий, зато они отличаются низкой ценой и экологической функцией. Они могут быть выполнены в любой удобной форме и размере, при этом с полным сохранением желаемой текстуры пластика. Некоторые такой вариант используют и как декор частного дома, и как подпитку электроэнергией.

Принцип работы солнечных панелей

Принцип работы

Теперь подробнее о работе солнечной батареи. Она состоит из двух пластин, изготовленных из кремния и покрытых с одной стороны бором, а с другой фосфором. Там, где батарея покрыта бором, частицы отсутствуют. Под действием солнечного света в пластине с фосфором появляются свободные электроны, которые начинаются перемещаться и создавать энергию. Чем больше солнечная радиация, тем больше энергии вырабатывается. Наибольшая эффективность зафиксирована при перпендикулярном попадании лучей.

Существенно снижают эффективность работы солнечных батарей не только пасмурные дни, но и пыль с грязью. Фотоэлементы не смогут вырабатывать заявленное количество свободных частиц, если пленка будет загрязненной.

Важным моментом является отведение заряженных частиц по назначению. Данная миссия возложена на тонкие жилы из меди, которые выступают своего рода соединяющим элементом. По этим медным путям энергия попадает в подсоединенный аккумулятор. Он собирает достаточное количество энергии и направляет его в инвертор, где постоянный ток от солнечного света преобразовывается в переменный с нужным напряжением для обеспечения бытовых потребностей (220В). С помощью одной пластины можно питать лампочку, но для поддержания всего дома потребуется купить не одну солнечную батарею с высокой мощностью.

Схема электропитания дома от солнца

Если вы хотите пользоваться солнечными батареями для обеспечения своего дома экологичным видом электроэнергии, то вы должны знать, как работает система и что от вас потребуется. Итак, схема электропитания включает в себя следующий набор обязательных устройств:

Суть солнечных батарей мы уже определили, а вот зачем нужно остальное оборудование? Аккумулятор позволяет собирать необходимое количество энергии и сохранять ее с целью использования в темное время суток или в пасмурные дни, когда солнечной радиации недостаточно для удовлетворения электрических потребностей. Контроллер не является обязательной частью, но с его помощью можно обезопасить батарею и аккумулятор от перепадов напряжения, а также полного разряжения. Такое решение позволяет сохранить срок службы солнечной системы.

Осталось разораться с инвертором. Без него вы не сможете использовать полученную энергию от солнца по назначению. Инвертор позволяет преобразовать постоянный солнечный ток в переменный с повышенным показателем напряжения сети. То есть, так как батареи выпускаются мощностью 12В, 24В и 48В, то инвертор путем трансформации «перерабатывает» его в привычные 220В. Лучше всего отдавать предпочтение трехфазным синусоидным инверторам. Они отличаются высокой надежностью и работой даже при самых низких температурах.

Солнечные батареи – виды и принцип работы преобразователей

Ещё не так давно автономная система обеспечения электроэнергией была чем-то из области фантастики. Но в последнее время такие устройства приобретают большую популярность. Экономные жители европейских стран уже много лет пользуются солнечными батареями для обеспечения собственных домов электричеством.

В нашей стране такое новшество ещё на стадии развития, хотя некоторые домовладельцы уже успели по достоинству оценить выгоду от таких устройств. В первую очередь, это обусловлено постоянно растущими тарифами на электроэнергию и другие коммунальные услуги. Благодаря постоянному усовершенствованию современных технологий стоимость солнечных батарей медленно, но уверенно падает, что делает их более доступными для среднестатистического потребителя.

Как устроена солнечная батарея?

Конструктивное исполнение разных моделей устройств для преобразования энергии солнца в электричество имеет одинаковые элементы. Большая часть батарей состоит из следующих составляющих:

• устройство, генерирующее, постоянный ток;
• блок аккумуляторных батарей;
• преобразователь постоянной величины тока в переменную.

В свою очередь, конструкция солнечной батареи состоит из фотоэлектрического преобразователя. При этом в изготовлении таких преобразующих компонентов используют кремний – достаточно дорогой природный материал. На сегодняшний день рассматривают два основных типа фотоэлектрических преобразователей:

• преобразователи в изготовлении которых используется монокристаллический кремний;
• приборы из поликристаллического материала.

К важнейшим техническим параметрам всех солнечных батарей можно отнести их коэффициент полезной мощности. Благодаря этому критерию определяется экономичность и качество преобразующего устройства. Полезная мощность определяется на основании показателей тока и напряжения, которые будут зависеть от степени интенсивности солнечных световых потоков, попадающих на фотоэлементы.

Хочется отметить, что величина тока на выходе солнечной батареи зависит не только от интенсивности солнца, но и от габаритов принимающих элементов. Во время дождя или зимой, когда постоянно пасмурно показатели мощности и напряжения в значительной мере снижаются, что обусловлено уменьшением выходного тока.

Если батарею замкнуть на любой нагрузке с сопротивлением, то по такой цепи начинает протекать ток, величина которого будет зависеть от качества преобразующих элементов и интенсивности потока солнечных лучей. При этом мощностные показатели, выделяемые при нагрузке, будут равны величине тока и напряжения перемноженных между собой.

Максимальных мощностных показателей, потребляемых электрическими приборами можно достичь только при оптимальном сопротивлении, которое должно соответствовать пиковому значению КПД солнечной батареи. При этом каждое преобразующее устройство обладает своим оптимальным размером сопротивления, значение которого будет зависеть от параметров фотоэлектрических преобразователей.

В конструкцию солнечной батареи входят отдельные элементы, соединённые по последовательной или параллельной схеме благодаря чему, улучшаются параметры на выходе. При последовательном соединении увеличивается величина напряжения, а при параллельном — ток. Обычно на практике используют комбинацию методов соединения что позволяет увеличить общие выходные параметры прибора.

Преимуществом комбинированного варианта соединения фотоэлементов является и то что в значительной мере увеличивается надёжность солнечной батареи. В первую очередь — это обусловлено тем, что при выходе из строя отдельно взятого элемента это практически не повлияет на качество работы устройства в целом.

Для увеличения надёжности солнечных батарей их элементы шунтируются с помощью диодов. При этом для каждого фотоэлектрического элемента используется по 4 диода. Благодаря этому отдельные элементы, на которые не попадает свет не выходят из строя. В такой ситуации приблизительно на четверть уменьшается генерируемая выходная мощность.

Если пренебречь установкой диодов, то из-за перегрева элементы принимающие солнечные лучи будут ломаться, так как при отсутствии света они начинают потреблять ток, а благодаря использованию диодов ток не будет проходить через них.

Солнечные батареи – принцип работы

Все преобразователи световой энергии в электрическую работают по достаточно простому принципу, который известен большинству людей ещё со школьного курса физики. В частности, нужно вспомнить принцип действия p-n перехода. Именно благодаря ему происходит превращение света в электричество.

Такой принцип работы может проиллюстрировать транзистор со срезанным корпусом. Лучи света, попадая, на p-n переход преобразуются в электрический ток, о появлении которого будет свидетельствовать вольтметр, подключённый к выводам. При этом если увеличить площадь перехода показатели электроэнергии также возрастут. Поэтому все современные батареи имеют достаточно большие габариты, позволяющие в полной мере удовлетворить нужды потребителей в электрической энергии.

С каждым годом происходит усовершенствование материалов и конструкции солнечных батарей, благодаря чему в значительной мере увеличивается коэффициент преобразования солнечной энергии в электрическую. При этом параметры тока и напряжения на выходе прибора зависят от степени освещённости фотоприёмников.

Кремниевые преобразователи солнечной энергии

Солнечными батареями, изготавливаемыми из кремния, вырабатывается ток постоянной величины, образуемый благодаря попаданию на кремневодородные элементы потоков солнечного света. Особенность материала такова что световые потоки, попадающие на поверхность, производят сдвиг электронов с орбиты атома. Благодаря этому свободные электроны вырабатывают электричество. Такие преобразователи обладают высокой производительностью, но имеют сложную в изготовлении конструкцию, из-за которой значительно возрастает цена устройства. При этом на сегодняшний день различают определённые модели кремниевых устройств.

1. Монокристаллический преобразователь, отличительной особенностью элементов которого является общая направленность чувствительных к свету ячеек в одном направлении. Это, в свою очередь, позволяет работать солнечной батарее с максимальным коэффициентом КПД. Но для качественной работы фотоприёмники должны быть постоянно развёрнуты к свету.
2. Поликристаллическое устройство работает благодаря пластинам, состоящим, из разнонаправленных кристаллов кремния что снижает уровень КПД на несколько процентов. Также такие солнечные батареи отличаются внешне, так как состоят из пластин с правильной формой и тёмно-синим окрасом. Неоднородность оттенка и структуры таких устройств обусловлена разнородностью кристаллов кремния и наличием различных примесей.
3. Аморфное преобразующее устройство представляет собой тончайшие кремниевые слои, получаемые путём напыления материала в условиях вакуума. В качестве основы берут высококачественную металлическую фольгу, стекло или полимерные материалы. Такие солнечные батареи имеют незначительный КПД по сравнению с другими преобразователями. Это в первую очередь обусловлено повышенным выгоранием кремниевого слоя под влиянием радиации солнечных лучей. Как стало известно, из практики качество работы аморфного преобразователя через несколько месяцев снижается на 25%, а по прошествии нескольких лет солнечная батарея совсем перестаёт работать.
4. Гибридный фотопреобразователь – устройство, объединившее в себе аморфные панели и микрокристаллический кремний. Качество работы гибридного преобразователя приближено к характеристикам поликристаллического аналога, с единственным отличием в том, что уровень КПД даже при рассеянном свете на порядок выше. Помимо этого, такие солнечные батареи могут преобразовывать как ультрафиолетовый спектр, так и инфракрасное излучение.

Полимерный преобразовать солнечной энергии

Полимерный преобразователь солнечной энергии в электрическую – перспективный вариант замены кремниевого аналога. Прибор состоит из плёнки с полимерным активным слоем, электродов из алюминия и подложки с высокой гибкостью. Благодаря объединению всех фотоэлементов между собой получается устройство рулонного типа.

Такие солнечные батареи достаточно гибкие и имеют незначительный вес. При этом их стоимость намного ниже чем у аналогов из кремния, который является дорогостоящим материалом. Помимо этого, такие системы обладают высокой экологичностью что очень актуально на сегодняшний день.

Хочется отметить, что полимерные солнечные батареи имеют невысокий КПД. Для широкого потребителя первые такие устройства начали производить в Дании. При этом сама процедура производства происходит за счёт многослойной печати фотоэлементов на специальной гибкой плёнке, которую можно разрезать по любым размерам что очень удобно. Стоимость плёночного элемента намного меньше чем у аналогов из кремния. Но повстречать такую солнечную батарею на прилавках магазинов практически невозможно. Процесс производства только входит в начальную стадию развития.

Работа солнечной батареи в плохую погоду

Солнечная батарея – замечательный источник электричества, придуманный человеком. Но из-за того, что основной работы таких устройств является солнечный свет, то если на улице дождь или тучи, эффективность их работы падает в разы. Особенно это актуально в осенне-зимний период года, когда погода не балует большим количеством солнечных дней.

