Солнечная генерация может обеспечить резервное энергоснабжение, полную автономность объекта или снизить общее энергопотребление. Но только при условии правильной установки солнечных панелей.

По конструктиву солнечная батарея представляет собой прямоугольный модуль, собранный из отдельных ячеек. По способу работы - это огромный транзистор или фотоэлектронный преобразователь, который превращает условные фотоны в условные электроны с поправкой на КПД.

Коэффициент полезного действия батареи определяется материалом ячеек: батареи из монокристаллического кремния имеют КПД около 20%, поликристаллический эффективен чуть менее, аморфный преобразовывает в электроэнергию 10% солнечного света.

Общие правила установки солнечных панелей

При монтаже солнечных панелей необходимо обязательно учитывать 5 факторов, сочетанием которых, в конечном итоге определяется место и способ установки:

  1. Отвод тепла
  2. Тень
  3. Ориентация
  4. Наклон
  5. Доступность для обслуживания

Как было сказано выше, отвод тепла играет важную роль в поддержании работоспособности батарей. Между панелью и плоскостью установки обязательно нужно оставлять вентиляционный зазор, и чем он больше — тем лучше. Обычно при монтаже рамы или каркаса для крепления модулей между панелью и плоскостью оставляют 5−10 сантиметров. Максимальная вентиляция обеспечивается при установке на отдельной раме или штанге.

Обратите внимание: на большинстве интернет-сайтов приведены фотографии прямоугольных солнечных панелей, установленных вертикально – узкой стороной вверх. Это неправильно и приводит к 2-кратному перепаду температур в верхней и нижней частях модуля. Батареи нужно ориентировать под правильным углом к солнцу и располагать горизонтально – по длинной стороне во избежание их быстрой деградации от температурного воздействия.

Любая тень, падающая на батарею от деревьев или строений, «отключает» затененную ячейку, что ускоряет деградацию дорогих монокристаллических модулей и полностью прекращает выработку энергии в поликристаллических. Производители предлагают различные способы минимизации риска возникновения «горячей точки» из-за прерывания электроцепи, что нужно учитывать при покупке. Но лучше устанавливать батарею таким образом, чтобы «жесткая» тень не могла попасть на нее никоим образом. «Мягкая» тень из-за тумана, облаков или смога не наносит вреда батарее, просто снижает выработку энергии.

Ориентировать батарею нужно на юг — так инсоляция будет максимальной. Все прочие способы установки являются компромиссными, и лучше их не рассматривать. Потратить десятки тысяч рублей на покупку модулей, но сориентировать батарею не по солнцу было бы неразумно. Карты инсоляции для различных регионов РФ опубликованы в интернете и общедоступны. Средняя полоса России преимущественно находится во 2-й зоне инсоляции, где с 1 кв. метра правильно установленного идеального солнечного модуля можно получать до 3 кВтч/сутки.

Наклон солнечной батареи принимают равным широте нахождения объекта или параллели. Например, для Москвы это будет 55 градусов к горизонтали, для Санкт-Петербурга — 60 градусов, а для Сочи — 43 градуса. При этом весной угол наклона батареи лучше уменьшать на 12−15 градусов от оптимального, а зимой — на столько же увеличивать для захвата максимального потока солнечного света.

Доступность батареи для быстрой очистки поверхности позволяет выполнять эту несложную операцию без привлечения специалистов. Зимой поверхность нужно освобождать от снега, летом — от пыли и грязи, нанесенных ветром и дождем. Если поблизости находится строящийся объект, то очищать поверхность модулей придется ежедневно. Проще всего это делать струей воды из шланга или любой щеткой для мойки окон.

Варианты установки солнечных модулей

Наилучшим местом для установки считается крыша здания, поскольку она максимально возвышается над объектами и деревьями, бывает меньше всего затенена и избавляет от необходимости оборудовать на участке отдельную площадку для монтажа.

Даже если угол наклона кровли и ее ориентация не совпадают с оптимальными, закрепить и правильно ориентировать модули можно при помощи рамных конструкций. Поскольку у батарей большая парусность, жесткость каркаса должна быть рассчитана с учетом ветровой нагрузки.

Оптимальным материалом для сборки каркаса считаются металлические уголки или специальные профили для монтажа солнечных панелей. Конструкция из деревянного бруса быстро потеряет прочность и форму под воздействием ветра и осадков.

Если установка на кровлю невозможна, то модули устанавливают на земле, где нет тени и есть возможность жестко закрепить основание каркаса или несущей штанги. Такой способ монтажа хорош тем, что обеспечивает панелям максимальное воздушное охлаждение.

