Фотоэлектрические модули
Фотоэлектрические системы электроснабжения
Если фотоэлектрический комплект для ваших потребностей мал, то вы можете установить себе полноценную солнечную систему электроснабжения
Существуют 3 основные конфигурации солнечных фотоэлектрических систем электроснабжения, которые описаны ниже. Также, дополнительная информация содержится на страничке с описанием особенностей различных фотоэлектрических систем.
Разновидности
фотоэлектрических энергосистем 
1. Автономная фотоэлектрическая система полностью независима от сетей централизованного электроснабжения. За исключением некоторых специальных применений, в которых энергия от солнечных батарей напрямую используется потребителями (например, водоподъемные установки, солнечная вентиляция и т.п.), все автономные системы должны иметь в своем составе аккумуляторные батареи. Энергия от аккумуляторов используется во время недостаточного прихода солнечной радиации или когда нагрузка превышает генерацию солнечных батарей.
2. Батарейная
соединенная с сетью фотоэлектрическая
система похожа
на автономную систему. В ней также
используются аккумуляторные батареи,
но такая система одновременно подключена
к сетям централизованного электроснабжения.
Поэтому излишки, генерируемые солнечными
батареями могут направляться в нагрузку
или сеть (для этого необходимы специальные
инверторы, которые могут работать
параллельно с сетью, их часто называют
«гибридными»). Если потребление
превышает генерацию электричества
солнечными батареями, то недостающая
энергия берется от сети. Некоторые
модели таких инверторов с зарядными
устройствам могут давать приоритет для
заряда аккумуляторов от источника
постоянного тока (например, солнечного
контроллера), тем самым снижая потребление
энергии от сети для заряда
аккумуляторов.
Существует разновидность
батарейной соединенной с сетью системы,
в которой вместо контроллеров заряда
солнечных батарей применяются
3. Безаккумуляторная соединенная с сетью фотоэлектрическая система является самой простой из всех систем. Она состоит из солнечных батарей (или ветроустановки, или микроГЭС) и специального инвертора, подключенного к сети. В такой системе нет аккумуляторов, поэтому они не могут использоваться в качестве резервных систем. Когда сеть пропадает, то и выработка электроэнергии солнечными батареями также прекращается. Это может быть ограничением такой системы, но основное ее преимущество — высокая эффективность, низкая цена (за счет отсутствия аккумуляторов и менее дорогого сетевого инвертора) и высокая надежность.
Автономные фотоэлектрические энергосистемы
Возможно
создание автономной системы электроснабжения
на солнечных батареях различной
сложности. Наиболее простая система
имеет на выходе низкое напряжение
постоянного тока (обычно 12 или 24В). Такие
системы применяются для обеспечения
работы освещения и небольшой нагрузки
постоянного тока в доме — радио, телевизор,
ноутбук, магнитофон и т.п. Можно
использовать различные автомобильные
аксессуары, вплоть до холодильников.
Следует отметить, что при этом необходима
прокладка отдельной проводки постоянного
тока со специальными розетками и вилками,
которые исключают неправильную полярность
подключения. При подключении светильников
с
Фотоэлектрическая
система постоянного тока для дома 
Типовая
схема такой системы приведена на рисунке
справа. Обычно такие системы применяются,
если максимальное расстояние от
аккумулятора до самой дальней подключенной
нагрузки не превышает 10-15 м, а ее мощность
— не более 100Вт. При этом надо следить за
тем, чтобы падение напряжения при всех
включенных потребителях в самой дальней
точке было в пределах допустимого
(обычно не более 10%). Для правильного
выбора сечения провода вы можете
воспользоваться
Если у вас нагрузка превышает указанные рекомендованные максимальные значения, или потребители электроэнергии находятся на значительном расстоянии от аккумулятора, необходимо добавить в систему инвертор (преобразователь постоянного тока низкого напряжения от аккумуляторов в 220 В переменного тока). В этом случае вы сможете питать практически любую бытовую нагрузку суммарной мощностью, не превышающей мощность инвертора. Система электроснабжения автономного дома с выходом переменного тока на базе фотоэлектрической солнечной батареи в этом состоит из практически тех же компонентов, как и в предыдущем случае, плюс инвертор, т.е.:
Система
электроснабжения для дома, переменный
ток 
Солнечной батареи необходимой мощности
Контроллера заряда аккумуляторной батарея, который предотвращает губительные для батареи глубокий разряд и перезаряд
Батареи аккумуляторов (АБ)
Инвертора, преобразующего постоянный ток в переменный
Энергоэффективной нагрузки переменного тока
Для обеспечения надежного электроснабжения необходим резервный источник электропитания (на рисунке не показан). В качестве такого источника может быть небольшой (2-6 кВт) бензо- или дизельэлектрогенератор. Введение такого резервного источника электроэнергии резко сокращает стоимость солнечной батареи из-за отсутствия необходимости рассчитывать ее на худшие возможные условия (несколько дней без солнца, эксплуатация зимой, и т.п.)
В
этом случае в систему также вводится
зарядное устройство для быстрого заряда
(в течение нескольких часов) АБ от
жидкотопливного электрогенератора.
Возможно применение
Пример комплектации автономной фотоэлектрической системы электроснабжения
Ниже приведен вариант системы для электроснабжения удаленного жилого дома. Принимаются следующие исходные данные:
Суточное потребление энергии 3 кВт*ч (среднестатистические данные по России)
Приход солнечной радиации — 4 кВт*ч/м2 в день (средний приход солнечной радиации для европейской части России с весны по осень)
Максимальная пиковая мощность нагрузки — 3 кВт (можно одновременно включить стиральную машину и холодильник)
Для освещения используются только компактные люминесцентные или светодиодные лампы переменного тока
В пиковые часы (максимальная нагрузка, например когда включены стиральная машина, электрокипятильник, утюг и т.п.) для предотвращения быстрого разряда АБ включается бензиновый или дизельный электрогенератор
Генератор также будет включаться при пасмурной погоде, если АБ разряжается до нижнего допустимого напряжения. Возможно включение генератора как в ручном режиме, так и полностью в автоматическом. В последнем случае система также должна включать модуль автоматического запуска и останова генератора, а сам генератор должен быть немного доработан для возможности подключения системы автоматики.