Исходя из опыта использования солнечных источников электричества, зимой коэффициент производимой энергии падает практически в 5 раз. А если взять во внимание, что производительность таких устройств изначально ниже стандартного электроснабжения, то использование солнечных батарей зимой или в пасмурную погоду практически бессмысленно.

Помимо этого, при выпадении снега нужно выполнять очистку панелей, причём делать это нужно с максимальной осторожностью, так как любой дефект или повреждение фотоэлементов значительно снизит работу батареи в целом. А если говорить об осадках в виде града, то они просто губительны для солнечных батарей, так как все модули от механических ударов льдинок приходят в полную негодность.

Естественно, на сегодняшний день можно увеличить производительность солнечного источника электроэнергии в пасмурную погоду или зимой. Для этого были разработаны специальные приборы, отслеживающие положение солнца. Это позволяет моноблоку располагаться под правильным углом к источнику света. В первую очередь — это важно по той простой причине, что даже незначительное отклонение батареи от солнца сильно снижает её производительность. И чем сильнее угол отклонения, тем меньше электричества вырабатывается устройством.

Как устроена солнечная батарея

Основа любой солнечной батарейки, или по-научному фотоэлектрической панели – пара полупроводников, фотоэлектрических преобразователей, которые преобразуют солнечную энергию в электрическую. Чаще всего их делают из кремния. Существуют и другие вещества, пригодные для производства солнечных панелей, но пока ни одна из бескремниевых технологий (кроме технологии с использованием теллурида кадмия) не вышла за пределы лабораторий. Однако исследования в этом направлении не прекращаются, так как кремний – довольно дорогой материал (собственно, это одна из причин относительной дороговизны солнечной энергии).

В зависимости от внутренней структуры кремний бывает трех видов: монокристаллический, который имеет более высокий КПД (15–22%), чуть менее эффективный поликристаллический (12–17%) и специфический аморфный (6–10%).

Выходной ток солнечной батареи зависит от интенсивности солнечного излучения и размера солнечных элементов. Чем ярче солнечный свет, тем больше электричества генерируют солнечные элементы. Понятно, что в пасмурную погоду их мощность существенно снижается.

Из чего это состоит

Как и любые элементы в электрической цепи, отдельные солнечные элементы можно соединять последовательно или параллельно. В первом случае вы получите более высокое выходное напряжение, во втором – выходной ток. Чаще всего используют комбинацию двух типов соединения. На каждой панели есть по четыре диода. Они нужны для того, чтобы батарея не нагревалась, потребляя ток и разряжая тем самым аккумулятор.

Как это работает

Но как же кремний генерирует ток? Здесь действуют обычные законы физики, известные всем со школьной скамьи. Под действием солнечного излучения на границе двух полупроводников появляются разнозаряженные области. В одной кремниевой пластине наблюдается переизбыток электронов, а в другой электронов, наоборот, не хватает. Полупроводники поглощают фотоны солнечного света и передают их энергию заряженным частицам переходной зоны. Под действием этой энергии частицы приходят в движение и возникает направленный ток. Этот механизм можно сравнить с тем, что происходит между двумя разнозаряженными электродами. Разница только в том, что полупроводники поглощают не все падающие фотоны, а только те, энергия которых достаточна для выбивания электронов, то есть для создания тока.

Сгенерированный ток передается на аккумулятор, который сохраняет полученную электроэнергию. При этом число последовательно и параллельно соединенных солнечных элементов должно быть таким, чтобы напряжение, подводимое к аккумулятору, немного превышало его собственное напряжение в цепи, а ток батареи обеспечивал требуемую величину заряда. Так, для зарядки 12-вольтовой аккумуляторной батареи нужно использовать солнечную батарею, состоящую из 36 элементов.

Как работает солнечная батарея и и её устройство

Солнечные батареи стали популярным альтернативным источником электроэнергии. Преобразующие устройства позволяют заметно ее удешевить, обеспечивают бесперебойное снабжение ресурсом объектов, поэтому активно применяются в частных домовладениях, фермерских хозяйствах, коммерческих организациях и в промышленности.

Мы рассматриваем уникальную разработку человечества, и, конечно, хотелось бы узнать историю. Началось все в далеком 1839 г. Тогда Александр Беккерель открыл возможность преобразования света солнца в электроэнергию. Ученый представил первый прототип современной солнечной батареи. К сожалению, ввиду несовершенства устройство отличалось низким КПД – 1%. Но труды над развитием и совершенствованием идеи продолжились.

В 1873 г. ученый Чарльз Фриттс выявил чувствительность селена к свету. Через четыре года удалось отметить, что вещество под действием лучей солнца вырабатывает электрический ток. Еще через три года создали первый солнечный элемент. Для изготовления применили покрытый золотом селен. Производительность также составила 1%.

Несмотря на малую производительность, Фриттс считал свою разработку эволюционной. Ученый настаивал на том, что энергию солнца целесообразно использовать как способ получения электричества. Фриттс предсказал, что со временем солнечные батареи заменят электростанции.

В 1905 г. А. Эйнштейн объяснил суть фотоэффекта. После обоснованного разъяснения появились надежды на изготовление солнечных батарей с производительностью, значительно превышающей ранее представленные показатели. Но прогресс не оправдал ожиданий.

Первый прорыв в разработках состоялся в 1954 г. Тогда Гордон Пирсон, Дэррил Чапин и Кэл Фуллер изготовили кремниевый солнечный элемент. Производительность составила 4%. Кремний оказался лучше селена по уровню продуктивности. После производительность изделия повысили до 15%. 

Использовать солнечные батареи начали в сельских районах, где были проблемы с инженерными коммуникациями. Сегодня разработка получила масштабное распространение, успешно применяется в развитых странах мира с целью получения дешевой электроэнергии.

Основные термины

Чтобы разбираться в теме было проще, внимательно изучите используемые в данной области термины. Они помогут улучшить понимание материала, упростить выбор оборудования при планировании покупки. К основным терминам отнесем:

• солнечная энергетика – направление альтернативной энергетики, базирующееся на применении лучей солнца для получения энергии;
• солнечная батарея – главный элемент. Это конструкция из последовательно или параллельно соединенных модулей;
• солнечные модули – фотоэлектрические элементы, объединенные в блок;
• фотоэлемент – главный компонент, используемый для создания батарей. Он преобразует энергию фотонов в электрическую;
• монтажная шина – плоский луженый проводник, изготовленный из меди, используемый для соединения фотоэлектрических элементов методом спаивания;
• ПЭТ или полиэтилентерефталатная пленка. Используется для защиты тыльной стороны фотомодуля;
• пикочасы – время, за которое модуль способен принять освещенность, равную 1000 Вт/м²;
• монокристаллический кремний – кремний, производимый методом Чохральского, цилиндрические слитки;
• поликристаллический кремний – кремний, производимый методом направленной кристаллизации, прямоугольные блоки;
• инсоляция – освещенность поверхности. Измеряется в кВтч/м².

Это основные термины, касающиеся рассматриваемых устройств. Частному потребителю пригодится половина наименований, ведь подбором и установкой батарей занимаются мастера, работающие в этой области.

Устройство 

Сама солнечная панель состоит из соединенных между собой фотоэлементов, бывает рамочной и безрамной. Рамы изготавливают из алюминия. В основе модулей, расположенных на металлической основе, лежит два вида кремния, отличающихся физическими свойствами. На этих пластинах располагаются металлические ребра жесткости, сверху – прозрачное стекло. По сути, устройство солнечной батареи не представляет собой слишком сложной для понимания темы.

Одна панель не даст никакого результата без дополнительных комплектующих:

• аккумулятор – накапливает преобразованную фотоэлементами энергию. АКБ необходима для обеспечения постоянного энергоснабжения объекта даже в пасмурную погоду и холодное время года;
• контроллер заряда – распределяет потоки электрической энергии, поддерживает стабильное напряжение на выходе;
• инвертор-преобразователь – преобразовывает постоянный ток, получаемый от установки, в переменный;
• стабилизатор напряжения – поддерживает оптимальные показатели напряжения в системе.

Чтобы солнечные панели работали стабильно и на максимуме возможностей, компоненты системы должны быть подобраны правильно, соответствовать характеристикам друг друга. Поэтому выбор и монтаж рекомендуется доверять лицам, имеющим в этой области немалый опыт.

Виды кристаллов фотоэлементов

Выше мы говорили о том, что кремний бывает монокристаллическим и поликристаллическим. Рассмотрим отличия внимательнее:

• монокристаллические пластины. Отличаются высоким КПД – 20-22% и дороговизной, обусловленной сложностью производственного процесса. Кристаллы имеют форму квадратов со срезанными углами;
• поликристаллические. Кристаллы имеют прямоугольную форму, получаются в результате постепенного охлаждения расплавленного кремния. Простое производство позволяет устанавливать на материал невысокую цену, но КПД 15%.

Этот момент следует учитывать, планируя приобретение солнечной панели.

Принцип работы

Рассматривая принцип работы солнечной батареи, отметим, что в конструкции модулей предусмотрено два типа полупроводников:

• n-слой – с лишними электронами;
• p-слой – с недостаточным количеством электронов.

При попадании лучей солнца на первый слой электроны покидают атомы и перемещаются во второй слой, где для них есть свободные места. Таким образом обеспечивается движение электронов по замкнутому кругу, сформированному фотоэлементами и аккумулятором. Пока идет этот процесс, АКБ набирает заряд.

Виды солнечных батарей

На первом месте по степени распространения и уровню популярности стоят кремниевые моно- и поликристаллические панели. Они характеризуются КПД в пределах 15-20%, доступны по цене, представлены на рынке в широком ассортименте. Если сравнить по эксплуатационным характеристикам, получим следующее:

• монокристаллические: надежнее, работают стабильно, окупаются за 2 года. Более совершенны, но дороже поликристаллических;
• поликристаллические: менее стабильны, проще в производстве, дешевле, окупаются за 3 года. 

Вышеуказанные показатели КПД нельзя назвать пределом совершенства, поэтому разработчики продолжают трудиться над поиском и воплощением в реальность новых решений. Так у кремниевых батарей появился ряд конкурентов.

Тонкопленочные панели представлены тремя видами неорганических пленочных солнечных элементов:

• кремниевые пленки на базе аморфного кремния (a-Si). КПД – 10%. Светопоглощение хорошее, устройства функционируют на прием лучей даже в пасмурную погоду. Эластичны, долговечны; 
• пленки из теллурида кадмия (CdTe). КПД 10-11%. Материал характеризуется хорошим светопоглощением. Есть информация о ядовитости вещества, но исследования показывают, что количество частиц, которое попадает в атмосферу, абсолютно безопасно для человека и окружающей среды; 
• пленки селенида меди-индия-галлия (CuInGaSe2, или CIGS). Производительность – 12-13%. Индий применяют в производстве жидкокристаллических мониторов, поэтому и заменяют часто галлием.

Полимерные солнечные батареи появились на рынке недавно, как альтернатива существующим вариантам. В качестве проводников производители используют полифенилен, фуллерены, фталоцианин меди. Пленка получается тонкой – 100 нм, КПД всего 5%. Но даже при таких показателях полимерные панели пользуются спросом, обладая рядом преимуществ:

• доступная цена;
• исключение выделения вредных веществ;
• широкое распространение.

Для небольших частных домовладений это вполне удобный вариант.