Для установки небольших по площади массивов солнечных батарей можно использовать южную стену дома или надворной постройки. При этом поверхность, прилегающую к обратной стороне модуля, лучше покрасить в белый цвет, чтобы обеспечить минимальный нагрев и максимальный рассев света. У полупрозрачной безрамочной солнечной батареи активными являются и наружная, и обратная стороны, поэтому отраженный свет тоже будет преобразован в энергию. Если зимой установить солнечный модуль в заснеженном поле, то мощность выработки электроэнергии может увеличиться в 1,5 раза за счет высокой отражающей способности белого снежного покрова.

Как правильно выбрать местоположение

Исходя из всего сказанного выше, место для установки солнечных батарей должно отвечать следующим критериям:

  • отсутствие тени;
  • легкая доступность;
  • удаленность от источников пыли, например, автомобильной дороги;
  • ориентация на юг;
  • хорошая обдуваемость ветром, но с учетом высокой парусности модулей.

Если вам кажется, что на вашем объекте отсутствуют площадки, отвечающие этим требованиям, — не отчаивайтесь и не спешите отказываться от бесконечного источника бесплатной солнечной энергии.

Специалисты компании «Энергетический центр» имеют огромный опыт комплектования и установки солнечных электростанций любой мощности. На сайте «Со светом» можно получить бесплатную консультацию в любом объеме — позвоните, закажите обратный звонок или используйте онлайн-чат.

За последние 10 лет цены на оборудование для солнечной генерации снизились многократно, сделав этот способ получения энергии общедоступным и выгодным. Обращайтесь к специалистам и будьте со светом!

Установка солнечных батарей

Как добиться максимальной отдачи от средств, вложенных в солнечную электростанцию? Количество вырабатываемой энергии в значительной мере зависит от места установки и соблюдения технологии монтажа. Эта статья о том, как повысить производительность солнечных батарей и продлить их ресурс.

Где установить

Необходимо учесть степень освещенности, особенности объекта и ряд других факторов. Рассмотрим каждый из них:

  • Затененность. Если основную часть времени солнечные батареи будут в тени, их производительность будет минимальной. В этом случае так и не удастся оправдать вложенные в их покупку средства. По этой причине нецелесообразно выполнять установку возле высоких (относительно уровня кровли) деревьев, зданий и других сооружений, препятствующих проникновению солнечных лучей на кровлю дома.

  • Ориентация фотоэлементов. При выборе направленности важно учесть географическое расположение — так, если объект расположен в северном полушарии, лицевую (рабочую) часть батареи ориентируют на юг. В южном? Значит, на север.

  • Наклон. Формулы расчета сложны, упрощенно можно выразиться так: угол наклона равен географической широте. Внимание! Для повышения продуктивности солнечных батарей необходима сезонная коррекция угла наклона: +12 ° летом, -12° — зимой.

  • Доступность регламентного обслуживания. Хотя солнечные батареи не содержат подвижных элементов, поверхность панелей со временем загрязняется и нуждается в очистке от пыли, упавших листьев, снега — зимой. Следует заранее позаботиться о доступности этой процедуры.

  • Нагрузочная способность кровли. Масса солнечных батарей в зависимости от площади может превышать 100 кг. Таким образом, чтобы исключить ее разрушение из-за повышенной нагрузки, надо точно рассчитать прочность. Если существует вероятность, что крыша не выдержит вес панелей, их установку следует производить на специальные фермы — для этого потребуется дополнительная площадь.

Место под монтаж солнечных батарей мы рекомендуем подбирать еще на этапе выбора конкретного решения. В этом случае удастся добиться максимальной эффективности, а значит, существенно сократится срок окупаемости системы.

Существует несколько вариантов установки солнечных батарей: на открытой площадке, на стене или на крыше. Чаще всего их закрепляют на кровле — для экономии места.

Какая установка солнечных батарей предпочтительнее: самостоятельная или силами специалистов

Перед монтажом солнечных панелей предстоит решить массу вопросов: подобрать наиболее удачное направление освещенности, решить, под каким углом расположить панель, чтобы добиться максимальной эффективности. Наиболее важные параметры: угол наклона поверхности моно- или поликристаллической системы относительно горизонта, широта установки (относительно экватора, в градусах — 0−90 °), часовой угол, а также солнечного склонения, и азимут.

Чтобы исключить повреждение солнечных панелей, в том числе во время эксплуатации (в результате влияния вредных факторов), необходим определенный опыт. Предстоит защитить их от коррозии, механического разрушения, а также влияния неблагоприятной погоды (ветер, атмосферные осадки, в том числе снег, град).

