Солнечные батареи для дома как работают: Солнечные батареи: как это работает

Содержание

Солнечные батареи: как это работает

Солнечные батареи уже сейчас используются для питания самой разнообразной техники: от мобильных гаджетов до электромобилей. Как устроены, какими бывают и на что способны современные солнечные батареи, вы узнаете из этой статьи.

История создания

Так исторически сложилось, что солнечные батареи – это уже вторая попытка человечества обуздать безграничную энергию Солнца и заставить ее работать себе на благо. Первыми появились солнечные коллекторы (солнечные термальные электростанции), в которых электричество вырабатывает нагретая до температуры кипения под сконцентрированными солнечными лучами вода.

Солнечная термальная электростанция в испанском городе Севилья

Солнечные же батареи производят непосредственно электричество, что намного эффективнее. При прямой трансформации теряется значительно меньше энергии, чем при многоступенчатой, как у коллекторов (концентрация солнечных лучей, нагрев воды и выделение пара, вращение паровой турбины и только в конце выработка электричества генератором).

Современные солнечные батареи состоят из цепи фотоэлементов – полупроводниковых устройств, преобразующих солнечную энергию напрямую в электрический ток. Процесс преобразования энергии солнца в электрической ток называется фотоэлектрическим эффектом.

Данное явление открыл французский физик Александр Эдмон Беккерель в середине XIX века. Первый же действующий фотоэлемент спустя полвека создал русский ученый Александр Столетов. А уже в двадцатом столетии фотоэлектрический эффект количественно описал не требующий представления Альберт Эйнштейн.

Беккерель, Столетов и Эйнштейн – именно этому «трио» ученых мы обязаны созданием солнечных батарей

 

Принцип работы

Полупроводник – это такой материал, в атомах которого либо есть лишние электроны (n-тип), либо наоборот, их не хватает (p-тип). Соответственно, полупроводниковый фотоэлемент состоит из двух слоев с разной проводимостью. В качестве катода используется n-слой, а в качестве анода – p-слой.

Лишние электроны из n-слоя могут покидать свои атомы, тогда как p-слой эти электроны захватывает. Именно лучи света «выбивают» электроны из атомов n-слоя, после чего они летят в p-слой занимать пустующие места. Таким способом электроны бегут по кругу, выходя из p-слоя, проходя через нагрузку (в данном случае аккумулятор) и возвращаясь в n-слой.

Схема работы фотоэлемента

Первым в истории фотоэлектрическим материалом был селен. Именно с его помощью производили фотоэлементы в конце XIX и начале XX веков. Но учитывая крайне малый КПД (менее 1 процента), селену сразу же начали искать замену.

Массовое же производство солнечных батарей стало возможным после того как телекоммуникационная компания Bell Telephone разработала фотоэлемент на основе кремния. Он до сих пор остается самым распространенным материалом в производстве солнечных батарей. Правда, очистка кремния – процесс крайне затратный, а потому мало-помалу пробуются альтернативы: соединения меди, индия, галлия и кадмия.

Селен – исторически первый, а кремний – самый массовый материал в производстве фотоэлементов

Понятное дело, что мощности отдельных фотоэлементов недостаточно, чтобы питать мощные электроприборы. Поэтому их объединяют в электрическую цепь, тем самым формируя солнечную батарею (другое название – солнечная панель).

На каркас солнечной батареи фотоэлементы крепятся таким образом, чтобы их в случае выхода из строя можно было заменять по одному. Для защиты от воздействия внешних факторов всю конструкцию покрывают прочным пластиком или закаленным стеклом.

Мобильный телефон Samsung E1107 оснащен солнечной батареей

 

Существующие разновидности

Классифицируются солнечные батареи по мощности вырабатываемого электричества, которая зависит от площади панели и ее конструкции. Мощность потока солнечных лучей на экваторе достигает 1 кВт, тогда как в наших краях в облачную погоду она может опускаться ниже 100 Вт. В качестве примера возьмем средний показатель (500 Вт) и в дальнейших расчетах будем отталкиваться от него.

Наручные часы Citizen Eco-Drive с солнечной батареей вместо циферблата

Самым низким коэффициентом фотоэлектрического преобразования обладают аморфные, фотохимические и органические фотоэлементы. У первых двух типов он равен примерно 10 процентам, а у последнего – всего лишь 5 процентам. Это означает, что при мощности солнечного потока в 500 Вт солнечная панель площадью один квадратный метр будет вырабатывать соответственно 50 и 25 Вт электроэнергии.