Многослойные, многопереходные или тандемные модели: ячейки включают разные материалы, образующие несколько p-n переходов. Ценятся панели тем, что могут улавливать лучи разного спектра и длины волн. Для получения возможности преобразования всего солнечного спектра используют специальные призмы, разделяющие свет солнца. На рынке такие модели появились сравнительно недавно, до этого использовались исключительно в космосе. После поступления в свободную продажу объемы реализации приятно удивили. Но оправдали ли панели приобретение? Из заявленных показателей КПД для разных конструкций отличается:

• с двухслойными ячейками – 42%;
• с трехслойными – 49%;
• с бесконечным количеством слоев – 68%.

Эти показатели теоретические. Зная, как работает солнечная батарея в теории, исследователи на определенном этапе разочаровались. Практика показала, что средний КПД многопереходных панелей составляет 30%. Исследования проводились при несфокусированном свете солнца. Результат оказался слишком малым, что свидетельствовало о невозможности окупить дорогой производственный процесс. Тогда и начали применять концентраторы для фокусировки света в 500-1000 раз. Концентратор в виде линзы Френеля и параболического зеркала получает свет с площади в 1000 раз больше площади ячейки. КПД увеличивается до 40%.

Самые крупные производители 

Сегодня удается выделить ряд фирм, являющихся крупнейшими производителями и поставщиками солнечных батарей:

• Suntech – китайская компания. Занимается производством солнечных панелей высокого класса качества. Работает с 2001 года. Имеет представительства во многих развитых странах мира. Организация ведет полный цикл производства, начиная с получения кремниевых кристаллов, заканчивая сборкой преобразовывающих конструкций. Производственные мощности находятся в Китае, Японии, Германии, США; 
• Yingli – крупная китайская корпорация, занимающаяся производством фотомодулей. Работает с 1998 года. С 2003 выпускает панели мощностью до 2 МВт. В 2012 и 2013 компания стала лидером по объемам производства в своей области;
• Trina Solar – входит в число лидеров по производству преобразовательных панелей. Главный офис и завод находятся в Китае. Работает компания с 1997 г. Выпускает продукцию, соответствующую национальным и международным стандартам. Кроме Китая заводы фирмы располагаются в Таиланде и Вьетнаме. В 2017 году руководство анонсировало строительство производственных мощностей в Индии, но позже приостановило реализацию проекта; 
• First Solar – американская компания, основанная в 1990 году. Занимается производством панелей и обеспечением профильных заводов специальным оборудованием, предоставляет услуги по обслуживанию производственных мощностей, участвует в переработке исчерпавших ресурс модулей;
• Sharp Solar – подразделение крупной японской корпорации, занимающееся производством панелей не первый год. Продукция отличается качеством, надежностью и продолжительным ресурсом, благодаря чему ценится потребителем.

Это самые популярные производители солнечных батарей. Но полный список специализированных компаний на порядок шире. Это позволяет выбрать товар, идеально соответствующий персональным требованиям.

Преимущества установки солнечных батарей

В завершении рассмотрим главные преимущества батарей, чтобы оценить актуальность приобретения:

• экономия на электроэнергии. Только за этот счет за срок эксплуатации панелей удается сэкономить в 10 раз больше стоимости самих установок;
• возможность использования электроэнергии для отопления дома и подогрева горячей воды;
• независимость от исправности местных инженерных систем.

Выбор конструкций широкий, поэтому вы легко найдете вариант под собственные потребности и пожелания.

Выводы

Мы узнали, из чего состоят и как работают солнечные батареи, рассмотрели КПД разных вариантов конструкций и другие важные особенности. Также получили краткие сведения из истории, свидетельствующие о том, что работа над поиском альтернативных источников электрической энергии ведется не первое столетие, и солнце давно рассматривают как неисчерпаемый ресурс. 

Информации получено достаточно, чтобы оценить оправданность установки таких конструкций, определить основные принципы выбора. Понять, каким производителям отдать предпочтение, тоже не составляет труда.

принцип действия, как устроен прибор

Солнечные батареи — популярный экологически чистый и безопасный источник электроэнергии. В последнее время эта технология нашла широкое распространение, мотивируя людей к переходу на возобновляемую и доступную энергию, направленную впоследствии на питание промышленной и бытовой техники. Чтобы разобраться в сложном процессе, нужно предварительно узнать, как работает солнечная батарея.

Принцип действия

Описываемое устройство уникально тем, что преобразует световую энергию, получаемую от солнечных лучей, в электроток. В основу таких приборов стандартно заложены фотоэлементы в виде фотоэлектрических полупроводниковых преобразователей.

Если рассматривать современные модели батарей, работающих от солнца, они различаются по ряду параметров:

• габариты;
• производимая мощность;
• производитель (стоимость).

Отмечено, что описываемые приспособления часто встречаются в конструкциях, которыми человек ежедневно пользуется, начиная от примитивных калькуляторов и заканчивая масштабными электростанциями солнечного типа.

Стоит детальнее разобраться, как устроена солнечная батарея. Во время сборки фотоэлемента на монокристаллическую пластину из кремния наносится тонкий слой из бора и фосфора. В кремниево-фосфорной прослойке образуются свободные электроны. Полоска же с добавлением бора (анод) представлена отсутствующими электронами. Поступление на фотоэлемент кванта света приводит частицы в движение, они перемещаются между слоями. Передвигающиеся электроны высвобождают некое количество энергии, образуя разность потенциалов. Последняя определяется интенсивностью подаваемого света.

Высвобожденная описанным методом энергия должна выводиться из отдельных многочисленных пластин. Для этого на фотоэлектрических преобразователях созданы металлизированные дорожки. Максимальная мощность батареи напрямую зависит от ее площади. Количество вырабатываемого электричества возрастает пропорционально увеличению численности отельных пластин.

Виды преобразующих панелей

Существует несколько видов батарей, отличающихся конструктивными особенностями, процентным соотношением преобразования солнечного света. Они обладают следующими характеристиками:

1. Панели на основе кремниевых фотоэлементов являются наиболее распространенными, представляют порядка 80% от общего объема создаваемых устройств. Добыча кремния и создание легирующего покрытия является дорогостоящей процедурой, но в настоящее время стоимость таких производственных процессов постепенно уменьшается. Кремний не является редким элементом земной коры. В ближайшем будущем именно батареи, основанные на нем, будут применяться повсюду. Существенный недостаток заключается в небольшом коэффициенте светопоглощения, т. к. кремний относится к непрямозонным полупроводникам. Готовые фотоэлементы в результате имеют увеличенную толщину, а устройство много весит.
2. Отличительная черта панелей тонкопленочного типа — повышенный в сравнении с предыдущим вариантом коэффициент светопреобразования. Фотоэлементы (прямозонные полупроводники) толщиной всего в пару микрон вырабатывают достаточное количество энергии. Масса обозначенных панелей незначительная, они часто устанавливаются на жилых домах, автомобилях. Основное преимущество тонкопленочных батарей заключается в возможности эффективно функционировать даже в пасмурную погоду.
3. Концентраторные модули отличаются самой большой эффективностью (порядка 45%), но их также отличает высокая цена. Конструктивно фотоэлементы представлены одновременно полупроводниками нескольких видов, выстроенных в определенной последовательности. Часто применимая схема представлена дорожкой-полупроводником Ge, верхним слоем GaInP, средним слоем GaAs. Такие пласты расположены особым образом, за счет чего солнечная энергия эффективно усваивается в пасмурную и в ясную погоду. Особенность заключается в сложной сборке концентраторных модулей, требующей максимальной точности.
4. Батареи органического типа находятся в разработке, в продаже их невозможно встретить. Их фотоэлементы работают аналогично фотосинтезу растений. На их поверхность нанесен тончайший слой светочувствительной краски.
5. Фотоэлектрические преобразователи, основанные на монокристаллическом кремнии (эффективность порядка 20%). В этом случае основу фотоэлемента представляет монокристалл из очищенного кремния, выращенный из специального кремниевого сплава. В готовом виде монокристаллы представлены стержнями кубической формы. Далее полученный куб разделяется на пластины не более чем в 180 Мк толщиной. Полученные детали тщательно очищаются, проходят процесс армирования специальным защитным слоем. Поверхность металлизируется, обрабатывается антирефлексивным веществом.
6. Фотоэлектрические панели, работающие на поликристаллическом кремнии (КПД — около 15%). Этот материал добывается при переработке кремниевого остывшего расплава. Процесс образования рабочих стержней продолжительный, т. к. расплав происходит при низкой температуре, но значительно проще в сравнении с формированием монокристаллов.
7. Батареи фотоэлектрического типа на аморфном кремнии (эффективность — 10%). Основной компонент добывается по принципу испарительной фазы, когда пленка из кремния закрепляется на несущем материале, армируется специальным компонентом для обеспечения защиты. Преимущество заключается в производстве панелей масштабных площадей, малой себестоимости. Из отрицательных моментов отмечается незначительный эксплуатационный ресурс, причиной чему служит ускоренная деградация.

Эффективное расположение прибора

Высокая эффективность от эксплуатации батарей на солнечных лучах достигается путем выработки необходимой энергии на протяжении наибольшего количества часов в световой день. Решается поставленная задача посредством правильного расположения описываемых панелей по отношению к траектории солнечных лучей.

Если говорить про распространенное статичное размещение батареи, предполагается ее обращение в восточном направлении с незначительным уклоном. Так солнце на протяжении большей части светового дня будет поступать на фотоэлементы.

 

Удачным считается изменяемое расположение, когда солнечная батарея закрепляется на подвижной конструкции с целью повышения эффективности энергопреобразования. Такое решение предусматривает изменение угла наклона рабочей поверхности в зависимости от расположения солнечных лучей. К такому решению пользователи приходят нечасто, т. к. эксплуатация привода отличается высокой стоимостью.

 

Введение в электросеть

Устройство солнечных батарей заключается в преобразовании энергии солнца в электроток. Однако для его использования в бытовых условиях необходима трансформация еще в переменный ток, поступление непосредственно в рабочую электросеть.

Трансформирование получаемого напряжения возможно только при использовании инвертора. Так, на вход подобного приспособления поступает постоянный ток, а на выходе получается переменный, отличающийся необходимой мощностью, оптимальными частотными характеристиками. Принцип работы солнечной батареи заключается также в скоплении электроэнергии свинцово-кислотными аккумуляторами, которыми комплектуются абсолютно все солнечные батареи.

Солнечные батареи смело можно назвать функциональными приборами будущего. Они позволяют экономить расходы на энергию, добывая ее естественным путем, безопасным для окружающей среды.

Как работает солнечная батарея?

Солнечный свет не только делает возможной жизнь на Земле, он может со временем также стать и поставщиком большого количества электроэнергии, без которой немыслима современная цивилизация. Использование солнечного света может быть не прямым, а в виде подвода энергии к турбинам.

В этом случае комплект зеркал фокусирует солнечную энергию на теплообменник, который испаряет воду или любую другую жидкость, вырабатывая пар для привода обычной турбины, соединенной с генератором. Однако возможно и прямое преобразование солнечного света в электроэнергию, например, при помощи кремниевых солнечных элементов.