Экономия на услугах по установке солнечных батарей несоизмерима с возможным ущербом в результате действий непрофессионала. По этой причине мы советуем воспользоваться услугами специалиста, так как даже незначительная ошибка может обойтись слишком дорого или же привести к снижению эффективности установленной системы.

Этапы монтажа солнечных батарей

Итак, основные вопросы решены: определились с местом, с позиционированием — пришла пора переходить к установке. Этапы монтажа:

·         Фиксация крепежей в соответствии с чертежами и расчетами.

·         Установка фотоэлементов.

·         Подключение кабеля, сопутствующего оборудования (аккумулятора, инвертора, системы управления, защитных устройств, заземления).

·         Настройка, выбор оптимального позиционирования (в регулируемых системах).

·         Пробный запуск.

·         Сдача в эксплуатацию.

Есть своя специфика монтажа солнечных батарей на разные типы покрытий. Принципиальное значение имеет тип покрытия: если оно жесткое, каркас устанавливают прямо на кровлю. Если мягкое – конструкцию закрепляют на лагах перекрытия, а для защиты от протекания место фиксации герметизируют. Особенности монтажа солнечных батарей на разных кровельных покрытиях:

·         На керамической черепице. Два варианта установки. «В кровлю» - с использованием прижимов и крепежей из нержавеющей стали, на подложку из металлочерепицы, с обрешеткой. Над кровлей. Фиксация крепежей на стропильной части – они служат для монтажа профиля (алюминий с антикоррозийным покрытием) с последующей установкой солнечных панелей.

·         На битумной черепице. Фиксация крепежа на деревянном настиле. В остальном все так же, как и при установке на керамическую черепицу.

·         Профнастил, шифер, другие варианты жестких покрытий. Профиль закрепляют непосредственно на стропильной части, если это нереально – прямо на покрытии с использованием силиконовых герметизирующих прокладок.

Возможные варианты установки: на скаты с углом до 40 градусов, на плоскую кровлю с применением специальных систем, на навесы, в том числе автомобильный. Вкратце последовательность работ можно описать так: подключение аккумулятора, подсоединение солнечных панелей и заряжаемой цепи. Как правило, в комплект поставки оборудования входят не только компоненты системы, но и крепеж с аксессуарами.

Особенности монтажа солнечных батарей на крыше

Хотя кажется, что с установкой солнечных батарей не должно быть никаких проблем, есть много нюансов, которые не учитывают мастера-любители. Вот некоторые из них:

  • нельзя использовать скрутки — вместо этого следует использовать специальные аксессуары, в том числе распределительные щиты, проходные коробки;

  • обязательна разбивка потребителей на группы одного типа: осветительные приборы, силовое оборудование, бытовая техника;

  • запрещена прокладка кабеля в мобильных конструкциях;

  • предельную длину проводников определяют с учетом сечения кабеля, вида солнечных батарей, мощности подключаемых приборов/оборудования;

  • обязательно использование плавких предохранителей при подключении аккумуляторов — это поможет избежать повреждения оборудования при аварийных ситуациях;

  • используя трекерные системы/поворотные механизмы, можно добиться максимальной продуктивности солнечных батарей — в этом случае минимальное расстояние между батареями должно превышать высоту рабочей плоскости не менее, чем в 1,7 раза;

  • нельзя допускать хотя бы частичное затенение панелей — это приведет к снижению их эффективности и повышенной деградации;

  • во избежание перегрева нижней части фотоэлементов необходимо обеспечить вентиляционный зазор;

  • с целью снижения потерь в проводах предпочтительнее дополнить систему контроллером заряда;

  • если объект еще на стадии строительств, стоит предусмотреть ниши для прокладки кабеля, также стоит оставить место под ревизионные проходы;

  • при установке солнечных батарей в строящемся здании следует выделить участки под установку снегозадержателей.

В процессе установки солнечных батарей могут возникнуть дополнительные проблемы, с успешным решением которых быстрее и лучше справится мастер с опытом. Также необходимо принимать во внимание нагрузку на кровельную систему, которая в среднем составляет 12,5 кг/м2.

Установка солнечных панелей специалистами

Предлагаем услуги по установке солнечных батарей. Предоставляем гарантию на монтаж на 1 год. Но это не единственная причина обратиться к нам:

  • опыт установки солнечных панелей — свыше 10 лет, работали как с коммерческими, так с промышленными и жилыми объектами;

  • обеспечиваем максимально возможную эффективность — за счет правильной ориентации, использования поворотных механизмов и особенностей местности;

  • подбираем качественные крепежи, не подверженные коррозии;

  • за счет отличного технического оснащения и опыта устанавливаем солнечные панели быстро и грамотно.