Монтаж солнечных панелей на крыше жилого дома

В противовес вышеупомянутым типам фотоэлементов выступают солнечные батареи на основе кремниевых полупроводников. Коэффициент фотоэлектрического преобразования на уровне 20%, а при благоприятных условиях — и 25% для них привычное дело. Как результат, мощность метровой солнечной панели может достигать 125 Вт.

Гоночный электромобиль Honda Dream на солнечных батареях появился еще в 1996 г.

Конкурировать по мощности с кремниевыми солнечными батареями способны разве что решения на основе арсенида галлия. Используя это соединение, инженеры научились создавать многослойные фотоэлементы с КФП свыше 30% (до 150 Вт электричества с квадратного метра).

Портативная солнечная панель Solarland мощностью 130 Вт и стоимостью $860

Если же говорить о площади солнечных батарей, то существуют как миниатюрные «пластинки» мощностью до 10 Вт (для частой транспортировки), так и широченные «листы» на 200 Вт и более (сугубо для стационарного использования).

Беспилотный самолет, разработанный NASA Ames Research Center, способен на солнечной энергии пролететь от восточного побережья США до западного

На работу солнечных батарей может негативно влиять ряд факторов. К примеру, с ростом температуры снижается КФП фотоэлементов. Это при том, что солнечные батареи как раз-то и устанавливают в жарких солнечных странах. Получается своеобразная палка о двух концах.

Солнечную батарею Voltaic можно носить у себя за спиной

А если затемнить часть солнечной панели, то неактивные фотоэлементы не только прекращают вырабатывать электричество, но и становятся дополнительной, зловредной нагрузкой.

«Солнечное дерево – культурный и одновременно научный символ австрийского городка Глайсдорф

 

Крупнейшие производители

Лидерами глобального производства солнечных батарей являются компании Suntech, Yingli, Trina Solar, First Solar и Sharp Solar. Первые три представляют Китай, четвертая – США, а пятая, как нетрудно догадаться, является подразделением японской корпорации Sharp.

Гольфкар на солнечных батареях – бесшумное и экологически чистое средство передвижения

Американская компания First Solar не только производит солнечные батареи, но и принимает непосредственное участие в проектировании и строительстве солнечных электростанций. Мощнейшая в мире СЭС Агуа-Калиенте, которая находится в штате Аризона, США – дело рук инженеров First Solar.

Крупнейшую же украинскую СЭС «Перово» строила и снабжала солнечными панелями австрийская компания Activ Solar.

Китайская же компания Suntech прославилась тем, что готовила к летней Олимпиаде-2008 футбольный стадион под названием «Птичье гнездо» в Пекине. Вырабатываемая на протяжении дня с помощью солнечных батарей электроэнергия аккумулируется, а затем используется для освещения стадиона, полива травы на футбольном поле и работы телекоммуникационного оборудования.

Национальный стадион в Пекине густо усеян солнечными батареями производства Suntech

 

Выводы

Еще два десятилетия назад диковинкой казались микрокалькуляторы с фотоэлементами, что позволяло не менять в них «батарейку-таблетку» годами. Сейчас же мобильные телефоны со встроенной в заднюю крышку солнечной панелью никого не удивляют. А ведь это мелочь в сравнении с автомобилями и самолетами (пусть и беспилотными), которые научились передвигаться при помощи одной лишь солнечной энергии.

Будущее солнечных батарей видится точно таким же светлым, как само солнце. Хочется верить, что именно солнечные батареи позволят наконец-то вылечить смартфоны и планшеты от «розеткозависимости».

Как работают солнечные батареи ночью и в пасмурную погоду

Многими движет желание дистанцироваться от общих электросетей и стать независимыми , а также сэкономить значительные средства на оплате квитанций за электроэнергию. Российское правительство разрабатывает ряд мер, способствующих распространению альтернативной энергетики в нашей стране. Готовиться законопроект, согласно которому, излишки можно продавать в государственные энергетические компании. Ведущие европейские страны давно ведут грамотную политику в новой для нас области и уже добились определенных успехов.

Жители Германии, Швеции, Австралии могут не только пользоваться собственными источниками, но и продавать.

Принцип работы:

  • лучи падают на поверхность,
  • происходит поглощение света,
  • он преобразуется в электрический ток.

Чем больше попадает на поверхность лучей, тем выше КПД. А если их нет? Получается, и панель не работает и энергия не вырабатывается. Это не так.

Эффективность в пасмурную погоду

В плохую погоду гелио-модули способны вырабатывать электроэнергию. Дело лишь в том, насколько темно на улице. Ведь панели способные поглощать прямые лучи и рассеянный свет.