Типичный солнечный элемент состоит из шести слоев. Основание (база) одновременно выполняет роль отрицательного полюса элемента; отражающий слой удерживает свет внутри рабочей части элемента, увеличивая его электрическую эффективность; два слоя обогащенного кремния (N-типа и Р-типа) образуют ядро солнечного элемента. Кремний N-типа имеет свободные отрицательные заряды, а кремний Р-типа — несвязанные положительные заряды. При отсутствии освещения эти заряды скапливаются в зоне контакта слоев; когда на элемент падает солнечный свет, заряды расходятся в стороны. Такое перемещение зарядов создает постоянный ток, если солнечный элемент является частью замкнутой цепи. Сверху кремний защищен прозрачной пленкой, на которой размещен металлический контакт положительного полюса.

Как работает солнечный элемент

Солнечный свет, падающий на элемент солнечной батареи, разделяет положительные и отрицательные заряды, которые аккумулируются в зоне контакта между пластинками кремния Р-типа и N-типа. Это разделение создает напряжение, под действием которого при включении элемента в замкнутую цепь в ней начинает течь электрический ток

Секционные солнечные батареи

Солнечные батареи (рисунок над текстом) вырабатывают постоянный ток, который может быть преобразован на электростанции в переменный. Избыточная электроэнергия, выработанная солнечными элементами, может быть запасена в аккумуляторных батареях для последующего использования.

Солнечные батареи в космосе

Для большинства космических спутников солнечные батареи являются основным источником энергии. Эти батареи (рисунок справа) отличаются от тех, что используются на Земле (рисунок слева). Если батареи, установленные вблизи земной поверхности, нуждаются в защите от дождя и пыли, то те, что функционируют в космосе, должны быть защищены от жесткого космического излучения.

Солнечная теплоэлектростанция

Солнечный свет может снабжать теплотой паротурбинную установку, приводящую во вращение генератор. Комплект зеркал фокусирует солнечный свет на башню-концентратор. Результирующий световой пучок настолько интенсивен, что может превращать натрий в пар. Пары натрия используются для превращения воды в пар, который затем приводит во вращение турбину.

Как работают солнечные батареи? Обзор

Последнее обновление 06.07.2021

Поскольку интерес к технологиям накопления энергии растет, полезно понять, как на самом деле работают системы накопления энергии. Знание того, как системы хранения энергии интегрируются с системами солнечных батарей, а также с остальной частью вашего дома или бизнеса, может помочь вам решить, подходит ли вам накопление энергии.

Ниже мы расскажем, как системы хранения энергии работают с солнечной батареей и что это означает для того, что вы можете ожидать от своей системы хранения. Мы также более подробно рассмотрим, что именно происходит внутри вашей батареи, чтобы накапливать эту энергию.

Как батареи работают с солнечными панелями

Чтобы понять, как накопители работают с солнечными панелями, сначала стоит быстро вспомнить, как работают системы солнечных панелей.

Обычно, когда вы устанавливаете солнечные панели, вы устанавливаете «привязанную к сети» систему солнечных панелей с сетевым счетчиком. Это означает, что когда ваши солнечные панели производят больше электроэнергии, чем вам нужно, вы можете экспортировать эту избыточную электроэнергию обратно в сеть и, наоборот, вы можете получать электроэнергию непосредственно из сети, когда вы потребляете больше электроэнергии, чем производят ваши панели. Сетевой счетчик работает, позволяя вам включать счетчик электроэнергии в обратном направлении, когда вы подключаете дополнительную энергию в сеть, и запускать его вперед, когда вы потребляете энергию из сети, при этом коммунальные предприятия выставляют вам счет за использованную электроэнергию в сети.

При использовании накопительной системы «Солнечная энергия плюс», вместо того, чтобы экспортировать излишки солнечной энергии в сеть, вы можете сначала использовать эту электроэнергию для зарядки своей системы накопления энергии. Затем, когда вы используете электричество после захода солнца, вы можете использовать солнечную батарею, а не электрическую сеть.

Что дает система хранения Solar Plus

Когда вы устанавливаете батарею вместе с вашей системой солнечных батарей, у вас будет возможность тянуть ее либо из сети, либо из батареи, когда она заряжена.Это имеет два основных значения:

Батареи обеспечивают резервное питание

Даже если вы все еще будете подключены к сети, вы сможете работать автономно, поскольку объединение солнечных батарей и накопителей создаст небольшой островок энергии в вашем доме. Таким образом, в случае отключения электричества из-за экстремальных погодных условий или отключения электричества вы все равно сможете не выключать свет.

Два замечания по поводу резервного питания. Во-первых, если у вас просто солнечная панель без батареи, у вас не будет электричества в случае отключения электричества, даже если это солнечный день.Это связано с тем, что ваша система солнечных панелей отключится в случае отключения электроэнергии, поэтому она не будет отправлять электричество на линии электропередачи, пока работники коммунальных служб пытаются их починить, что может представлять угрозу безопасности.

Во-вторых, большинство аккумуляторов обеспечивают резервное питание только части, а не всего вашего дома. Если вы также не установите интеллектуальную электрическую панель с вашей батареей (что является отличным способом получить максимальную отдачу от системы хранения), при установке большинства батарей вам потребуется выбрать, какие части вашего дома вы хотите использовать для резервного копирования с помощью батареи, и перетащите эти грузы на панель критической нагрузки.Однако многие батареи могут быть «сложены», то есть вы можете добавлять дополнительные батареи до тех пор, пока не получите желаемую емкость. Таким образом, хотя можно обеспечить резервное копирование всего дома, покупка достаточного количества аккумуляторов для обеспечения такого уровня резервного копирования может оказаться непомерно дорогостоящей.

Батареи могут помочь вам избежать высоких тарифов на коммунальные услуги

Позволяя вам использовать аккумулятор вместо электрической сети, соединение системы хранения с солнечными панелями может помочь вам избежать высоких тарифов на коммунальные услуги.Есть два способа сделать это с помощью батарей. Во-первых, если вы используете время или другой изменяющийся во времени тариф, вы можете потреблять от батареи в то время, когда ваша коммунальная сеть взимает больше за электроэнергию, то есть в часы пик. И, во-вторых, если вы используете тариф со спросом, который более типичен для коммерческих и промышленных компаний, чем для домовладельцев, аккумулятор может помочь вам снизить ежемесячный спрос на него, что является значительным финансовым преимуществом.

Как аккумуляторы накапливают энергию

Теперь, когда вы знаете, как накопители работают с солнечными батареями, вы отлично подготовлены для принятия решения о том, добавлять ли накопители к вашей системе солнечных панелей.Но если вам интересно узнать о том, как аккумуляторы на самом деле накапливают энергию, читайте дальше.

Как работают литий-ионные батареи

Самым распространенным типом аккумуляторной батареи, представленной сегодня на рынке для домашнего накопления энергии, является литий-ионная аккумуляторная батарея. Литий-ионные аккумуляторы питают все виды бытовой техники, от сотовых телефонов до автомобилей, так что это хорошо изученная и безопасная технология.

Литий-ионные батареи

называются так потому, что они работают, перемещая ионы лития через электролит внутри батареи.Поскольку ионы представляют собой частицы, которые приобрели или потеряли электрон, перемещение ионов лития от анода к катоду приводит к появлению свободных электронов, то есть электронов, высвобожденных из атомов лития. Накопление этих свободных электронов — это то, как аккумуляторы в конечном итоге заряжают и накапливают электричество. Когда вы разряжаете электричество, хранящееся в батарее, поток ионов лития меняется на противоположный, что означает, что процесс повторяется: вы можете заряжать и разряжать литий-ионные батареи сотни или даже тысячи раз.

Литий-ионные батареи

, используемые в домашних системах накопления энергии, сочетают в себе несколько литий-ионных аккумуляторных элементов со сложной силовой электроникой, которая контролирует производительность и безопасность всей аккумуляторной системы. Существует несколько различных типов литий-ионных аккумуляторов, в которых используется несколько разный химический состав, что обеспечивает различные характеристики, от улучшенной плотности мощности до более длительного срока службы.

Примечательно, что литий-ионные аккумуляторы — не единственный тип аккумуляторов, используемых в приложениях для хранения энергии дома, на работе или в коммунальном хозяйстве.Другие типы батарей накапливают энергию с помощью аналогичных механизмов, но с совершенно отдельным набором плюсов и минусов.

Найдите подходящую солнечную систему с накоплением на EnergySage

EnergySage — это национальный онлайн-рынок солнечной энергии и хранилища: когда вы регистрируете бесплатную учетную запись, мы связываем вас с компаниями в вашем регионе, которые конкурируют за ваш бизнес, с индивидуальными ценами на солнечную батарею и хранилище, адаптированными к вашим потребностям. Ежегодно в EnergySage приходят более 10 миллионов человек, чтобы узнать о солнечных и домашних батареях, приобрести их и инвестировать в них.Зарегистрируйтесь сегодня, чтобы узнать, сколько вы можете сэкономить.

Как солнечные батареи работают в вашем доме?

Солнечные батареи — неотъемлемая часть энергетической независимости дома. Здесь мы подробно рассмотрим, как именно работают солнечные батареи. В этом примере мы предположим, что батарея работает в паре с солнечной системой, а не просто с отдельной батареей.

Шаг 1: Солнечная энергия

Процесс начинается с солнечной батареи на крыше, производящей энергию. Солнечный свет попадает на панели, которые преобразуют видимый свет в электрический ток.

Электроэнергия постоянного тока, производимая солнечной системой, затем может быть преобразована в мощность переменного тока или сохранена как мощность постоянного тока, в зависимости от того, использует ли система аккумулятор переменного или постоянного тока. Подробнее об этом чуть позже.

Шаг 2: Зарядка аккумулятора

Дом будет иметь первостепенное значение для солнечной энергии.Электроэнергия, производимая панелями, будет напрямую питать главную электрическую панель дома и питать все в доме, от телевизоров и освещения до кондиционирования воздуха и зарядки электромобилей.

Часто солнечные системы могут производить больше энергии, чем требуется дому в данный момент. Представьте себе прекрасный весенний день, когда погода умеренная, поэтому дом не потребляет много электроэнергии, но панели вырабатывают много энергии. В таких условиях мощность солнечной системы может легко превысить потребности дома.

Без батареи эта дополнительная энергия будет возвращаться в сеть через процесс, известный как чистое измерение. Фактически, эта дополнительная мощность будет «вращать счетчик в обратном направлении» и предоставить домовладельцу кредит по счету, который поможет компенсировать мощность, потребляемую из сети, когда система не удовлетворяет все потребности дома (например, ночью).

С батареей, вместо того, чтобы идти в сеть, дополнительное электричество, производимое солнечной системой, поступает в батарею и заряжает ее.Скорость зарядки аккумулятора зависит от количества производимой дополнительной энергии, что само по себе зависит от множества факторов, таких как размер солнечной системы и текущая потребность в электроэнергии в доме.

Шаг 3: Зарядка постоянным током и переменным током

В то время как дома работают от переменного тока (переменного тока), все батареи нуждаются в постоянном токе для зарядки. Вот почему на кабеле вашего ноутбука есть такая большая коробка — он преобразует мощность переменного тока, идущую от стены, в мощность постоянного тока для зарядки аккумулятора ноутбука.

Если все батареи требуют для зарядки постоянного тока, то что же такое батарея переменного тока?