Если
необходимо минимизировать время работы
жидкотопливного электрогенератора с
целью сохранения топлива, солнечная
фотоэлектрическая система электроснабжения
будет состоять из элементов со следующими
параметрами:
пиковая мощность солнечной батареи равна 1000 Вт (выработка до 5 кВт*ч сутки)
минимальная номинальная мощность инвертора — 3 кВт с возможностью кратковременной нагрузки до 6 кВт, входное напряжение 24 или 48 В
аккумуляторная батарея общей емкостью 800 Ач (при напряжении 12 В), что позволяет запасать до 4,5 кВт*ч электроэнергии при 50% разряде АБ)
контроллер заряда на ток до 40-50 А (при напряжении 24 В)
дизель или бензогенератор мощностью 3-5 кВт
зарядное устройство для заряда АБ от бензогенератора на ток до 150 А (может быть встроено в инвертор
кабели и коммутационная аппаратура (выключатели, автоматы, разъемы, электрощиты и т.п.)
Примеры комплектации таких систем и их стоимость вы можете посмотреть в нашем Интернет-магазин, в разделе «Фотоэлектрические системы«.
Если допустимо увеличение времени работы дизель-генератора, стоимость системы можно снизить за счет его более частого включения. В этом случае энергия от солнечной батареи будет использоваться для электроснабжения минимальной нагрузки — освещение, радио, телевизор — а генератор будет включаться несколько раз в день (от 2 и более, в зависимости от выбранной емкости АБ). При этом начальная стоимость системы снижается как за счет уменьшения пиковой мощности солнечной батареи, так и за счет снижения емкости АБ. Такая оптимальная система для электроснабжения жилого дома может состоять из следующих компонентов:
солнечной батареи с пиковой мощностью 300-400 Вт
инвертора мощностью 2-4 кВт, входное напряжение 24 или 48 В
аккумуляторная батарея общей емкостью 400-600 А*ч (при напряжении 12 В)
контроллер заряда на ток до 40-50 А (при напряжении 24 В)
дизельгенератор мощностью 4-6 кВт
зарядное устройство для заряда АБ от бензогенератора на ток до 150 А
кабели и коммутационная аппаратура (выключатели, автоматы, разъемы, электрощиты и т.п.)
Необходимо учитывать, что одновременно со снижением общей стоимости системы возрастут эксплуатационные расходы за счет большего расхода топлива.
Если у вас есть сеть, и вы хотите снизить потребление от сети, или повысить надежность электроснабжения за счет применения солнечных батарей, обратитесь к следующей статье — Фотоэлектрические системы электроснабжения, соединенные с сетью
Солнечные панели состоят из солнечных элементов. Так как один солнечный элемент не производит достаточного количества электроэнергии для большинства применений, солнечные элементы собираются в солнечных модулях для того, чтобы производить больше электричества.
Солнечные
панели (также называемые фотоэлектрические
или солнечные модули) производятся
многих типов и размеров. Наиболее
типичные — это кремниевые фотоэлектрические
модули мощностью 40-160 Wp (пиковый ватт,
т.е. мощностью максимум в 40-160 Вт при
ярком солнце). Такой солнечный модуль
имеет размер от 0,4 до 1,6 м2.
Однако, широкий типоразмерный ряд
солнечных модулей доступен в продаже.
Солнечные панели (PV panels) могут соединяться
между собой солнечные батареи (arrays) для
того, чтобы получить большую мощность
(например, 2 модуля по 50 Wp, соединенных
вместе, эквивалентны модулю мощностью
100 Wp).
КПД доступных в продаже модулей варьируется в пределах 5-15%. Это значит, что 5-15% от количества энергии, падающей на солнечный элемент, будет трансформировано в электричество. Исследовательские лаборатории во всем мире разрабатывают новые материалы для СЭ с более высоким КПД (до 30%). Стоимость производства также очень важна. Некоторые новые технологии (такие как, например, тонкопленочные), позволяют производить СЭ в больших масштабах, что значительно снизит стоимость элементов и модулей
|
|
Солнечные модули установленные на покатой крыше | Монокристаллический солнечный элемент |
Сколько прослужат солнечные батареи?
Солнечные батареи были испытаны в полевых условиях на многих установках. Практика показала, что срок службы солнечных батарей превышает 20 лет. Фотоэлектрические станции, работающие в Европе и США около 25 лет, показали снижение мощности модулей примерно на 10%. Таким образом, можно говорить о реальном сроке службы солнечных монокристаллических модулей 30 и более лет. Поликристаллические модули обычно работают 20 и более лет. Модули из аморфного кремния (тонкопленочные, или гибкие) имеют срок службы от 7 (первое поколение тонкопленочных технологий) до 20 (второе поколение тонкопленочных технологий) лет. Более того, тонкопленочные модули обычно теряют от 10 до 40% мощности в первые 2 года эксплуатации. Поэтому, около 90% рынка фотоэлектрических модулей в настоящее время составляют кристаллические кремниевые модули.
Другие компоненты системы имеют различные сроки службы: аккумуляторные батареи имеют срок службы от 2 до 15 лет, а силовая электроника — от 5 до 20 лет.
Электрические характеристики солнечной батареи: вольт-амперная характеристика
Важные
точки вольт-амперной характеристики,
которые характеризуют солнечный модуль
Солнечный модуль может работать при любой комбинации напряжения и тока, расположенным на его вольт-амперной характеристике (ВАХ). Однако в реальности модуль работает в одной точке в данное время. Эта точка выбирается не модулем, а электрическими характеристиками цепи, к которой данный модуль (или солнечная батарея) подключен.