Ясно, что коэффициент полезного действия снизится, но не настолько критично, как многим кажется. В зависимости от степени облачности в среднем он снижается на 10-25%.

Хочется отметить деталь, которую обязательно нужно учитывать, при установке. Крыша дома, где планируется монтаж гелио-системы, не должна находиться в тени. Следует избавиться от всего, что даёт эту тень: лишних деревьев, построек, вышек. Либо перенести установку на другое место. Это даст вам более эффективную работу всей мини-электростанции.

Что касается осадков в виде дождя и снега, они несколько снижают КПД, но в целом глобально не влияют на работу. Если идёт дождь, но солнце, панели будут стабильно накапливать энергию. При эксплуатации зимой, важно грамотно произвести монтаж установки, правильно выставить наклон (не забываем, зимой солнце расположено несколько ниже, чем летом), а также регулярно производить очистку от снега и наледи. 

Работают ли батареи ночью?

Понятно, что солнца нет, а, значит, батарея не вырабатывает. Ночью модули не работают. Здесь есть два варианта пути: либо, как только батарея переходят в режим ожидания, вы должны будете подключаться к общей сети и брать энергию оттуда. Либо использовать аккумуляторы, способные накапливать, когда светло, а потом отдавать ее.

Таким образом, в ночное время, зимой, в любой момент, когда света не хватает для получения достаточного количества энергии, вам на помощь придут аккумуляторы, где хранится запас. Использование аккумуляторов также целесообразно в случае постоянных отключений электроэнергии.

Использование в других странах

Вы не поверите, но, например, Германия является достаточно пасмурной страной. Однако, именно там в 2006 году открылся самый большой в мире парк электростанций. Во многих городах США преобладает пасмурная дождливая погода. Это и Сан-Франциско, и Сиэтл, и Бостон. Но солнечная энергетика там продолжает развиваться и не сдаёт свои позиции.

Кроме того, не стоит забывать и о том, что в области солнечной энергетики постоянно происходит развитие, совершенствуются технологии, модули год от года становятся всё более эффективными, показывают наилучший КПД. А, кроме того, снижается их стоимость, что также сказывается на активности населения по их установке и эксплуатации.

Многие ученые занимаются разработкой модулей, которые будут даже ночью поглощать. Пока ведутся многочисленные разработки, ставятся эксперименты, но, будем надеяться, в скором времени они появятся на рынке.

Как работают солнечные батареи — Hi-News.ru

Cолнце есть и будет всегда! Возможно, это слишком смелое заявление, но это действительно так. По крайней мере, с точки зрения человечества. Пусть оно и взорвется через сколько-то там миллионов лет, но к тому времени мы уже покинем эту планету или сами, или в виде кучки пепла, которую развеет в космосе очередной огромный камень, налетевший на наш голубой шарик. Именно из-за такой стабильности Солнца его можно и нужно использовать для получения энергии. Люди уже давно научились это делать и сейчас продолжают совершенствовать технологии солнечной энергетики. Но как же работают солнечные панели, батареи и вообще, как можно превратить свет в электричество внутри розетки?

Солнечные панели позволяют сделать электричество чуть ли не бесплатным.

Когда появились солнечные батареи

Солнечные батареи были изобретены достаточно давно. Впервые эффект преобразования света в электричество был обнаружен Александром Эдмоном Беккерелем в 1842 году. Для создания первых прототипов потребовалось почти сто лет.

В 1948 году, а именно 25 марта, итальянский фотохимик Джакомо Луиджи Чемичан смог сделать то, что мы теперь используем и развиваем. Спустя 10 лет в 1958 году технология впервые была опробована в космосе в качестве элемента питания американского спутника, названного ”Авангард-1”. Спутник был запущен 17 марта, а уже 15 мая того же года это достижение повторили в СССР (аппарат ”Спутник-3”). То есть технологи начала массово применяться в разных странах почти одновременно.

Использование солнечных панелей в космосе — обычная практика.

Подобные конструкции применяются в космосе до сих пор, как важный источник энергии. А еще их используют на Земле для обеспечения энергией домов и даже целых городов. А еще их начали встраивать в гражданские электромобили для обеспечения большей автономности.

Вообще, важность подобных элементов невозможно переоценить. Только так можно добиться получения энергии в любой точке планеты. Гидроэнергетика, атомные станции, ветряки и тому подобные системы могут быть размещены только в определенных местах, стоят очень дорого или требуют соответствующей инфраструктуры. И только солнечные панели позволяют построить дом в пустыне и электрифицировать его. За относительно небольшие деньги. На «ветряк» их точно не хватит.