Аккумулятор переменного тока — это аккумулятор, который может принимать входящую мощность переменного тока, и он использует встроенный инвертор для преобразования его в мощность постоянного тока, который затем заряжает аккумулятор. Когда аккумулятор подает электроэнергию в дом, инвертор затем преобразует мощность постоянного тока, поступающую от аккумуляторного блока, обратно в переменный ток, который затем подается в дом.

Большинство современных солнечных батарей, включая Tesla Powerwall, являются батареями переменного тока.Самым большим преимуществом батарей переменного тока является то, что их можно использовать с любой солнечной системой. С ними можно сопрягать любой солнечный инвертор, включая микроинверторы, поскольку они могут принимать выход переменного тока от любой системы. Это делает их очень гибкими и легко модернизируемыми для существующих солнечных систем.

Напротив, батареи постоянного тока, такие как LG Chem, не имеют встроенного инвертора. В результате их необходимо заряжать напрямую от источника постоянного тока. Для этого требуется специальный инвертор, который может передавать мощность постоянного тока, вырабатываемую солнечными панелями, непосредственно в батарею, не преобразуя ее сначала в переменный ток.Когда аккумулятор нуждается в питании дома, мощность постоянного тока от источника питания подается на внешний солнечный инвертор, где она преобразуется в мощность переменного тока, которая затем питает дом.

Самым большим преимуществом батарей постоянного тока является то, что они имеют более высокую эффективность при прохождении цикла приема-передачи. Каждый раз, когда электричество переключается с постоянного тока на переменный (или наоборот), примерно 5% мощности теряется на тепло. Следовательно, чем больше раз вы инвертируете мощность, тем больше энергии вы потеряете. В результате батареи постоянного тока более эффективны, чем батареи переменного тока, поскольку они реже инвертируют мощность.Батареи постоянного тока также обычно дешевле, поскольку в них нет дополнительного инверторного оборудования.

Шаг 4: Разрядка аккумулятора

Теперь, когда аккумулятор заряжен дополнительной солнечной энергией, будь то переменный или постоянный ток, эта накопленная энергия может быть использована в доме позже. Есть две основные причины, по которым домовладелец хотел бы иметь дополнительную энергию, запасенную для дальнейшего использования.

Первая причина заключается в том, что в доме отключено электричество из сети.Как только произойдет отключение электроэнергии, резервный шлюз аккумуляторной системы изолирует дом от сети и активирует аккумулятор, чтобы немедленно обеспечить питание цепей, к которым он подключен. В этом отношении батарея будет работать как обычный генератор, за исключением того, что батареи намного лучше генераторов во всех важных аспектах.

Вторая причина хранить энергию для дальнейшего использования — это воспользоваться тарифными планами по времени использования (TOU) от коммунальных компаний. Многие коммунальные предприятия переводят домовладельцев на тарифы TOU, потому что эти планы более точно отражают изменения оптовых цен на электроэнергию в течение дня.В Калифорнии домовладельцы крупных коммунальных предприятий, принадлежащих инвесторам (PGE, SCE, SDGE), должны перейти на тарифный план TOU при установке солнечных батарей.

Согласно тарифному плану TOU дополнительная энергия, которую панели производят в середине дня, менее ценно, чем мощность, потребляемая из сети в ночное время. В результате использование солнечной батареи может помочь домовладельцам сэкономить больше денег, поскольку они не будут платить за коммунальные услуги в вечернее время. Вы можете узнать больше о ставках TOU и экономии здесь.

Заключение

Это действительно так просто! Солнечные батареи улавливают излишки солнечной энергии и позволяют использовать ее, когда это наиболее выгодно для домовладельца, например, во время отключения электричества или для дополнительной экономии на счетах за электроэнергию.Поговорите с одним из наших консультантов по энергии, чтобы увидеть вашу индивидуальную солнечную и аккумуляторную систему!

Как работают солнечные батареи?

Солнечная батарея — это батарея, которая накапливает энергию солнечной фотоэлектрической системы. Панели системы поглощают энергию солнца и преобразуют ее в электричество, которое затем проходит через инвертор и используется в вашем доме. Батарея — это дополнительный компонент, который может позволить вам накапливать энергию, вырабатываемую панелями, и использовать ее в более позднее время, например, вечером, когда панели больше не производят энергию.

Если у вас нет автономной системы, ваша солнечная фотоэлектрическая система подключена к электросети, что позволяет вашему дому продолжать получать электроэнергию, если ваши панели не производят достаточно энергии для удовлетворения ваших потребностей в энергии. Когда производительность вашей системы превышает потребление энергии, избыточная энергия отправляется обратно в сеть, это процесс, называемый «нетто-учет». Когда это произойдет, вы получите кредит на ваш следующий счет за электроэнергию, который уменьшит вашу сумму платежа.

Но для тех, кто отключен от сети или предпочитает хранить избыточную энергию самостоятельно, а не отправлять ее обратно в сеть, солнечные батареи могут стать отличным дополнением к их солнечной фотоэлектрической системе.

Как работает солнечная батарея?

Как упоминалось ранее, избыточная энергия вашей солнечной фотоэлектрической системы откладывается в батарее. Это означает, что излишки энергии могут храниться в нем и могут быть легко использованы вами на месте, когда ваши солнечные батареи не вырабатывают достаточно электроэнергии.

При выборе типа батареи для хранения энергии учитывайте следующее:

1. Срок службы батареи и гарантия
2. Мощность
3. Глубина разряда (DoD)

Срок службы батареи обычно составляет от пяти до 15 лет, хотя ожидается, что он значительно увеличится, чтобы не отставать от роста солнечных панелей с годами. Гарантия на батареи обычно указывается в годах или циклах, например, sonnenBatterie имеет гарантию 10 лет или 10 000 циклов (в зависимости от того, что наступит раньше).

Мощность — это общее количество электроэнергии, которое может сохранить батарея. Солнечные батареи обычно штабелируются, что означает, что вы можете иметь дома несколько аккумуляторных батарей для увеличения емкости.

DoD измеряет степень использования батареи по отношению к ее общей емкости.Если батарея имеет 100% DoD, это означает, что вы можете использовать полную емкость аккумулятора (например, 2,5 кВтч) для питания вашего дома. Если батарея имеет степень разряда 94%, это означает, что вы можете использовать до 94% емкости батареи (например, для батареи 2,5 кВт-ч вы можете использовать до 2,35 кВт-ч, прежде чем потребуется повторная зарядка батареи).

Общие типы солнечных батарей

1. Литий-ионный

Для обеспечения максимально надежного срока службы и DoD лучшим выбором для домашнего аккумулятора будет литий-ионный аккумулятор.Большинство новых домашних аккумуляторов используют эту технологию, так как они имеют более длительный срок службы и более высокую степень повреждения. Литий-ионные аккумуляторы также более компактны, хотя и дороже свинцово-кислотных аккумуляторов. Примеры литий-ионных батарей включают sonnenBatterie, LG Chem Resu и Tesla Powerwall.

2. Свинцово-кислотный

Свинцово-кислотные аккумуляторы используются в течение десятилетий и являются одними из самых дешевых вариантов домашнего накопления энергии для автономных энергосистем.Недостатком покупки этого типа технологий является то, что они устаревают и имеют более низкую степень разряда по сравнению с другими типами батарей.

Преимущества хранения батарей

Аккумуляторная батарея позволяет вам стать более энергонезависимыми. Батареи максимально увеличивают потребление солнечной энергии, уменьшая количество электроэнергии, которую вам нужно покупать из сети. Они также позволяют вашему дому продолжать использовать солнечную энергию в вечернее время, сохраняя избыточную солнечную энергию, производимую в течение дня, чтобы ее можно было использовать, когда она вам нужна.

В более крупном масштабе батареи могут помочь сбалансировать краткосрочные колебания мощности, управлять пиковым потреблением и действовать в качестве резервного для предотвращения или восстановления после отключения электроэнергии, затрагивающего всю сеть. Установка решений для хранения энергии также влияет на предложение и спрос на возобновляемые источники энергии. Более чистые источники энергии могут быть легче интегрированы в экосистему электричества, когда будут разработаны решения по хранению энергии, и они могут дать нам больше гибкости в производстве и использовании электроэнергии.

Солнечная батарея не обязательно подходит для работы со всеми солнечными фотоэлектрическими системами.Во-первых, вам необходимо убедиться, что ваша система совместима с добавленной к ней батареей, и если вы хотите добавить батарею, чтобы еще больше снизить свои счета за электроэнергию, вам необходимо убедиться, что ваша система производит достаточно избыточной энергии для зарядки аккумулятор после того, как он обеспечит текущую ежедневную потребность в энергии в ваш дом. В противном случае вам может потребоваться увеличить мощность солнечных панелей, чтобы обеспечить необходимую избыточную энергию.

Если вы хотите получить дополнительную информацию о том, подходит ли аккумулятор для вашей ситуации, свяжитесь с нами сегодня.

Что такое солнечная батарея и как она работает?

Если вы изучали способы сделать ваш дом более энергоэффективным, вы, возможно, встречали термин накопление солнечных батарей. Батарея теперь просто необходима, если вы хотите максимально сэкономить на счетах за электроэнергию от солнечных панелей. Но что такое солнечные батареи и как они работают?
Чтобы вы были в курсе всей последней информации, мы составили это краткое руководство.В нем объясняется, что такое бытовые аккумуляторные батареи, как они работают и какие преимущества они могут вам принести.

Что такое бытовые солнечные батареи?

Хранение солнечных батарей — огромный шаг к энергетической независимости. Это дает вам возможность накапливать электроэнергию для использования в вашем доме, когда она вам действительно нужна.
Например, вы можете хранить электроэнергию, вырабатываемую солнечными батареями в течение дня, для использования в ночное время. Если у вас нет аккумулятора, электричество, которое вы не используете в течение дня, будет потрачено впустую — хотя вы можете продать его обратно в сеть через Smart Export Guarantee (SEG).С батареей электричество, которое вы не используете, будет накапливаться в батарее, готовой к использованию вечером, когда ваши солнечные панели не вырабатывают.
Накопитель на солнечной батарее может позволить снизить счета за электроэнергию более чем на 30%. вдобавок к любой экономии, которую вы получаете за счет выработки собственной электроэнергии с помощью солнечных батарей. Это экономия, которую нельзя нюхать!

Как работают солнечные батареи?

Солнечные панели могут вырабатывать электричество только при наличии солнечного света.Таким образом, это создает очевидную проблему, когда темно, а вам все еще нужна энергия для вашего дома.
В этом случае вам обычно нужно покупать электроэнергию у поставщиков энергии. Однако при использовании аккумуляторной системы хранения этой проблемы можно избежать.
Когда ваши солнечные панели вырабатывают электроэнергию, которую вам не нужно использовать сразу, батарея преобразует это электричество постоянного тока в мощность переменного тока и сохраняет его, готовый к использованию позже. По сути, ваши солнечные панели заряжают аккумулятор, когда вам не нужно использовать энергию, которую они производят.
Когда стемнеет и ваши солнечные панели не производят электричество, ваша система будет потреблять энергию, накопленную вами ранее, из батареи, чтобы вы могли их использовать. Это означает, что будут времена, когда ваш дом будет полностью независимым, он вообще не будет полагаться на National Grid и, следовательно, не будет платить ни копейки. Вот быстрое и простое объяснение того, как работает система хранения аккумуляторов SolaX X-Hybrid, которую Forever Green Energy может установить для вас:

Летом вы можете обнаружить, что ваша батарея полностью заряжена.В этом случае вы можете отправить любую избыточную электроэнергию, вырабатываемую вашей солнечной панелью, обратно в сеть и получить за это оплату через SEG. Когда ваша батарея разряжена, вы будете использовать электричество из сети.
Пока у вас есть солнечные панели и аккумуляторная система, которые работают в идеальной гармонии, этот цикл будет продолжаться многие годы, и вам не нужно будет обращать на него внимание.