Напряжение, при котором ток равен 0, называется напряжением холостого хода (Voc). С другой стороны, ток, при котором напряжение равно 0, называется током короткого замыкания (Isc). В этих крайних точках ВАХ мощность модуля равна 0. На практике, система работает при комбинации тока и напряжения, когда вырабатывается достаточная мощность. Лучше сочетание называетсяточкой максимальной мощности (ТММ, или MPP). Соответствующие напряжение и ток обозначаются как Vp (номинальное напряжение) иIp (номинальный ток). Именно для этой точки определяются номинальная мощность и КПД солнечного модуля.
При прямом соединении солнечного модуля к аккумуляторной батарее, модуль работает при напряжении, равном напряжению аккумуляторной батареи в данный момент. По мере заряда АБ ее напряжение растет, поэтому модуль может работать в диапазоне напряжения от 10 до 14,5В (здесь и далее используются напряжения для модуля номинальным напряжением 12В. Для модулей с номинальным напряжением 24В значения напряжения нужно умножить на 2). Соответственно, его рабочая точка может быть довольно далеко от оптимальной. Почему же производители выбрали напряжение модуля в максимальной точке равным 17В?
Это сделано для того, чтобы компенсировать потери напряжения в фотоэлектрической системе и сохранить возможность полного заряда аккумуляторной батареи. Как известно, для заряда АБ напряжением 12В необходимо довести ее напряжение до 14,5В (или даже до 15В при заряде при низких температурах) . Напряжение солнечного модуля в реальных условиях оказывается ниже, чем 17В. Во-первых, при нагревании солнечного модуля его напряжение снижается примерно на 0,5В. Во-вторых, существуют потери напряжения в соединительных проводах. Также, редко когда уровень освещенности равен 1000 Вт/м2. Все это приводит к тому, что реальное напряжение на модуле снижается, и в действительности оно оказывается очень близко к требуемым 14,5В.
Типичная
информация на шильдике солнечного
модуля
Новое поколение солнечных контроллеров заряда, а также солнечные фотоэлектрические инверторы могут обеспечивать работу солнечной батареи в точке максимальной мощности. Они отслеживают точку максимальной мощности, и поддерживают напряжение на входе равный этой точке. На выходе, за счет преобразования напряжения, обеспечивается напряжение, равное напряжению на АБ. Таким образом, MPPT контроллер понижает напряжение и повышает ток. Слежение за ТММ солнечного модуля обеспечивает увеличение выработки электроэнергии на 15-30%.
Можно найти все эти параметры — (Voc, Isc, MPP, Vp, Ip) — на шильдике или прилагаемых к модулю характеристиках (заметьте, что Vp и Ip также называются номинальными значениями. Однако не ожидайте получить номинальную мощность от вашей солнечной батареи — почти невозможно, чтобы собранная система работала все время в точке максимальной мощности. Кроме изменений освещенности, на вырабатываемую мощность влияет температура солнечной батареи — чем выше температура солнечной батареи, тем ниже ее мощность.
studfile.net
Солнечные фотоэлектрические модули, цены
Солнечные фотоэлектрические (ФЭ) модули, называемые также солнечными батареями, под воздействием солнечного излучения вырабатывают электроэнергию, которую можно преобразовать и использовать для питания разнообразных электроприборов. ФЭ модули входят в состав солнечных электростанций. Представленные ФЭ модули изготовлены из высококачественных и сертифицированных компонентов производителей с мировым именем. ФЭ модули под стеклом в алюминиевой рамке ориентированы на постоянную установку. ФЭ модули на гибкой основе подходят для частых перевозок и походов.
Товары подраздела:
| Солнечный ФЭ модуль One-Sun 100П (12) Мощность 100 Вт. Номинальное напряжение 12 В. |
| Солнечный ФЭ модуль One-Sun 100М (12) Мощность 100 Вт. Номинальное напряжение 12 В. |
| Солнечный ФЭ модуль One-Sun 150П (12) Мощность 150 Вт. Номинальное напряжение 12 В. |
| Солнечный ФЭ модуль One-Sun 150М (12) Мощность 150 Вт. Номинальное напряжение 12 В. |
| Солнечный ФЭ модуль One-Sun 200М (24) Мощность 200 Вт. Номинальное напряжение 24 В. |
| Солнечный ФЭ модуль One-Sun 250П Мощность 250 Вт. Номинальное напряжение между 12 и 24 В. |
| Солнечный ФЭ модуль One-Sun 250М Мощность 250 Вт. Номинальное напряжение между 12 и 24 В. |
| Солнечный ФЭ модуль Sunways ФСМ-30П (12) Мощность: 30 Вт. Номинальное напряжение: 12 В. |
| Солнечный ФЭ модуль Sunways ФСМ-30М (12) Мощность: 30 Вт. Номинальное напряжение: 12 В. |
| Солнечный ФЭ модуль Sunways ФСМ-50П (12) Мощность: 50 Вт. Номинальное напряжение: 12 В. |
| Солнечный ФЭ модуль Sunways ФСМ-50М (12) Мощность: 50 Вт. Номинальное напряжение: 12 В. |
| Солнечный ФЭ модуль Sunways ФСМ-100М (12) Мощность: 100 Вт. Номинальное напряжение: 12 В. |
| Солнечный ФЭ модуль Sunways ФСМ-150М (12) Мощность: 150 Вт. Номинальное напряжение: 12 В. |
| Солнечный ФЭ модуль Sunways ФСМ-150П (12) Мощность: 150 Вт. Номинальное напряжение: 12 В. |
| Солнечный ФЭ модуль Sunways ФСМ-155М (12) Мощность: 155 Вт. Номинальное напряжение: 12 В. |
Товары: 1 — 15 из 61.
solarempire.ru
Солнечные модули
На сегодняшний день производителями оборудования возобновляемой энергетики на мировом рынке предлагаются солнечные модули, гелиосистемы и другое фотоэлектрическое оборудование, в огромном ассортименте. Вы без проблем можете приобрести оборудование как российского производства, так и других ведущих мировых производителей в данной области, к примеру, таких как Pramac, Хевел, Sunways и их серию оборудования – ФСМ. Отличным выбором с вашей стороны будет, если предпочтете солнечный модуль Axitec, одноименная компания производит и прекрасные гибкие солнечные модули.