Как работают солнечные панели

Стоит немного уточнить, что понятие ”солнечная батарея” не очень правильное. Точнее правильное, но не имеющее отношение к тем системам питания, о которых мы говорим. Батарея там обычная, но получает энергию от солнечных панелей, которые преобразуют в электричество свет солнца.

Есть и еще одна энергия будущего - токамак. Просто о термоядерном реакторе, которого пока нет.

В основе солнечной панели лежат фотоэлектрические ячейки, которые помещены внутрь общей рамы. Для создания таких ячеек чаще всего используется кремний, но возможно использование и других полупроводников.

Энергия вырабатывается в тот момент, когда на полупроводник попадают солнечные лучи и нагревают его. В результате этого внутри полупроводника высвобождаются электроны. Под действием электрического поля электроны начинают двигаться более упорядоченно, что и приводит к появлению электрического тока.

Примерно так выглядит солнечная панель.

Для того, чтобы получить электричество, надо подключить контакты к обеим сторонам фотоэлемента. В результате этого он начнет питать электричеством подключенный потребитель или просто заряжать батарею, которая потом будет отдавать электричество в сеть, когда это понадобится.

Tesla может сделать электрическую «маршрутку» на базе Model 3

Основной упор на кремний делается из-за его кристаллических особенностей. Впрочем, в чистом виде кремний сам по себе является плохим проводником и для изменения свойств к нему делается крайне малое количество примесей, которые улучшают его проводимость. В основном в число примесей входит фосфор.

Как полупроводники вырабатывают электричество?

Полупроводник является материалом, в атомах которого либо есть лишние электроны (n-тип), либо их не хватает (p-тип). То есть полупроводник состоит из двух слоев с разной проводимостью.

В качестве катода в такой схеме используется n-слой. Анодом является p-слой. То есть электроны из первого слоя могут переходить во второй. Переход происходит за счет выбивания электронов фотонами света. Один фотон выбивает один электрон. После этого они, проходя через аккумулятор, попадают обратно в n-слой и все идет по кругу.

Когда энергия выработана, все начинается по кругу, а свет всегда горит.

В современных солнечных панелях в качестве полупроводника используется кремний, а начиналось все с селена. Селен показал крайне низкий КПД — не более одного процента — и ему сразу стали искать замену. Сейчас кремний в целом удовлетворяет требования промышленности, но есть у него и один существенный минус.

Как связаны коронавирус, солнечные панели и загрязнение воздуха?

Обработка и очистка кремния для приведения его к тому виду, в котором его можно будет использовать, является достаточно затратной процедурой. Чтобы снизить стоимость производства, проводят эксперименты с его альтернативами — медью, индием, галием и кадмием.

Эффективность солнечных панелей

Есть у кремния еще один минус, который не так существенен, как стоимость, но с которым тоже надо бороться. Дело в том, что кремний очень сильно отражает свет и из-за этого элемент вырабатывает меньше электричества.

Даже повесив столько панелей, все равно надо обеспечивать их нормальную работу. В том числе бороться с отражением света.

Как солнечный свет влияет на продуктивность человека?

Для того, чтобы уменьшить такие потери, фотоэлементы покрывают специальным антибликовым покрытием. Кроме такого слоя, надо использовать и защитный слой, который позволит элементу быть более долговечным и противостоять не только дождю и пыли, но даже падающим веткам небольшого размера. При установке на крыше дома это очень актуально.

Солнце -сила! Ее надо использовать!

Несмотря на общую удовлетворенность технологией и постоянную борьбу за улучшение показателей, современным солнечным панелям все равно есть куда стремиться. На данный момент массово производятся панели, которые перерабатывают до 20 процентов попадающего на них света. Но есть и более современные панели, которые пока ”доводятся до ума” — они могут перерабатывать до 40 процентов света.

А вообще, солнечная энергетика это круто! И помните, даже при таком «пАлящем» солнце система будет работать.

Принцип работы солнечной батареи — как работает солнечная панель?

Если раньше люди были зависимы от централизованного энергоснабжения, то сейчас у всех есть хорошая альтернатива – солнечные батареи. Такое оборудование идеально для установки в частных домах, дачах, на промышленных объектах. Электростанции стали доступнее по цене и разнообразнее по видам и мощности. В этой публикации мы детальнее рассмотрим принцип работы солнечной батареи, ее виды и преимущества использования в быту и на производстве.