Срок выполнения работ зависит от площади солнечных панелей и возможных затруднений при их установке. Точную дату завершения монтажа указываем в договоре и несем финансовую ответственность за несвоевременное выполнение обязательств. Позвоните нам для обсуждения деталей сотрудничества — всегда на связи в рабочее время.

Гелевые аккумуляторы.

Обзор технологии Энергетической составляющей систем альтернативного энергоснабжения являются необслуживаемые аккумуляторные батареи большой емкости от различных производителей, изготовленные по технологиям GEL или AGМ. Они гарантируют неизменное качество и сохранение функциональных возможностей на протяжения всего заявленного жизненного цикла. Внешнее похожие на обычные автомобильные аккумуляторы, с которыми сталкивались все автолюбители, но, несколько крупнее. Системы на основе технологий AGM и GEL (гелевые аккумуляторы) обладают особыми свойствами, которые просто необходимы для задач альтернативного обеспечения жилого помещения.

Предлагаем ознакомиться с этими отличиями.

Гелевые аккумуляторы (GEL) и AGM относятся к одному классу – свинцово-кислотным батареям. Они состоят из схожего набора составных частей. В надежный пластиковый корпус, обеспечивающий необходимую степень герметизации, помещены пластины-электроды изготовленные из свинца или его особых сплавов с другими металлами. 

  Пластины погружены в кислотную среду — электролит, который может выглядеть как жидкость, или быть в другом, более густом и менее текучем состоянии. В результате протекающих химических реакций между электродами и электролитом вырабатывается электрический ток. При подаче внешнего электрического напряжения заданной величины на клеммы свинцовых пластин, происходят обратные химические процессы, в результате которых батарея восстанавливает свои первоначальные свойства, заряжается.

В обычных автомобильных аккумуляторах в качестве электролита залит абсолютно жидкий водно-кислотный раствор. Герметичность корпуса таких батарей препятствует свободному расплескиванию жидкости, но имеются специальные клапаны, которые регулируют избыточное давление газов и испарений, образующихся в процессе химической реакции. Они просто выделяются в окружающее пространство. Такие выделения вряд ли можно признать полезными для человека, но с учетом того, что в единицу времени выброс их ничтожен, и аккумулятор находится в проветриваемом подкапотном пространстве, ничего страшного не происходит. На состояние и без того большой загазованности автомобильных дорог это практически не влияет.

Любой обладатель современного автомобиля, которому было интересно наблюдать за работой мастера в сервис центре при прохождении планового технического осмотра, знает, что одно из необходимых действий – проверка плотности электролита в аккумуляторе. В случае неудовлетворительных показаний происходит долив дистиллированной воды. На практике, это случается каждый раз, т.е. через каждые 15–20 тысяч километров, которые проехал ваш автомобиль. И это может происходить по нескольку раз в год!

Какие сугубо технические требования предъявляются к автомобильному аккумулятору? Он должен в течение нескольких секунд обеспечивать очень большую силу тока, достаточную для работы стартера, который должен несколько раз провернуть массивные внутренние части автодвигателя. Подразумевается, что при этом уровень заряда аккумулятора падает незначительно, он должен успеть полностью зарядиться, даже если Вы решили доехать до булочной на соседней улице.

Опытные автолюбители знают, что если аккумулятор разрядился под ноль несколько раз подряд, то он больше уже не сможет нормально выполнять, возложенные на его функции. Нужно покупать новый! Не важно из-за чего это произошло, виноваты ли крепкие зимние морозы в купе с неотрегулированной системой зажигания, или водитель автомобиля – мечтательная натура, которая хронически забывает выключать фары. Выход один – новый аккумулятор. Понятно, что с такими возможностями, автомобильные батареи не удовлетворяют требованиям к надежному, бесперебойному энергообеспечению жилого дома.

Теперь обратимся к аккумуляторам, изготовленные по технологии AGM (Absorptive Glass Mat). На русский язык это можно перевести как “поглощающее стекловолокно”. В качестве электролита также используется кислота в жидком виде. Но пространство между электродами заполнено микропористым материалом-сепаратором на основе стекловолокна. Это вещество действует как губка, оно полностью всасывает всю кислоту и удерживает её, не давая растекаться. Пластины электродов и слои сепаратора, чередуясь между собой, образуют некое подобие “слоеного пирога”.При протекании химической реакции внутри такого аккумулятора также образуются газы (в основном водород и кислород, их молекулы являются составными частями воды и кислоты). Их пузырьки заполняют некоторые из пор, при этом газ не улетучивается.