Преимущества хранения солнечных батарей

Люди все время предпочитают иметь солнечную батарею вместе со своими солнечными панелями, а те, кто не установил ее вместе с панелями, получают их дооснащение.На это есть серьезная причина; наличие солнечных батарей в вашем доме дает множество преимуществ:

1. Используйте больше электричества, которое вы уже производите.

Вы получите максимальную отдачу от своих солнечных панелей, используя 100% электроэнергии, которую они вырабатывают, вместо того, чтобы отправлять его обратно в сетку. Энергия, которую вы не используете в течение дня, будет храниться в аккумуляторе, готовом к использованию в нерабочие часы. Если ваша потребность в электроэнергии не превышает запаса, который имеет батарея, вы можете работать от возобновляемых источников энергии круглосуточно.

2. Сократите счета за электроэнергию

Вы значительно снизите свои затраты на электроэнергию, установив солнечную батарею. Если вы работаете днем, вы будете использовать большую часть электроэнергии по вечерам, когда вернетесь домой. Но в настоящее время ваши солнечные панели не будут вырабатывать электричество, поэтому, если у вас нет батареи, вы будете полагаться на сеть, чтобы обеспечить вас энергией.
Благодаря аккумулятору вы будете заряжать аккумулятор в непиковые часы и разряжать его в часы пик, что означает, что вы не будете платить за электроэнергию своей энергетической компанией.
Plus, вводятся повременные тарифы на электроэнергию. Это означает, что вы можете запасать электроэнергию, пока она дешевая, обычно на ночь, чтобы использовать ее в часы пик. Следите за поставщиками энергии, поскольку они начинают предлагать эти тарифы — в настоящее время Octopus Energy — единственная, кто их предлагает.

3. Зарабатывайте дополнительные деньги на своей энергетической компании

Если ваша энергетическая компания разрешает чистые измерения, вы можете зарабатывать деньги, продавая энергию, хранящуюся в вашей солнечной батарее, обратно в сеть, когда цены на электроэнергию высоки.Если вам самому не нужно электричество, это отличный способ заработать немного денег.
Вы также можете заработать дополнительные деньги, разрешив определенным фирмам использовать вашу батарею для хранения избытка электроэнергии в сети.
Это два прибыльных варианта, но убедитесь, что вы взвесили, лучше ли вам хранить и использовать собственное электричество, прежде чем продавать его каким-либо энергетическим компаниям.

4. Будьте независимы от энергосистемы и сократите выбросы углекислого газа.

Положите конец своей зависимости от национальной энергосистемы и станьте на 100% энергонезависимым с помощью аккумуляторной системы хранения.С солнечными батареями и батареями вы можете сократить выбросы углекислого газа на 1,6 тонны углекислого газа, но, возможно, и больше.

Когда мне следует устанавливать солнечную батарею?

Кажется очевидным выбор использовать аккумулятор, если у вас уже есть солнечные батареи. К счастью, если у вас уже есть солнечные батареи, довольно легко добавить батарею к вашей установке.
Тем не менее, идеально установить солнечную батарею одновременно с вашими солнечными панелями, потому что вы получите лучшую цену — в Forever Green Energy мы предоставим вам конкурентоспособное предложение для установки солнечных панелей и батареи по адресу в то же время.

Какую систему хранения на солнечных батареях выбрать?

Поскольку все больше и больше компаний производят солнечные батареи, у вас есть достаточно широкий выбор и гибкость в отношении цен и системы, которую вы выбираете.
У нас есть два лучших выбора в области солнечных батарей — Tesla Powerwall и SolaX Triple Power. Доступны и другие варианты, но мы думаем, что это два надежных варианта. Вот краткий обзор их сравнения:

Тип солнечной батареи	Размер (см)	Вес (кг)	Емкость (кВтч)	Гарантия (лет)	Основные характеристики
SolaX Triple Power	33 x 45 x 11	26 или 44	5.8, но с возможностью масштабирования до 23,2	10	Контролируйте свою систему с помощью телефона и решайте, какие устройства использовать
Tesla Powerwall	74 x 111 x 14	125	13,5	10	Монитор система с использованием приложения Tesla

Если вы хотите узнать цену на новую солнечную батарею или полную установку солнечных панелей с системой хранения, мы можем помочь. Введите свои данные ниже, и мы свяжемся с вами в течение 24 часов, но обычно гораздо раньше.

Как работает накопитель на солнечных батареях?

Для работы простой солнечной системы, подключенной к сети, батареи не нужны.

Если задуматься — он на самом деле использует сетку как бесконечно большую батарею. Если солнечные панели на вашей крыше производят больше энергии, чем требуется вашему дому, то избыток уходит в сеть:

Моя домашняя солнечная энергетическая система экспортирует излишки солнечной энергии в сеть (снимок экрана из приложения мониторинга Tesla)

Позже, если ваши панели не могут производить достаточно электроэнергии, энергия берется из сети, чтобы компенсировать разницу:

Моя домашняя солнечная энергетическая система импортирует электроэнергию из сети, потому что я не вырабатываю достаточно солнечной энергии.

Три причины, по которым вы можете захотеть добавить батареи в солнечную систему, подключенную к сети

Причина для добавления батареи # 1) Вы не хотите экспортировать всю свою избыточную солнечную энергию — вместо этого вы хотите хранить ее в батарее:

Если вы добавите аккумулятор, вы можете зарядить его излишками солнечной энергии.

Сохранение избыточной солнечной энергии в батарее для последующего использования имеет интуитивный смысл. Но на момент написания (март 2020 г.) для большинства австралийцев это не имело смысла с экономической точки зрения.Это связано с тем, что несубсидируемые батареи по-прежнему очень дороги, а платежи, которые вы получаете за простой экспорт в сеть, на самом деле довольно щедры везде, кроме WA, TAS и регионального QLD. Чтобы узнать, сколько (или как мало) сэкономит вам батарея, вы можете использовать наш калькулятор солнечных батарей и батарей. Уникально то, что он показывает вам экономию солнечной энергии и батареи отдельно для полной прозрачности (все другие солнечные калькуляторы, которые я видел, сводят экономию солнечной энергии и батареи вместе).

Причина для добавления батареи # 2) Вы хотите иметь резервное питание , доступное на случай отказа сети.

Обычная солнечная энергосистема не может обеспечить электричеством ваш дом, когда сеть выходит из строя, потому что, как мы только что видели, от сети требуется либо:

а) поглощают излишки солнечной энергии или

б) недостаточно солнечной пополнения.

Но хорошая система аккумуляторов позволит вам обеспечить электричеством часть или весь ваш дом, если сеть выйдет из строя.

Причина для добавления батареи # 3) Вы хотите побаловать себя хитрым арбитражем за электроэнергию (если вы используете тариф по времени использования).

например заряжайте аккумулятор дешевым электричеством в непиковое время и используйте его в часы пик.

Прекрасно звучит в теории, не правда ли? К сожалению, я подсчитал, что делать это с розничными ценами на электроэнергию просто не имеет экономического смысла, поэтому я не буду тратить ваше время на это.

Предупреждение: Вариант 1 (батареи для хранения солнечной энергии для использования, когда солнце не светит) и Вариант 2 (батареи для использования при отключении сети) неразделимы.Некоторые аккумуляторные системы не поддерживают резервное копирование при отключении сети. Так что, если резервное копирование важно для вас, попросите об этом вашего установщика и обсудите, какие схемы в вашем доме необходимо резервировать.

Почему не все аккумуляторные системы предлагают резервное копирование? Поскольку отсутствие резервной копии делает систему дешевле и быстрее в установке.

Остальная часть этой статьи объяснит, почему аккумуляторные системы с резервным питанием отличаются и стоят дороже, чем системы без резервного питания.

Вещи начнут становиться немного странными, поэтому, если вы просто хотите узнать больше о батареях в целом, зайдите на мою домашнюю страницу о солнечных батареях.Он содержит хорошую сводную информацию и ссылки на все, что, я думаю, вам нужно знать.

Приступим!

Солнечная аккумуляторная система без резервного питания (также известна как гибридная солнечная батарея без резервного питания)

Это самый простой и дешевый тип солнечной системы плюс накопитель. В электрическом отношении он обращается с аккумуляторной батареей как с другой панелью солнечных батарей. Таким образом, аккумуляторная батарея подключается прямо к резервному входу вашего солнечного инвертора.

Все, что требуется для этой интеграции аккумулятора:

a) Аккумулятор с высоковольтным выходом постоянного тока и встроенным зарядным устройством.

b) Отдельный инвертор батареи или гибридный инвертор солнечной батареи + батареи. Оба варианта потребуют взаимодействия с системой управления аккумулятором (BMS), чтобы аккумулятор не перезарядился.

c) Способ узнать, сколько электроэнергии дом в настоящее время импортирует или экспортирует — чтобы батарея знала, когда подходит время для зарядки (например, когда есть лишняя солнечная энергия), и когда это хорошее время для разрядки. (т.е. когда не хватает солнечной энергии для питания нома).

Как видите, это должно обеспечить относительно быструю, дешевую и легкую установку.

Система хранения на солнечных батареях с резервным копированием (также известна как гибридная солнечная батарея с резервным питанием)

Этот тип системы дороже. Я расскажу, как они работают, чтобы вы поняли, почему это так.

Есть 2 основных способа снять шкуру с этой кошки: связь по переменному току и связь по постоянному току.

Системы

, связанные по переменному току, используют 230 В переменного тока для зарядки аккумуляторов. Это наиболее распространенный способ переоборудования батарей в существующую солнечную систему, потому что все солнечные инверторы имеют выходное напряжение 230 В (включая микроинверторы).

Система, связанная по переменному току, обычно имеет 2 инвертора, существующий солнечный инвертор и инвертор батареи). Инверторное зарядное устройство контролирует зарядку и разрядку аккумулятора. Он также контролирует подключение к сети, и в случае сбоя в электросети он почти мгновенно переключается на питание от батареи (+ солнечной батареи), поэтому ваш свет не гаснет. Аккумуляторный инвертор может быть отдельным ящиком или может быть включен в аккумуляторный ящик — последний известен как система «все-в-одном».

Помимо дополнительного инвертора, вам может потребоваться перемонтировать распределительный щит, чтобы отделить «важные цепи» от «второстепенных цепей».

Типичный австралийский дом может потреблять много энергии. Если ваш кондиционер работает, ваша духовка включена, и кто-то ставит чайник, чтобы выпить хорошую чашку чая, пиковая мощность может легко составить 7-8 кВт. Это мгновенно приведет к перегрузке всех аккумуляторных батарей, кроме самых больших и дорогих. Например, Tesla Powerwall рассчитана на пиковую мощность 7 кВт, но только 5 кВт в непрерывном режиме. Даже если он не перегружается, вы быстро разрядите аккумулятор.