Солнечный модуль фирмы AXITEC
Какую цель преследуют люди, приобретающие и устанавливающие солнечные фотоэлектрические модули, как разобраться в огромном выборе оборудования в сфере солнечной энергетики?
Имеющиеся сегодня на отечественном рынке солнечные модули отечественного производства, обладают различными характеристиками мощности для разных сфер применения. Можно выбрать оборудование всевозможных габаритов и внешнего вида, чтобы подобрать именно то, что будет сочетаться с дизайном вашего загородного дома. К примеру, их можно установить прямо на крыше жилища или на хозяйственной постройке, расположенной на расстоянии до 100м. В продаже есть как монокристаллические, так и поликристаллические фотоэлементы.
У представителей компании «Хевел» на территории России вы можете приобрести и установить своими руками микроморфный фотоэлектрический модуль mcph р7 для создания эффективной автономной энергосистемы.
Однако не все предлагаемое широкому кругу потребителей оборудование соответствует заявленным техническим данным. Здесь возможны несоответствия в заявленной эффективности, и причина здесь не столько в недобросовестности иностранного производителя, сколько в том, что проблема кроется в изначально запланированной климатической полосе применения оборудования.
Схематичное изображение микроморфного фотоэлектрического модуля mcph р7 компании Хевел
Конечно, нередки случаи, когда не самые известные производители или какой-то «кустарный» китайский завод, изначально используют для производства низкокачественный кремниевый материал, что в итоге значительно влияет на каждую фотопанель и соответственно ее коэффициент полезного действия. По этой причине стоит задуматься над тем, чтобы приобрести и собрать фотоэлектрическую панель, которую вам предложит отечественный завод или компания, ведь основной их рынок сбыта – Российская Федерация. Инженеры собирают батареи, рассчитанные на различные природные условия, предоставляя возможность подобрать панель эффективную как в Смоленске, Республике Чувашия, так и на Дальнем Востоке. Компания производитель в лице своих представителей даст консультацию и поможет лучше определиться в выборе.
Сегодня в основном используют два типа солнечных батарей. Их деление связано с процессом производства кремниевых ячеек – это монокристаллические и поликристаллические ячейки. Поэтому первое, что нужно сделать – это определиться в данном вопросе, потому что каждая из этих систем имеет свои преимущества и недостатки. Монокристаллические батареи будут эффективней, но намного дороже обойдутся при покупке.
Монокристаллические солнечные батареи
Поликристаллические значительно дешевле, но менее эффективны и займут для достижения той же мощности в 220 Вт или 230 Вт, необходимых для питания бытовой техники, большие площади для их размещения.
Но все-таки собрать своими руками панель на основе солнечных батарей с электрической мощностью 220 Вт или 230 Вт, или провести монтаж обогревающей дом гелиосистемы – достаточно затратное мероприятие. Ту же электропроводку от места установки до жилища может понадобиться тянуть на расстояние до 100м. Для правильной и эффективной работы всей системы, лучше использовать оборудование, которое выпускает проверенный завод или компания. Среди них, конечно, будут и перечисленные выше pramac, хевел, sunways, у которых имеется качественная серия ФСМ. Однако в сравнении с тем, что может сделать практический любой крупный отечественный завод, оборудование, выпускаемое этими компаниями, будет ничем не лучше.
Как пример здесь можно привести рязанский завод металлокерамических приборов RZMP. Основное производство завод RZMP расположил на территории России. Главная сфера деятельности – выпуск солнечных модулей для использования в фотоэлектрических системах автономного применения.
Рязанский завод металлокерамических приборов, выпускающий солнечные модули для использования в фотоэлектрических системах
Выходное напряжение 10 Вт дает возможность использовать его с любым зарядным контроллером RZMP-125H, RZMP-220-T, RZMP-225-T, RZMP-230-T, RZMP-235-T, RZMP-240-T, RZMP-110-T, RZMP-105-T, RZMP-210-T.
Поэтому неважно, какие будете использовать фотоэлементы, поликристаллические или монокристаллические, если решили приступить к его монтажу своими руками, то в обязательном порядке ответственно отнеситесь к выбору всего оборудования.
Гарантия производителя оборудования
То какую гарантию конкретный производитель дает на свою продукцию – показатель того, насколько он уверен в качестве продаваемого оборудования. Чем продолжительнее гарантия работоспособности продукции, тем лучше. Такие компании, как Sunways ФСМ, гарантируют работу выпускаемых mono-/поликристаллических фотоэлементов и гелиосистем начиная от 25 лет.
Выбор корпуса модуля
Любая солнечная панель, в независимости от выходной электрической мощности системы, будь то на 10, 220, 230 Вт, должна быть собрана в надежной и прочной раме, которая будет иметь несколько ребер жесткости. Это необходимо в связи с тем, что все-таки фотоэлектрическое оборудование имеет довольно приличные габариты, и потому хорошо «ловят» порывы ветра, которым, соответственно, должны эффективно противостоять.
Солнечный модуль ФСМ–50П мощностью 50 Вт в надежной и прочной раме
Как пример надежности, здесь можно привести поликристаллические модули производителя sunways серия ФСМ–50П мощностью 50 Вт, ФСМ-230П мощностью 230 Вт. В принципе все оборудование sunways и их серия ФСМ имеет отличную раму и подходит для использования на территории России с ее изменчивыми климатическими условиями. Приобретаемое оборудование должно быть не сильно тонким, стекло корпуса в обязательном порядке ударопрочным и закаленным, а также оно должно обладать антибликовыми свойствами, дабы избежать частичного отражения лучей, а значит, снижения эффективности. Все швы и стыки качественно герметизируют для исключения появления на внутренней поверхности конденсата и накопления атмосферных осадков. Модель ФСМ-50П и ее аналоги, отличающиеся по мощности, соответствуют всем этим требованиям.