 Он принимает непосредственное участие в химических реакциях при подзарядке батареи, возвращаясь обратно в жидкий электролит. Этот процесс называется рекомбинацией газов. Из школьного курса химии известно, что круговой процесс не может быть 100% эффективным. Но в современных AGM аккумуляторах эффективность рекомбинации достигает 95-99%. Т.е. внутри корпуса такого аккумулятора образуется ничтожно малое количество свободного ненужного газа и электролит не меняет своих химических свойств на протяжении многих лет. Тем не менее, по прошествии очень долгого времени свободный газ создает внутри батареи избыточное давление, когда оно достигает определенного уровня срабатывает специальный выпускной клапан. Этот клапан также защищает батарею от разрыва в случае возникновения внештатных ситуаций: работа в экстремальных режимах, резкое повышение температуры в помещении из-за внешних факторов и тому подобное. Специальное техническое обслуживание батарей AGM не предусмотрено впринципе, ничего туда доливать не требуется!

Но главная техническая особенность AGM аккумуляторов, в отличие от стандартных автомобильных, — возможность работы в режиме глубокого разряда. Т.е. они могут отдавать электрическую энергию на протяжении длительного времени (часы и даже сутки) до состояния, когда запас энергии падает до 20-30 % от первоначального значения. После проведения зарядки такого аккумулятора он практически полностью восстанавливает свою рабочую емкость. Конечно, совсем бесследно такие ситуации проходить не могут. Но современные AGM аккумуляторы выдерживают от 600 и выше циклов глубокой разрядки.

Если предположить, что постоянно раз в неделю пропадает напряжение во внешней сети, происходит подключение аккумуляторов, и они отдают всю доступную накопленную энергию, то мы можем получить примерный жизненный срок такого аккумулятора: 600 доступных циклов делим на 50 (количество недель в году, когда пропадало электричество) получаем 12 лет. Производители заявляют такую же цифру расчетного срока службы, но приписывают фразу – при работе в буферном режиме. Т.е. в режиме, когда аккумуляторы полностью заряжены, готовы включиться в работу, но такие подключения происходят нечасто, и внешнее энергоснабжение восстанавливается ещё до того как батареи полностью разрядились. В реальной жизни не всё так идеально, например, вполне штатной является ситуация, когда аккумуляторы начинают заряжаться после длительной работы, не успевают набрать необходимую емкость, а во внешней электрической сети происходит очередное отключение. Сильно влияют на аккумуляторы и внешние условия: температура и влажность, качество электрического тока, которым происходит подзарядка и тому подобное. На практике менять AGM батареи требуется чаше, но всё равно это годы и годы. Автомобильные аккумуляторами такими возможностями похвастаться не могут.

Кроме того, у AGM батарей очень малый ток саморазряда. Заряженная батарея может храниться неподключенной долгое время. Например, за 12 месяцев простоя заряд аккумулятора упадет всего до 80% от первоначального.

Такие характеристики достигаются не только за счет конструктивных особенностей AGM технологии. При изготовлении батарей используются более дорогие материалы с особыми свойствами: электроды изготавливаются из особо чистого свинца, сами электроды делают более толстыми, в электролит входит серная кислота высокой степени очистки. Поэтому цена AGM аккумуляторов значительно выше автомобильных собратьев.

Ещё лучшими потребительскими свойствами обладают гелевые аккумуляторы (GEL – Gel Electrolite). В жидкий электролит добавляют вещество на основе двуокиси кремния (SiO2), в результате чего образуется густая масса, напоминающая по консистенции желе. Этой массой и заполнено пространство между электродами внутри аккумулятора. В процессе химических реакций в толще электролита возникают многочисленные газовые пузыри. В этих порах и раковинах происходит встреча молекул водорода и кислорода, т.е. газовая рекомбинация.

В отличие от AGM технологии гелевые аккумуляторы ещё лучше восстанавливаются из состояния глубокого разряда, даже в том случае, когда к процессу заряда не приступили сразу же после зарядки батарей. Они способны перенести более 1000 циклов глубокой разрядки без принципиальной потери своей емкости. Так как электролит находится в густом состоянии, то он менее подвержен расслоению на составные части воду и кислоту, поэтому гелевые аккумуляторы лучше переносят плохие параметры тока подзаряда.

Пожалуй, единственный минус гелевой технологии – цена, она выше, чем у AGM батарей такой же емкости. Поэтому использовать гелевые аккумуляторы рекомендуется в составе сложных и дорогих систем резервного электроснабжения. А так же в случаях, когда отключения внешней электрической сети происходят постоянно, с завидной цикличностью.