По этой причине системы резервного питания от батарей обычно не пытаются обеспечить резервное копирование всего дома.Наиболее важные приборы, такие как холодильник и свет, как правило, подключаются к отдельной «основной цепи», а все, что вы можете прожить, не остается в «второстепенной» цепи.

Это снижает стоимость аккумуляторной батареи и позволяет вашему дому работать намного дольше без сети.

Это блок-схема, показывающая, как все это работает:

Если ваш дом может потреблять больше энергии, чем может обеспечить ваша батарея, тогда у вас должны быть основные и второстепенные электрические цепи.Основные цепи отключаются, когда система изолируется от сети. Основные цепи остаются поддержанными вашей солнечной энергосистемой и батареей.

Как видите, это сложнее, чем дизайн без резервной копии. Вот дополнительные расходы:

1) Специальный аккумуляторный инвертор, который безопасно переключается на солнечные батареи и батареи, если сеть выходит из строя (или универсальная аккумуляторная система, которая дороже, чем другие решения для хранения).

2) Модификация электропроводки распределительного щита для обеспечения резервной «существенной нагрузки переменного тока» и нерезервированной цепи «несущественной нагрузки переменного тока».Часто основные нагрузки полностью подключаются к новому распределительному щиту.

3) Достаточно аккумуляторов, чтобы справиться как с пиковой мощностью , , , выбранных вами нагрузок, так и с достаточным количеством энергии накопителя для работы без сети столько, сколько вы укажете. Типичный австралийский дом потребляет около 20 кВт / ч электроэнергии в день, поэтому им, вероятно, потребуется как минимум 7 кВт / ч для хранения, чтобы прослужить им при отключении электроэнергии более чем на несколько часов. Установка литий-ионного накопителя на 7 кВтч обойдется примерно в 7-8 тысяч долларов, если вы не получите скидку на аккумулятор.

Техническое примечание: Представьте себе систему на схеме выше, работающую без сети (т.е. переключатель разомкнут). Что происходит, когда батареи полностью заряжены и солнечная энергия вырабатывает больше электроэнергии, чем нужно дому? Куда уходит избыточное солнечное электричество? Ей некуда деваться. Системы солнечных батарей решают эту проблему одним из двух способов:

1) Полностью отключите солнечные панели при отключении сети.

2) Дросселируйте солнечные панели, чтобы выработать не больше энергии, чем можно использовать.

Некоторые системы выбирают вариант 1. Проблема в том, что солнечные панели не могут заряжать батареи, когда сеть отключена. Таким образом, ваши батареи не будут перезаряжаться при отключении электроэнергии и могут разрядиться до восстановления электросети. Не покупайте аккумуляторную систему, которая делает это.

Лучшие системы выбирают дросселирование солнечной энергии. Они могут сделать это одним из двух способов.

a) Они могут поговорить с солнечным инвертором и вежливо спросить.Для этого аккумуляторный инвертор должен быть совместим с солнечным инвертором. Примером может служить солнечный инвертор Fronius и аккумуляторный инвертор Selectronic.

b) Аккумуляторный инвертор может сместить частоту 230 В переменного тока настолько, чтобы при необходимости отключить солнечный инвертор. Все солнечные инверторы запрограммированы на отключение при определенной частоте — так что это работает для любого солнечного инвертора. Примером этого является Tesla Powerwall.

И последнее — давайте поговорим о слоне в комнате.А именно — если вы собираетесь покупать батареи, зачем все эти разговоры о подключении к сети? Почему бы просто не отключиться от сети? Читай дальше.

>> Далее: Следует ли использовать батареи, чтобы отключиться от сети? >>

Урок 1: Как работают системы хранения солнечной энергии

Солнечная система, работающая вместе с батареями, может предложить владельцу системы гораздо больше функциональных возможностей, чем солнечная система, работающая без такой дополнительной энергии.Система с батареями может полностью обеспечивать электроэнергией средний дом в течение нескольких часов, если этот дом подключен к электросети. В случае отключения электроэнергии батареи могут круглосуточно обеспечивать питание выбранных цепей в доме, потому что днем ​​они заряжаются от солнечных батарей. Магия всей этой дополнительной функциональности осуществляется инвертором системы. В этой статье будут рассмотрены функции, предлагаемые инверторами, работающими с домашними батареями LG Chem RESU 400 Volt.

Обзор работы систем хранения солнечной энергии.

Солнечная система, привязанная к сети, обычно предназначена для производства такой же или большей энергии, как требуется дому. Без батарей вся энергия, не используемая в доме, когда светит солнце, отправляется в сеть. С домашними батареями часть энергии, которая была бы отправлена ​​в сеть, улавливается и сохраняется для дальнейшего использования. Эту накопленную мощность можно затем использовать для электроснабжения дома, когда электросеть недоступна или дорога.

Четыре основные части системы хранения солнечной энергии

Система накопления солнечной энергии состоит из четырех основных частей:

1. Панели солнечных батарей — Обеспечивают электричеством систему при достаточном солнечном свете.
2. Контроллеры заряда солнечных батарей — Управляют мощностью, поступающей в батареи, и предотвращают обратный ток, который истощает батареи, когда солнце не светит.
3. Инвертор — Преобразует мощность постоянного тока от солнечных панелей или батарей в мощность переменного тока для дома или электросети.
4. Батареи — Сохраняет энергию постоянного тока от солнечных панелей для последующего использования в домашних условиях.

Разбивка того, как каждая часть системы работает в течение дня

Контроллер заряда будет заряжать аккумуляторы, когда их достаточно для зарядки.Любая дополнительная мощность, произведенная солнечными панелями, будет отправлена ​​на инвертор. Когда батареи полностью заряжены, контроллер заряда отключит заряд, идущий к батареям, за исключением небольшого плавающего заряда, предназначенного для того, чтобы батареи оставались полностью заряженными.

Контроллер заряда и АКБ

При достаточном количестве солнечного света солнечные панели обеспечивают электричеством систему. Электроэнергия, подаваемая на солнечные контроллеры заряда от солнечных панелей, будет использоваться для подзарядки батарей.Величина напряжения, известная как номинальное напряжение, необходимое для зарядки аккумуляторов, увеличивается по мере заряда аккумуляторов. В результате контроллер заряда будет увеличивать свое выходное напряжение по мере повышения уровня заряда аккумуляторов. Когда аккумуляторы полностью заряжены, контроллер заряда поддерживает непрерывный заряд, чтобы аккумуляторы оставались полностью заряженными.

Когда солнце не светит, контроллер заряда блокирует ток от батарей к солнечным панелям.Это предотвращает разряд батарей в солнечные панели.

Процесс зарядки аккумулятора

Для простоты представьте, что мы заряжаем 12-вольтовый аккумулятор. 12-вольтовая солнечная панель используется для зарядки 12-вольтовой батареи. Но эта солнечная панель на самом деле будет иметь выходное напряжение, близкое к 18 В (максимальное напряжение) [мощность], когда есть нагрузка, представленная батареями. Это связано с тем, что батареям требуется источник более высокого напряжения, чтобы принимать заряд. Если бы контроллер заряда подавал только номинальный заряд аккумулятора, аккумулятор не заряжался.

Инвертор, домашний счетчик и сеть

Электроэнергия, которая не используется для зарядки аккумуляторов, передается на инвертор. Инвертор преобразует мощность постоянного тока от солнечных панелей или батарей в мощность переменного тока. Электроэнергия, потребляемая солнечными панелями, будет либо потребляться в доме, либо отправляться в сеть.

Если количество электроэнергии, производимой системой, меньше количества электроэнергии, необходимой дому, то часть или вся мощность, производимая системой, будет использоваться в доме.Счетчик дома будет вращаться вперед, и коммунальная компания будет платить домовладельцу за использованную электроэнергию.

Если количество энергии, производимой системой, превышает количество энергии, используемой в доме и для зарядки аккумуляторов, то избыточная мощность отправляется в сеть.

Разбивка как работает система ночью

Когда солнце садится, система может потреблять энергию от батарей, если система настроена для этого. Это часто имеет место, если в доме выставляется счет за электроэнергию с использованием биллинга по времени использования (TOU).В Калифорнии все три основных коммунальных предприятия взимают максимальные ставки TOU с 16:00 до 21:00. Домашние аккумуляторы имеют размер (емкость заряда), чтобы обеспечить полное питание дома в течение 6 часов. На следующий день аккумуляторы заряжаются от солнечных батарей.

Контроллер заряда и аккумуляторы

Днем, когда выходная мощность солнечных панелей снижается, контроллер заряда изолирует батарею от солнечных батарей, чтобы предотвратить разряд батарей на панели.Если требуется плавающий заряд, он будет поступать от электросети.

Электропитание дома от батареек

При желании контроллер заряда подаст питание в дом от аккумуляторов. Батареи будут обеспечивать непрерывное питание до номинального уровня разряда или до тех пор, пока они не будут отключены контроллером заряда. Чтобы предотвратить чрезмерную разрядку, контроллер заряда отключит батареи, если они достигнут максимальной глубины разряда. Большинство литий-ионных аккумуляторов достигают этого уровня, когда напряжение, создаваемое элементами аккумулятора, падает до 3.0 В на ячейку. Если заряд аккумуляторов израсходован, дом автоматически переключается на электросеть.

Как работает система накопления солнечной энергии при отключениях электроэнергии

При отключении электроэнергии система изолируется от сети, чтобы предотвратить электрический разряд в сеть в то время, когда линии электропередач могут находиться на ремонте или повреждены. В течение дня солнечные батареи будут заряжать батареи. Во время зарядки аккумуляторов инвертор системы имеет специальную схему, которая позволяет потреблять энергию от солнечных панелей для питания выбранных цепей.Доступной мощности обычно недостаточно для полного питания дома.

Доступная мощность зависит от инвертора

Количество энергии, доступной от системы хранения солнечной энергии, зависит от типа используемого инвертора. Высококачественные инверторы подключаются непосредственно к домашним цепям, которые предназначены для получения питания во время отключений электроэнергии. Некоторые инверторы малой мощности просто предлагают розетки, к которым вы можете подключить удлинитель.

Как рассчитать размер батарей в системе хранения солнечной энергии

Как правило, лучше иметь аккумулятор большей емкости, чем необходимо для удовлетворения домашних потребностей в электроэнергии.Чем быстрее вы разряжаете батареи, тем быстрее они изнашиваются. Если у вас достаточно емкости батареи, так что при регулярном использовании батарея разряжается только на 30-50% емкости батареи, это помогает продлить срок службы батареи и дает домовладельцу запас питания на случай чрезвычайной ситуации, если он ему понадобится.

Батарейки в Freedom Forever

Freedom Forever оснащен аккумулятором LG Chem Cell. Версия LG Chem Cell, доступная в США, — 9,8-киловатт-час RESU 10H (9.3 киловатт-часа). Он имеет емкость 108 ампер-часов и рассчитан на 400 вольт. Две батареи RESU-10H могут быть объединены в сумме 19,6 киловатт-часов. Батарея способна непрерывно выдавать 5 киловатт или 3,5 киловатт.

Какая емкость аккумулятора требуется?