Проверка разъемов, контактных кабелей
Завод, поддерживающий высокую планку качества выпускаемых mono-/поликристаллических фотоэлементов, в обязательном порядке снабжает оборудование распаечной коробкой с защитными диодами и коммутаторными кабелями. Диоды устанавливают во избежание появления обратного тока при возникновении затемнения части поверхности оборудования.
Соединительные разъемы для солнечных батарей 1 пара HC4-PV2A Y тип мс4
Если их не установят, такие токи выведут из строя все оборудование независимо от его мощности даже при 10 Вт. Соединительные разъемы и кабели на батареях в 10 Вт обычно не предусматривают, их ставят на батареях большей мощности – от 70 и выше (ФСМ 50п таких разъемов не имеет).
Классификация фотоэлементов
Существующая градация, установленная для солнечного электрооборудования, делит его на несколько классов эксплуатации. Это три класса А, В, С. Буква «А» в классификации сообщает, что по мере истечения указанного производителем гарантированного срока эксплуатации, оборудование утратить свой коэффициент полезного действия лишь на пять процентов максимум. Далее, для класса «В» эта цифра уже составляет в пределах тридцати процентов, и самый низкий класс С – это утрата КПД на уровнях свыше тридцати процентов. Это значит, что если вы будете использовать такое оборудование, то по мере эксплуатации его эффективность будет снижаться, выдавая все меньшую мощность тока, и в итоге по истечении определенного времени будет выдавать менее 70 процентов изначально заявленной мощности.
Выбор требуемого уровня напряжения, расчет количества mono- и поликристаллических фотоячеек
Поликристаллическая солнечная батарея на 10 Вт производства Chinaland Solar Energy
Очень важный характеризующий оборудование момент – это его установленное номинальное напряжение. Если вы решили все сделать своими руками, основываясь на этих данных надо определять, какой тип накопительного элемента использовать, правильно выбрать оптимально необходимый тип контроллера. Номинальная мощность оборудования зависит от количества использованных mono-/поликристаллических ячеек в сборке системы. В стандартном варианте солнечные батареи на 10 Вт состоят из 30 фотоэлементов, невзирая на их показатели мощности в отдельности друг от друга. То, какой показатель напряжения тока получается на выходе, зависит непосредственно от размера площади поверхности фотоэлементов. Такие модули выдают до 16–18 Вт в момент своих пиковых показателей этого достаточно для зарядки 10–12 вольтовой аккумуляторной батареи.
В производстве также присутствует и оборудование, насчитывающее в одном комплекте 72 фотоэлемента, такие солнечные комплекты обычно рассчитаны на двадцать четыре Ватта. Также выпускают модули с 72 солнечными элементами, но на 12 В. Здесь технология производства организована таким образом, что все элементы соединены последовательно, но параллельно между собой.
Монокристаллическая солнечная панель Exmork ФСМ-320М на 24 Ватта
Это значительно удешевляет производство, поскольку в сборку поступают части фотоячеек (практически отходы от производства более дорогих и качественных панелей), однако, в связи с наличием гораздо большего числа проводов и их паянных соединений, такое оборудование менее надежно, повышается возможность образования микротрещин. Не забывайте об этом, если вы решили подобрать оборудование самостоятельно и установить его своими руками.
В продажу поступают солнечные панели, в которых фотоячейки не собраны четно (то есть, их число не соответствует 36), может быть использовано и нечетное их число. В основном это будет оборудование несерийного производства, не соответствующего стандарту. Для того чтобы такое оборудование правильно работало, с соблюдением параметров выдаваемой мощности, применяют контроллер – МРРТ. Так как в случае использования стандартного контроллера – PWM, потери напряжения могут достигнуть от 10 до 30% в сравнении с заявленными производителем, особенно если фотоэлементы расположены на расстоянии более 100м.
Виды фотоэлементов и их эффективность
Несмотря на довольно давнюю историю солнечной возобновляемой энергетики, до сегодняшнего дня ученым в этой сфере удалось достигнуть производительности солнечных фотоэлектрических элементов на уровне 19 процентов.
Фотоэлементы из поликристаллического и монокристаллического кремния
В первую очередь, для потребителя, решившего заняться установкой оборудования своими руками, эта цифра говорит о требуемой площади для установки солнечных элементов. Фотоэлектрическая панель мощностью 100 Вт, имеющая эффективность на уровне 12%, потребует больших площадей для размещения солнечных преобразователей, чем аналогичная панель на 100 Вт, имеющая КПД около 17 процентов. Производительность кремниевых фотоячеек напрямую зависит от их процесса изготовления, в частности от того, какой тип кремния был использован в производстве (моно, поли или аморфной молекулярной структуры решетки).
Отклонения, допускаемые производителем оборудования. Допустимые температурные режимы работы
Все без исключения солнечные батареи имеют допустимые (к заданным производителем) технические параметры. Показатели мощности батареи могут отличаться от заявленных как в большую, так и в меньшую стороны, в зависимости от складывающихся окружающих климатических условий. Обычно такие разбежки составляют не более одной единицы процента от заявленных цифр.
Температура окружающей среды влияет на производительность
Указанный коэффициент температур обозначает влияние на мощность электрического тока и температуры окружающей среды, в результате повышая или понижая производительность. В идеале, такой показатель должен быть максимально приближен к нулевой отметке (имеется в виду, что в самом хорошем варианте окружающая температура не должна оказывать никакого влияния на работу оборудования).
Автор: П. Морозов
solntsepek.ru
Солнечное электричество. Фотоэлектрические (солнечные) модули.