Батареи AGM идеальны для работы в буферном режиме, в качестве запасного варианта при редких перебоях электроэнергии. В случае слишком частого подключения в работу просто уменьшается их жизненный цикл. В таких случаях использование гелевых аккумуляторов бывает экономически более оправдано.


 
mppt1
mppt2
 
  

Вольт-Амперная характеристика солнечной батареи 

 Кривая мощности солнечной батареи

Суть алгоритма MPPT состоит в том, что контроллер заряда путём подбора сопротивления входных (транзисторных) каскадов зарядного устройства находит точку перегиба в вольт-амперной характеристике PV-панели или другого генератора постоянного тока, на которой мощность отдаваемая источником максимальна. Микроконтроллер зарядного устройства с определённой частотой и шагом увеличивает и уменьшает входное сопротивление, затем умножает входное напряжение на входной ток, получает мощность и сравнивает её с текущим значением (анализирует мощность). Если при изменении параметров входного каскада ЗУ произошло изменение мощности в большую сторону, то ЗУ начинает работать с новыми параметрами, если нет, то сопротивление входного каскада остаётся прежним.

MPPT алгоритмы стали уже стандартом для работы контроллеров заряда аккумуляторов от солнечных батарей и особенно актуальны в тех географических областях где изменения облачности и соответственно освещённости солнечных панелей довольно частые, что приводит к частым изменениям выходных параметров источников.

Сегодня существует несколько видов солнечных элементов, из которых состоят солнечные батареи. Различия этих модулей в технологии и материалах, применяемых в их изготовлении. На данный момент существуют три типа батарей, разделяемых по материалу основы элемента - пленочные, кремниевые и аморфные.


В свою очередь, пленочные батареи также делятся по используемым в изготовлении материалам:

  • на основе теллурида кадмия. Хотя КПД элементов из теллурида кадмия невелик, около 11%, однако, в сравнении с кремниевыми панелями, ватт мощности этих батарей обходится на несколько процентов дешевле;
  • на основе CIGS (CIGS – это полупроводник, состоящий из меди, индия, галлия и селена),  этот тип солнечных батарей обладает более высокой эффективностью, его КПД доходит до 15%;

На данный момент самыми популярными являются батареи, изготовленные на основе кремния.  Объясняется это распространенностью кремния в природе, его невысокой стоимостью и относительно высокой производительностью, по сравнению с другими видами солнечных батарей. Батареи на кремниевой основе разделяются по типу изготовления фотоэлектрических элементов:

   
  • монокристаллические, в таком модуле зерна кристаллов ориентированны в одном направлении, т.к. по сути, пластины нарезаются из одного цилиндрического кристалла. Батареи на основе монокристаллических модулей имеют на сегодняшний день наивысшую эффективность — до 22%. Монокристаллический кремний производится из сырья высокой степени очистки (99,999%);
   
  • поликристаллические, в таком модуле кристаллы кремния расположены и ориентированны хаотчино, что сказывается на производительности модуля, которая на 10-15% ниже производительности монокристаллических модулей. Однако, изготовление батарей на таких модулях менее затратно, а потому батареи обладают наиболее низкой ценой.
   
  • Еще один тип солнечных батарей, совмещающий в себе как достоинства, так и недостатки двух уже описанных типов, это батареи на аморфных солнечных элементах. В изготовлении таких батарей так же используется кремний, который наносится на подложку путем испарения. Батареи на аморфных элементах могут иметь огромную площадь, они могут изгибаться, имеют низкий вес и более высокую отдачу при пасмурной погоде. Однако, общая эффективность этих батарей составляет всего 5-6%.


Сводна таблица типов кремниевых солнечных батарей.

 Свойства

 Монокристаллические солнечные батареи

 Поликристаллические солнечные батареи

 Аморфные солнечные батареи

Цвет элементов  Тёмно синий  Синий  Синий
Форма элементов  Прямоугольный со скруглёнными углами  Прямоугольный  Любой
Эффективность  до 20%  до 15%  около 10%

Падение эффективности при разогреве панели или элемента до высоких температур (50° C) 

 до 25%   до 17%  нет данных
Деградация производительности солнечной панели в год   0.9%-1.0%  0.7%   нет данных 
Удельная стоимость за Ватт   N-(~10%)  N+(~15%)  

 

* Практические наблюдения инженеров компании "Энергетический центр". Солнечные батареи, как моно- так и поликристаллические, в зимнее время показывает очень высокую эффективность и производительность на морозе в ясную погоду, но количество солнечных дней и общая инсоляция гораздо ниже чем летом. Опыт использования солнечных панелей показывает, что днём даже в самую пасмурную погоду солнечные панели гарантированно вырабатывают около 10% от их номинальной мощности. 