Чтобы узнать, на сколько хватит заряда аккумулятора, вам нужно знать, сколько энергии потребителю требуется от аккумулятора. Для подключенной к сети системы вы можете использовать счет за электроэнергию клиента, чтобы оценить его потребности в электроэнергии.Если клиенту необходимо обеспечить свой дом энергией от батареи во время высокой пиковой нагрузки, вы должны оценить его потребности на основе его почасового потребления энергии (если доступно), указанного в его счете за коммунальные услуги.

План для глубины разгрузки 50%

Глубина разряда — это количество потребляемой емкости батареи по отношению к общей емкости батареи до того, как эта батарея будет заряжена. Система, рассчитанная на использование аккумуляторов до 50% глубины их разряда, помогает обеспечить длительный срок службы аккумуляторов и предоставляет покупателю подушку питания на случай, если ему потребуется дополнительная мощность.Например:

Использование электричества с 16:00 до 21:00

• 4 вечера — 5 вечера = 1 кВтч
• 5 вечера — 6 вечера = 0,5 кВтч
• 6 вечера — 7 вечера = 3 кВтч
• 7 вечера — 8 вечера = 2 кВтч
• 20:00 — 21:00 = 1 кВтч

Общая потребность = 7,5 кВтч

Таким образом, идеальный размер батареи для этого примера будет 15 кВтч. Это оставит заказчику резервный резерв 7,5 кВтч. Большинство клиентов не будут использовать столько энергии, как показано в приведенном выше примере.Таким образом, одна камера LG Chem Cell RESU 10H в большинстве случаев обеспечит достаточную емкость.

Мощность, доступная во время отключения электроэнергии, зависит от системного инвертора

Количество энергии, доступной от системы во время отключения электроэнергии, зависит от инвертора. Для LG Chem Cell RESU 10H доступно несколько различных инверторов. Вам нужно будет выяснить, какие цепи домовладелец хочет запитать во время отключения электроэнергии, и подобрать инвертор, который вы будете использовать в системе, в соответствии с их потребностями.

Импульсная мощность

Для таких устройств, как холодильники и кондиционеры, требуется скачок напряжения при запуске. Количество скачков напряжения, которое система может выдать при отключении электроэнергии, зависит от инвертора. Таким образом, вы должны оценить бытовые приборы, которые заказчик хочет включить в случае отключения электроэнергии, и выбрать инвертор, который сможет поставить.

Гибридные инверторы

, которые работают с LG Chem Cell RESU 10H

Гибридный инвертор объединяет инвертор и контроллер заряда в одно устройство.Для сетевых систем хранения солнечной энергии гибридные инверторы могут быть идеальным решением.

Инвертор	Непрерывный, кВт	Скачок, кВт	Резервный кВт
Solax Hybrid 48 V	3-56 9027 9027 9027 9027 9027 9027	5	5	3,2
Goodwe SE	4.2 — 5,4	6,8	3,6 — 4,6

Системы хранения солнечной энергии могут удовлетворить потребность в энергетической надежности

Запланированные и внеплановые отключения электроэнергии, а также высокие тарифы на электроэнергию в пиковое время создают неопределенное будущее энергетики. Но правильно подобранная система хранения солнечной энергии может устранить эту неуверенность в энергетическом будущем клиента. Понимание того, как работают эти системы и как их определять, важно, если вы хотите эффективно удовлетворять потребности своих клиентов в энергии сейчас и в будущем.

Хотите перейти на солнечную батарею с батареями или обновить существующую систему? Позвоните нам по телефону 800-685-1850 или нажмите ниже, чтобы начать.

Заявление об ограничении ответственности

Не все дома и солнечные системы одинаковы. Обратитесь к своему независимому официальному дилеру, который поможет найти лучшее солнечное решение для ваших конкретных обстоятельств.

Цифры, упомянутые выше, предназначены только для иллюстративных целей и не являются исчерпывающими.

Как работают системы резервного питания от солнечных батарей

Создание собственного электричества с помощью солнца — это очень полезный опыт. Есть много душевного спокойствия, когда вы можете расслабиться в выходной день, взглянуть на свои солнечные батареи и успокоиться, зная, что ваш блендер для коктейлей не стоит вам ни копейки в середине дня.

А что насчет ночи, когда не светит солнце? Если у вас нет накопителя энергии, вы будете получать электроэнергию из сети или просто не использовать ее.

Системы хранения

могут дополнительно обеспечивать резервное питание критически важных домашних нагрузок во время отключений электроэнергии. В сочетании с системами солнечных панелей решения для хранения солнечных батарей позволяют вам воспользоваться преимуществами возобновляемой энергии и применить их к вашим домашним потребностям во время перебоев в подаче электроэнергии.

В этой статье мы покажем вам, как солнечная батарея работает в течение обычного дня. Мы также предоставляем обзор оборудования, необходимого для работы системы резервного питания от солнечных батарей, и обсуждаем различия между подключенными к сети и автономными системами.

Попутно мы объясним, как вы можете сэкономить еще больше с аккумулятором, если ваше коммунальное предприятие использует тарифный план с учетом времени использования (TOU). Поехали!

На этой странице:

Зарядка и разрядка аккумулятора в течение обычного дня

В следующих примерах мы покажем вам, как типичная система хранения на солнечных батареях работает в течение дня.

Короче говоря, система «солнечная энергия плюс накопление» удерживает избыточную солнечную энергию, генерируемую в середине дня вашей фотоэлектрической системой, на месте, чтобы ее можно было использовать в дальнейшем в вашем доме.

утро

Рано утром вы не генерируете солнечную электроэнергию, потому что солнце еще не взошло.

В зависимости от размера вашей батареи и домашнего использования вы можете потреблять электроэнергию из сети и батареи одновременно. Если вы живете в районе с более низкими тарифами на электроэнергию в непиковые часы, вы можете запрограммировать солнечную батарею на зарядку в это время, чтобы сэкономить деньги.

Обычно потребление энергии увеличивается по мере прохождения утренних часов: принимают душ, используют тостеры и сушат волосы.Поскольку солнце все еще находится низко в небе, вы не собираетесь вырабатывать много электроэнергии с помощью своих солнечных батарей. Дефицит может быть восполнен за счет мощности сети.

Полдень

Середина дня — это когда ваши солнечные батареи зарабатывают. Солнечная энергия высока, а потребление электроэнергии в домашних условиях обычно намного ниже, поскольку люди, как правило, находятся вне своих домов (до тех пор, пока не будет пандемии, с которой придется бороться).

В это время суток ваша домашняя солнечная батарея может полностью разрядиться и зарядиться для использования вечером.Вы также можете не отправлять деньги в коммунальную компанию, поскольку в тарифных планах по времени использования электричество обычно становится дороже с середины дня.

Вечер

По мере того, как вечером солнце начинает приближаться к горизонту, производство солнечной энергии падает. Это как раз в то время, когда потребление электроэнергии в доме начинает расти.

Если ваша коммунальная компания использует структуру выставления счетов по времени использования (TOU), ваши цены на электроэнергию будут самыми высокими в это время.

Наличие резервной аккумуляторной системы здесь очень полезно, поскольку солнечная энергия, которую вы накопили в полдень в своей батарее, теперь может использоваться в вашем доме для удовлетворения ваших более высоких вечерних потребностей. Это может сэкономить вам много денег, используя собственный аккумулятор, вместо того, чтобы платить за дорогостоящую электроэнергию.

Ночь

Если вы не сова, ваши потребности в энергии в это время упадут. В зависимости от размера аккумулятора и режима использования вы будете использовать питание от сети, аккумулятора или комбинацию обоих источников.

Если ваши тарифы на электроэнергию действительно низкие посреди ночи, вы можете настроить аккумулятор на зарядку прямо сейчас, а утром использовать заряд аккумулятора в вашем доме.

Обзор необходимого оборудования для домашнего хранения аккумуляторов

Чтобы ваша домашняя система резервного питания от батареи работала, вам понадобится несколько дополнительных компонентов.

В их числе:

• Контроллер заряда
• Сама аккумуляторная батарея
• Гибридный инвертор (также называемый двусторонним аккумуляторным инвертором)

Некоторые гибридные инверторы содержат внутри устройства контроллер заряда.

Ваши солнечные панели вырабатывают электричество постоянного тока (DC). Это другой вид электричества, который используют ваши бытовые приборы. Они используют переменный ток (AC), и инвертор необходим для преобразования постоянного тока в переменный или наоборот.

В системе резервного питания от домашних аккумуляторов в первую очередь электричество постоянного тока от солнечных панелей будет направлено на специальный маленький гаджет, называемый контроллером заряда. Контроллер заряда определяет, сколько электроэнергии должно поступать в аккумулятор.

Если ваши солнечные панели вырабатывают слишком много электричества для аккумулятора, контроллер заряда вместо этого направит дополнительную энергию в ваш инвертор. Это хорошо, потому что вы можете сократить срок службы аккумулятора, перезарядив его.

Гибридные инверторы

имеют встроенный контроллер заряда. Гибридный инвертор достаточно умен, чтобы распознать, когда потреблять электричество от батареи, если он обнаруживает падение мощности в сети. Он также знает, когда отключить электричество от электросети, чтобы зарядить аккумулятор, если он не заряжен, а солнце плохо справляется с выработкой электричества через ваши панели.

Гибридный инвертор может либо направлять питание к вашей батарее в зависимости от его программирования для условий времени дня, либо к вашей главной панели управления.

Когда сеть отключена, некоторые модели могут передавать питание от панелей к батарее, которая может быть подключена к панели схемы критической нагрузки. Таким образом, вы все еще можете запитать необходимые розетки в вашем доме, когда электричество отключено.

Подключение к сети и автономные солнечные батареи

Есть некоторые отличия, которые необходимо учитывать, если вы хотите развернуть систему резервного питания от солнечных батарей вне сети, по сравнению с подключением к сети.

Хорошо спроектированные автономные системы должны быть в состоянии хранить достаточно электроэнергии в течение двух-трех дней без солнечного света в самые холодные времена года.

Таким образом, вам понадобится аккумулятор гораздо большей емкости и больше солнечных панелей для их зарядки. Это делает автономные системы резервного питания от батарей намного дороже, чем солнечные системы, подключенные к сети.

Если вы не находитесь в очень удаленном районе и возможность использовать накопленную энергию не стоит того, дополнительные расходы на резервное питание от батареи могут быть непомерно высокими.

Последние мысли о солнечных батареях

Если вы ищете еще большую энергетическую независимость и устойчивость в случае выхода из строя сети, системы резервного питания от солнечных батарей станут элегантным решением. Солнечные энергетические системы в сочетании с батареями — это брак, заключенный на небесах.

Эти мощные системы могут интеллектуально переключаться между использованием солнечной энергии, аккумуляторов и электросети. Солнечные батареи позволяют избежать использования электроэнергии в сети в часы пик, что может привести к значительной экономии на счетах за электроэнергию.

Для получения дополнительных рекомендаций по выбору подходящей батареи для вашего дома, типов батарей и обзоров аккумуляторов (включая Tesla Powerwall) ознакомьтесь со следующими ресурсами:

Сколько вы можете сэкономить с солнечной батареей?

Основные выводы

• Домашние накопители энергии можно запрограммировать на передачу максимального количества электроэнергии от солнечных панелей к батарее в наиболее подходящее время дня.

  No related posts.