Когда появились? Немного истории.
Трудно переоценить роль электричества в современном мире. С того времени, как человек научился производить его в промышленных масштабах, технический прогресс помчался вперед с космической скоростью. И в прямом, и в переносном смысле.
Получать электричество можно различными способами. Один из самых экологичных – преобразование солнечной энергии в электрическую с помощью фотоэлектрических модулей. Или, как их еще называют, солнечных батарей.
Чаще всего в различных источниках можно встретить информацию, что первые в мире солнечные батареи появились в 1954 году. Именно тогда ученые Дерилл Чапин, Кэл Фуллер и Гордон Пирсон создали солнечную батарею на основе кремния. Коэффициент полезного действия этой батареи равнялся всего лишь четырем процентам.
Но намного раньше выявить связь между светом и электричеством удалось немецкому физику Генриху Герцу. Во время своих исследований он пришел к выводу, что разряд между 2-мя электродами при ультрафиолетовом свете происходит быстро и легко. Доказал взаимосвязь между светом и электричеством Генрих Герц в 1887 году. Физик убедил всех в том, что световые волны во многом похожи на электромагнитные волны (распространение волн, наличие теней и т.д.). Все это он продемонстрировал на гигантской призме из 2-х тонн асфальта.
Через некоторое время этими данными заинтересовался профессор-физик МГУ Александр Столетов. С 1888 года ученый начал активно изучать это таинственное явление. Именно он и выработал 1-ый электрический ток, который появился под воздействием световых лучей. В тридцатые годы двадцатого века физик Борис Коломиец создал первый медный фотоэлемент с рекордным для тех времен КПД в один процент. Затем ученые начали создавать кремниевые фотоэлементы. В первых образцах КПД уже было значительно выше – около шести процентов. С тех пор изобретатели начали активно задумываться о преобразовании солнечного света в электроэнергию.
25 апреля 1954 года — дата, вошедшая в историю: специалисты компании «Bell Laboratories» сделали заявление о создании первых солнечных батарей на основе кремния для получения электрического тока. Это были сотрудники компании — Кельвин Фуллер, Дэрил Чапин и Геральд Пирсон. Прошло 4 года, и 17 марта 1958 года в США был запущен первый искусственный спутник с солнечными батареями. А через два месяца, 15 мая 1958 года в СССР запустили Спутник-3, также с солнечными батареями на борту.
Первые солнечные панели в середине 50-х годов казались лишь технологической игрушкой, не более. Ведь ячейка солнечной батареи, которая производила 1 ватт электроэнергии, стоила 250 долларов. А электроэнергия стоила в 100 раз дороже, чем электроэнергия с обычной ТЭЦ. КПД таких батарей был не более 6%. Долгое время солнечные батареи использовались только для космоса и для решения довольно небольшого перечня задач. Слишком дорогой была полученная таким путем энергия. Через 22 года, в 1977 году стоимость снизилась до 76 долларов за 1-ваттную ячейку.
Солнечная энергетика в мире сегодня. Общая ситуация, прогноз.
Постепенно исследования в области фотоэлектрических модулей позволили повысить КПД до 15% к середине 90-х годов прошлого века, а к началу 21 века КПД стал достигать значения 20%. За последнее десятилетие был сделан большой шаг вперед и были достигнуты значения КПД в 26%. Стоимость упала ниже 1 доллара и продолжает падать.
Воплощение оптимистических прогнозов в реальность во многом связано с уровнем технологического развития. В настоящий момент существует технологическая возможность извлечения из солнечного света только незначительной части энергии, но даже этот объем уже является существенным для европейской энергетической инфраструктуры, где возобновляемым источникам, включая солнечные электростанции, отводится не менее 20% уже к 2020 году.
Через пять лет солнечная энергетика в мире вырастет на 177%. А средний ежегодный объем ввода новых мощностей на солнечной энергии составит около 64 ГВт, или 48% ежегодно.
Такие прогнозные данные обнародовало Международное энергетическое агентство (IEA).
По данным агентства уже к 2020 году суммарная установленная мощность солнечных электростанций в мире приблизится к 500 ГВт.
Как работает солнечный модуль? Основные принципы.
Принцип работы солнечного модуля, который является основой солнечной электростанции, довольно прост — поверхность модуля улавливает солнечный свет и за счёт проводниковых свойств кремния преобразует его в электрическую энергию.
Солнечные электростанции состоят из солнечных модулей, подключённых в единую цепь, инверторов и другого оборудования.
Инвертор или преобразователь напряжения — устройство, которое преобразует постоянный ток в переменный;
контроллер заряда (КЗ) аккумуляторной батареи — аппарат, который не допускает перезаряда аккумуляторов, а также их полного разряда;
аккумуляторная батарея (АКБ), накапливающая энергию для ее использования в темное время суток.
Существуют два основных типа солнечных электростанций:
сетевые — отпускающие всю вырабатываемую электроэнергию в сеть (здесь не нужны аккумуляторные батареи)
и автономные (включающие в себя непосредственно сами солнечные модули, преобразователь напряжения, контроллер заряда и АКБ). К автономным относятся и станции, где в качестве дополнительного источника энергии используется бензо- или дизель генератор.
На автономных станциях за счёт установки аккумуляторов есть возможность накапливать электроэнергию для использования, например, в тёмное время суток.
- Какие бывают солнечные модули? Виды солнечных панелей.
На данный момент типов солнечных батарей появилось огромное количество. И будет появляться ещё, потому что технологии не стоят на месте. Вот такая схема помогает наглядно продемонстрировать основные типы.
И всё же самыми распространенными на сегодняшний день являются: монокристаллические, поликристаллические и модули из микроморфного кремния.