Солнечные батареи бывают кремниевыми и пленочными.

Первый тип разделяется еще и на монокристаллические и поликристаллические модули.

Второй тип уже не производится в промышленных масштабах и имеет ряд минусов, в частности, недостаточно высокую производительность. Поэтому пленочные батареи рассматривать не будем и обратимся к вопросу о том, какие солнечные панели лучше: поли или моно?

Различия

Детальное изучение обоих видов солнечных батарей на основе кремния позволяет выделить три основных параметра:

  • Эффективность. Среди серийно выпускающихся панелей монокристаллические имеют наивысший показатель эффективности – до 22%. Поликристаллические элементы несколько отстают – 18%.
  • Внешний вид. Монокристаллические панели обладают скругленными углами и однородной поверхностью. Это связано с тем, что каждый такой элемент является автономно выращенным кристаллом кремния. Поликристаллы уже самим названием указывают на свою неоднородность.
  • Цена. Небольшое преимущество здесь имеют поликристаллы, так как в пересчете на единицу мощности их стоимость оказывается ниже.

Так в чем же принципиальная разница между монокристаллическими и поликристаллическими панелями?
Основные параметры (напряжение и мощность) не зависят от вида. Вы имеете возможность подобрать панели обоих указанных типов с равной мощностью. Различаться будут лишь внешний вид, габариты и стоимость.

Идея создания устройств, способных накапливать энергию Солнца, возникла еще в XIX веке. Первая батарея появилась в 1839 году — благодаря усилиям Антуана-Сезара Беккереля. Ее КПД составлял всего 1 %. За истекшее с тех пор время технология много раз совершенствовалась, коэффициент полезного действия современных солнечных аккумуляторов превышает 20 %. Сегодня поговорим о том, какие батареи лучше: монокристаллические или поликристаллические. Критерии оценки: КПД, сохранение исходных свойств, стоимость, эксплуатационные затраты.

Конструкция и применение

Солнечная батарея — совокупность элементов, которые служат для получения электрической энергии из световой. Принцип действия основан на фото-электрическом эффекте — за счет преобразования солнечного света в электроток. Основные компоненты системы:

  • Полупроводник. Как правило, моно- или поликристаллический кремний, дополненный другими химическими соединениями, которые способствуют образованию фото-электрического эффекта. Состоит из 2 материалов с разной проводимостью, за счет чего между ними происходит постоянное перемещение электронов (p-n-переход).

  • Прокладка — тончайшее покрытие, которое препятствует свободному движению электронов, находится между слоями полупроводника.

  • Источник электроэнергии, при подключении которого к прокладке электроны приобретают способность ее преодолевать — в результате этого возникает упорядоченное движение заряженных частиц, собственно, генерируется электрический ток.

  • Аккумулятор — накапливает полученную электроэнергию.

  • Контроллер заряда — выполняет функцию распределителя потоков электрической энергии.

  • Инвертор — нужен для трансформации постоянного тока в переменный.

  • Стабилизатор напряжения.

Для использования солнечных батарей в качестве основного источника электроэнергии важно, чтобы количество ясных дней преобладало над пасмурными. По этой причине в большинстве регионов нашей страны подобные установки используют преимущественно как вспомогательные.

Особенности монокристаллических панелей

Монокристаллическая система представляет собой десятки фотоэлементов, объединенных в единую панель. Кристаллы получают путем выращивания — по методу Чохальского. Каждый из них закреплен на стеклопластиковой основе, которая защищает от пыли и влажности. Материал элементов — очищенный кремний. Светочувствительные ячейки ориентированы в одну сторону, за счет чего КПД монокристаллических панелей выше, чем поликристаллических. Другие особенности:

  • продолжительность непрерывной эксплуатации — не менее 20 лет;

  • КПД монокристаллов — в среднем до 20–22 % (без учета потерь полученной электроэнергии), в отдельных случаях — до 20 %;

  • уровень поглощения выше, чем в поликристаллических панелях;

 

Единственный минус монокристаллических систем — более высокая стоимость, впрочем, затраты на их приобретение быстро окупаются. При дефиците площади, когда крайне важно добиться максимального количества энергии с каждого квадратного метра, подобное решение предпочтительнее.

Особенности поликристаллических панелей

Поликристаллы получают путем постепенного охлаждения расплавленного кремния. Такая технология обходится дешевле, чем искусственное выращивание монокристаллов, правда, на краях поликристаллов может присутствовать зернистость, что приводит к снижению их эффективности. Принципиальное отличие от монокристаллических — неоднородная структура и окрас. Это обусловлено примесями и тем, что в системе содержатся кристаллы разного типа. Особенности:

  • КПД меньший, чем у монокристаллических элементов — до 17-18 %;

  • доступная цена — производство поликристаллических панелей менее затратное;

  • скорость утраты мощности (деградация) поликристаллов меньше, чем у монокристаллов.

Таким образом, если стоит задача получить определенное количество электроэнергии, при использовании поликристаллических панелей потребуется большая площадь. Есть мнение, что их выгоднее использовать в регионах с преобладанием пасмурных дней — при недостаточном количестве солнца поликристаллы дают больше энергии, чем монокристаллы.

Сравнение основных характеристик монокристаллических и поликристаллических элементов

Каждая из систем имеет свои плюсы и минусы. Как определить, что предпочтительнее, моно- или поликристаллы? Предлагаем вашему вниманию сравнительную таблицу, в которой рассмотрены ключевые характеристики каждого из вариантов:

Параметр

Монокристаллы

Поликристаллы

Вывод

Температурный коэффициент

0,45 %

0,45 %

Снижение мощности в системах обоих типов происходит практически одинаково

Скорость деградации

На 3 % в первый год эксплуатации, в последующие — на 0,71 %.

На 2 % в первый год эксплуатации, на 0,67 % в последующие годы.

Разница несущественна, поэтому ею можно пренебречь.

Цена

Высокая стоимость, обусловлена сложностью производства.

На 10-15 % дешевле, чем монокристаллические элементы.

Для многих цена оказывается решающим доводом в пользу поликристаллических панелей.

Фоточувствительность (при уровне освещенности 600 Вт/м2

При одинаковой мощности модулей разница не превышает 10 %.

По сути этим показателем можно пренебречь.

Годовая выработка

По данным лаборатории PHOTON она незначительно выше (не более 2 %) у монокристаллов. Однако более подробные исследования показали, что имеет значение не только тип панели, но и бренд.

Важнее свойства конкретной солнечной батареи — именно они являются ключевым критерием выбора.

 

При выборе солнечных панелей необходимо обращать внимание не только на тип фотоэлементов, но и на другие критерии: соотношение цены и эффективности, заявленный ресурс (гарантийный срок), напряжение при максимальной мощности, комплектацию.

Эффективные решения для вашего дома

Как видите, мы так и не смогли дать однозначный ответ на вопрос о том, какие фотоэлементы предпочтительнее — моно- или поликристаллические. Наша компания осуществляет продажу солнечных батарей с панелями обоих типов — мы предлагаем только проверенные решения, эффективность которых доказана на практике. Приглашаем к сотрудничеству застройщиков и собственников коттеджей, заинтересованных в получении доступной, а главное экологически безопасной электроэнергии:

·         подберем солнечные батареи с учетом площади дома, климатических и ландшафтных особенностей;

·         предоставим долгосрочную гарантию на приобретенный товар;

·         за умеренную плату выполним обслуживание приобретенных у нас систем;

·         предложим несколько вариантов солнечных батарей с детальным описанием плюсов и особенностей каждой из них — вы сможете подобрать для себя лучший вариант.

Позвоните нам, и мы подробнее расскажем о преимуществах солнечных батарей, особенностях их эксплуатации и выгоде от использования предлагаемых технологий.

Солнечная электростанция - за и против

Рассмотрим следующие варианты фотоэлектрических систем

  1. не соединенные с сетью
  2. работающие параллельно с сетью с аккумуляторными батареями
  3. работающие параллельно с сетью без аккумуляторных батарей

Альтернативная энергия для частного использования в России — уже реальность

Гражданам России разрешат производить электричество самостоятельно и продавать излишки. Выгодно ли в российских условиях покупать солнечные батареи и ветряки, сколько они стоят?
Из потребителя в поставщики: россиянам разрешат производить электричество самостоятельно, а излишки продавать. Как сообщает «Коммерсантъ» со ссылкой на свои источники, правительство готовит план по стимулированию зеленой микрогенерации энергии потребителями.
В средней полосе России солнце бывает 120 дней в году, максимум 150. В таких условиях эффективность солнечных батарей весьма мала. Но есть еще так называемые ветряки, которые вырабатывают энергию при помощи ветра. В совокупности они дают нужный результат, говорит владелец частного дома под Краснодаром Николай Дрига. Он уже пять лет живет совершенно независимо от поставщиков электроэнергии.

Опрос

Оцените работу сайта

Другие опросы...