- ▬ Для производства солнечных батарей монокристаллического типа используют очищенный, самый чистый кремний. Такой вид солнечной панели выглядит как силиконовые соты, или ячейки, которые соединены в одну структуру. После того, как очищенный монокристалл затвердевает, его разделяют на супер тонкие пластины, толщиной до 300 мкм. Такие готовые пластины соединены тонкой сеткой из электродов. В сравнении с аморфными батареями, такие стоят дороже, ведь технология их производства в разы сложнее. При этом такие батареи стоит выбрать хотя бы за их высокий коэффициент полезного действия(КПД). На уровне 20%. Да, для солнечных батарей это хороший показатель.
- ▬ Для того чтобы получить поликристаллы, кремниевую субстанцию медленно охлаждают. Такой подход к технологии производства значительно дешевле чем в предыдущем типе панелей, поэтому и стоит этот вид дешевле. При этом для изготовления требуется меньше энергии, а это ещё раз благотворно действует на цену. Но чем-то же нужно жертвовать? Поэтому у таких батарей КПД ниже — до 18%. Связано такое падение коэффициента с образованиями внутри поликристалла, которые снижают эффективность.
- ▬ Тонкопленочные модули (микроморфная технология). Такая технология обеспечивает, в первую очередь, большую эффективность и скорейший возврат инвестиций: микроморфный модуль преобразовывает как видимый, так и инфракрасный спектр солнечного излучения.
Если с предыдущими видами модулей всё более или менее понятно, то с этой категорией фотовольтаических панелей нужно разобраться.
Преимущества тонкопленочных модулей (микроморфная технология) по сравнению с кристаллическими модулями (моно- и поликристаллы):
- • Меньший температурный коэффициент снижения мощности обеспечивает большую выработку энергии на ватт установленной мощности в летний период
- • Лучшая чувствительность к низкой освещенности. Обеспечивает большую выработку электроэнергии в пасмурную погоду
- • Высокое выходное напряжение позволяет уменьшить сечение провода от модуля до контроллера или инвертора
- • Меньшая стоимость за ватт вследствие в 10 раз меньшего расхода кремния при производстве тонкопленочных модулей
- • Эстетичный внешний вид, возможность интеграции на фасады зданий
- • Под заказ возможна поставка модулей с частичной (от 5% до 20%) прозрачностью, для более гибкого использования в архитектурных решениях
- • При работе с контроллерами MPPT для заряда аккумуляторных батарей продолжительность обеспечения зарядного тока для аккумуляторов при низкой освещенности существенно возрастает, т.к. модуль имеет большой запас по входному напряжению (до 160В против 20-45В у кристаллических модулей). Это позволяет запасти больше электроэнергии в аккумуляторах утром, вечером и в пасмурную погоду.
Недостатки тонкопленочных модулей (микроморфная технология) по сравнению с кристаллическими модулями (моно- и поликристаллы):
- • Примерно в 1,5 раза меньший КПД (модули имеют почти в 2 раза большую удельную площадь и массу)
- • Бóльшая деградация в первые месяцы работы. Этот недостаток компенсируется повышенной начальной мощностью (в начале эксплуатации мощность на 10% выше номинальной, и через 3 месяца снижается до ~100% от номинальной и остается на этом уровне). В дальнейшем стабильность параметров аналогична кристаллическим модулям. Сроки стабилизации параметров могут немного меняться в зависимости от места установки и от условий окружающей среды.
- • Нестандартное выходное напряжение, для заряда аккумуляторов требуется MPPT контроллер с повышенным входным напряжением. Однако в настоящее время это вряд ли можно назвать недостатком, т.к. в большинстве случаев и для кристаллических модулей используются MPPT контроллеры для повышения выработки электроэнергии и для согласования напряжения модулей и аккумуляторов.
- Готовятся к выходу этой весной на заводе в Новочебоксарске новые гетероструктурные солнечные модули (на основе гетероперехода HJT) . Модули нового поколения сочетают преимущества тонкопленочной и кристаллической технологий. КПД составит не менее 20%. Производители обещают очень высокую эффективность этих солнечных модулей при затенении и рассеянном освещении.
Их характеристики:
| Длина | 1656 мм |
| Ширина | 991 мм |
| Вес | 28 кг |
| Напряжение холостого хода | 43.2 В |
| Напряжение при номинальной мощности | 38.9 В |
| Номинальная пиковая мощность | 260 Вт, 280 Вт, 300 Вт |
- Насколько эффективны солнечные электростанции в Кемеровской области?
Россия обладает достаточно высоким уровнем инсоляции – у нас есть довольно много районов, где среднегодовой приход солнечной радиации составляет 4–5 кВт*ч на квадратный метр в день (этот показатель соизмерим с югом Германии и севером Испании – странах-лидерах по внедрению солнечных систем). При этом высокий уровень инсоляции в России не только на юге – Краснодарском крае, Ростовской области, Кавказе, но также на Алтае, да и в целом на юге Сибири, Дальнем Востоке и в Забайкалье – в этих регионах количество солнечных дней в году доходит до 300.
Ниже – карта солнечной инсоляции РФ. Инсоляция — (от лат. in solo выставлено на солнце) количество электромагнитной энергии (солнечной радиации), падающей на поверхность земли. Инсоляция измеряется числом единиц энергии, падающей на единицу поверхности за единицу времени. Обычно инсоляцию измеряют в кВт*час/м2.
По условиям солнечной инсоляции Кемеровской области «достается» солнца чуть меньше (примерно на 10%), чем Краснодарскому краю. И дело даже не в том, что у нас холоднее. У нас-то как раз зимой солнечного света больше, чем в том же Краснодаре (из-за морозных ясных солнечных дней). Мороз абсолютно не страшен для солнечных модулей. Им не нужно тепло, только солнечный свет.
По поводу того, какие солнечные модули (моно-, поликристаллы или же микроморфные) наиболее эффективны именно у нас в Кузбассе, однозначного ответа просто нет. И категоричные рекомендации по этому поводу («только вот такие и никакие другие») мы давать не будем. Всё зависит от конкретной станции, её мощности, расположения оборудования, задач, которые она будет решать. Можем сказать лишь одно, чем мощнее будет станция, тем выгоднее становятся именно микроморфные модули: и по эффективности своей, и по стоимости. Для небольших по мощности станций самый простой и экономичный выбор – поликристаллические солнечные модули. Есть свои доводы и в пользу монокристаллов. У них выше КПД.
- Цели создания автономных солнечных электростанций.
Электрификация труднодоступных сельских посёлков и поселений Кузбасса, а также мест компактного проживания, находящихся вне зоны централизованного электроснабжения, с целью:
— улучшения социальной обстановки в отдалённых районах;
— создания условий для комфортного проживания и трудоустройства населения;
— развития фермерских хозяйств и традиционных промыслов;
— создания условий для притока и закрепления населения в отдалённых районах;
— гарантированного доступа в информационное пространство;
— сохранения экологической чистоты и ландшафтной целостности территорий;
— обеспечения заповедных, рекреационных курортных зон экологически чистой электроэнергией;
и т.д.
- Преимущества использования СЭС.
- ▬ Солнечные модули (СМ) практически не изнашиваются, поскольку не содержат движущихся частей и крайне редко выходят из строя (это дает определенное преимущество Солнечной электростанции перед Солнечно-ветровой, т.е. с использованием ветрогенераторов).
- ▬ Длительный срок службы СМ без ухудшения эксплуатационных характеристик — 25 лет и более, что подтверждено многолетней практикой использования. Ни один другой генератор не способен столько работать.
- ▬ Функционирование СМ не зависит от технических неполадок энергопоставщиков.
- ▬ Солнечным модулям не нужно топливо, что дает возможность не зависеть ни от цен на него, ни от проблем с транспортировкой.
- ▬ Нет всплесков и отключений энергии. СЭС – источник высококачественного напряжения. Что положительно сказывается на сроке службы работающего от солнечной станции оборудования.
- ▬ Совершенно исключается тщательное эксплуатационное обслуживание Солнечной электростанции. Установка работает самостоятельно долгие годы, практически не требуя ухода.
asenergy.ru
Солнечные фотоэлектрические модули | Eco-Energy
Солнечные фотоэлектрические модули | Eco-EnergyАльтернативная энергетика
СИСТЕМА СУПЕР ЭКОНОМ НА 1440Вт. в сутки, пиковая нагрузка до 4кВт.
| Солнечная панель (poly): | 250W*1PCS | 238,00 USD |
| Контролер+инвертер | 2KW мод-й синус | 178,5,00 USD |
| Контролер | 12/24V 30A | 122,00 USD |
| Аккумулятор (GEL24V 15A): | 12v 120AH*1PCS | 308,00 USD |
| Сумма | 846,5,00 USD |
СИСТЕМА ЭКОНОМ НА 2160Вт. в сутки, пиковая нагрузка до 4кВт.
| Солнечная панель (poly): | 250W*2PCS | 476,00 USD |
| Контролер+инвертер | 2KW мод-й синус | 178,5,00 USD |
| Контролер | 12/24V 30A | 122,00 USD |
| Аккумулятор (GEL24V 15A): | 12v 180AH*1PCS | 462,00 USD |
| Сумма | 1238,5,00 USD |
СИСТЕМА НА 2880Вт. в сутки, пиковая нагрузка до 1кВт.
| Солнечная панель (poly): | 250W*2PCS | 476.00 USD |
| Контролер+инвертер | 500W | 815.00 USD |
| Аккумулятор (GEL): | 12v 120AH*2PCS | 616.00 USD |
| Сумма | 1907.00 USD | |
| Солнечная панель (Poly) | 250W*2PCS | 476.00 USD |
| Контролер | 24V 15A | 187.00 USD |
| Инвертор | 500W | 594.00 USD |
| Аккумулятор (GEL) | 12V 120AH*2PCS | 616.00 USD |
| Сумма | 1873.00 USD |
СИСТЕМА НА 4320Вт. в сутки, пиковая нагрузка до 1,6кВт.
| Солнечная панель (poly): | 250W*3PCS | 714,00 USD |
| Контролер+инвертер | 800W | 935,00 USD |
| Аккумулятор (GEL): | 12v 120AH*3PCS | 924,00 USD |
| Сумма | 2573,00 USD |
СИСТЕМА НА 5760Вт. в сутки, пиковая нагрузка до 2кВт.
| Солнечная панель (poly): | 250W*4PCS | 952,00 USD |
| Контролер+инвертер | 1KW | 1030,00 USD |
| Аккумулятор (GEL): | 12v 120AH*4PCS | 1232,00USD |
| Сумма | 3214,00 USD |
СИСТЕМА НА 8640Вт. в сутки, пиковая нагрузка до 4кВт.
| Солнечная панель (poly): | 250W*6PCS | 1428,00 USD |
| Контролер+инвертер | 2KW | 1606,00 USD |
| Аккумулятор (GEL): | 12v 180AH*4PCS | 1848,00 USD |
| Сумма | 4882,00 USD |
СИСТЕМА НА 17280Вт. в сутки, пиковая нагрузка до 6кВт.
| Солнечная панель (poly): | 250W*12PCS | 2856,00 USD |
| Контролер+инвертер | 3KW | 2130,00 USD |
| Аккумулятор (GEL): | 12v 180AH*8PCS | 3696,00 USD |
| Сумма | 8682.00 USD | |
| Солнечная панель (poly): | 250W*12PCS | 2856.00 USD |
| Контролер | 48V 50A | 814.00 USD |
| инвертер | 3KW | 1683.00 USD |
| Аккумулятор (GEL): | 12v 180AH*8PCS | 3696.00USD |
| Сумма | 9049.00 USD |
Любую из перечисленных выше систем Вы можете приобрести в компании eco-energy в Калининграде. Советуем также ознакомиться с информацией о наших солнечных панелях.
Отправить запрос
eco-energy39.ru