Устройство и история появления солнечных батарей

Человечество уже давно задумывалось об использовании неиссякаемой энергии солнца. Первые попытки предпринимались еще в двадцатом веке. Тогда была разработана концепция термальной электростанции. Однако на практике она показывала очень низкую эффективность, ведь концепция подразумевала трансформацию энергии солнца. Проанализировав первую неудачу, ученые пришли к выводу, что необходимо использовать солнечные лучи напрямую. Такой принцип был открыт в 1839 году. Его основал Александр Беккерель. Однако до появления первых полупроводников прошло немало лет. Они были изобретены лишь в 1873 году. Этот год можно назвать началом работы над современными прототипами электростанций.

Если говорить о том, из чего состоит солнечная батарея, то изначально стоит упомянуть фотоэлементы. Их можно назвать маленькими генераторами. Именно они выполняют основную функцию – собирают энергию солнца. Сегодня есть несколько видов солнечных панелей, о которых будет рассказано в следующем разделе. Однако, независимо от вида, современная панель представляет собой основу определенного размера, на которой размещаются вышеупомянутые фотоэлементы. Эти элементы очень хрупкие, поэтому они дополнительно защищаются стеклом и полимерной подложкой.

Однако солнечные панели – это лишь часть всей электростанции. Также в нее входят другие элементы:

  1. Аккумуляторная батарея.
  2. Контролер заряда.
  3. Инвертор.
  4. Стабилизатор.

Каждый из перечисленных устройств выполняет свою функцию. Аккумулятор – накапливает и хранит добытую энергию, контролер – контролирует мощность, подключает и отключает батарею, анализируя уровень заряда. Инвертор называют еще преобразователем. Это оборудование превращает прямой ток в переменный. Благодаря ему электричество можно использовать для бытовых целей. Последней составляющей электростанции является стабилизатор. Он защищает всю систему от скачков напряжения.

Какие виды солнечных батарей существуют?

Есть несколько классификационных признаков, по которым все солнечные панели делятся на разные виды:

  1. Тип устройств.
  2. Материал изготовления фотоэлектрического слоя.

По типу устройства выделяют два вида: гибкие и жесткие. Первый тип отличается своей пластичностью. Такую панель можно легко скрутить в трубочку, ничего не повредив. Твердая панель не меняет своей формы. По материалу изготовления есть три вида: аморфные, поликристаллические, монокристаллические.

Аморфные батареи могут быть гибкими. Они непривередливы к месту установки, но КПД такого устройства очень низкий. Он составляет не более шести процентов. Поликристаллические изделия отличаются низкой ценой. Однако они более эффективны в пасмурную погоду. В очень жаркую погоду их выработка снижается чуть больше чем у монокристаллических модулей.

Если необходим максимальный эффект от электростанции, то следует отдавать предпочтение панелям с монокристаллическими элементами. Уровень их КПД достигает двадцати пяти процентов. Монокристаллические панели являются более дорогими, так как монокристаллический кремний при производстве требует больших энерго и временных затрат.

Сфера применения солнечных батарей

С разработкой новых технологий и развитием концепции питания от солнечной энергии сфера применения панелей стала довольно широкой. Раньше такие устройства обычно устанавливались на небольших частных домах или дачах. Они применялись исключительно в бытовых нуждах, так как потребляемая мощность была минимальная. Сейчас же есть мощнейшие электростанции, показывающие высокую эффективность работы. По этой причине сфера применения панелей стала больше.

Интересный факт! Энергии, которую выделает Солнце за одну секунду, может хватить для обеспечения электричеством всего человечества на пятьсот тысяч лет.

Солнечные батареи стали активно применяться на промышленных и коммерческих объектах, позволяя значительно экономить на их энергоснабжении. Также панели устанавливают на сельскохозяйственных предприятиях, на фермах, военно-космических объектах. Менее мощные панели применяются для изготовления различных приспособлений для быта: фонариков, калькуляторов, зарядных устройств, др. Они служат источником энергии там, где нет возможности подключиться к центральной сети. Такие приспособления пользуются большим спросом у охотников, рыбаков, любителей походов.

Важно! Солнечные электростанции современного образца будут эффективны везде: как в доме, так и на большом промышленном объекте. Однако для этого они должны быть правильно подобраны по необходимой мощности. Расчет данного параметра должен осуществляться специалистом.

Как работает солнечная панель: принцип работы устройства простым языком

Если предстоит покупка солнечных батарей, то нужно обязательно ознакомиться не только с их устройством, но и с принципом работы. Итак, как работает солнечная панель? Несмотря на внешнюю простоту устройства, принцип работы такой электростанции довольно сложный. Он основан на фотоэлектрическом эффекте, который достигается при помощи фотоэлементов.

Солнечные панели собирают лучи. Они попадают на фотоэлектрический слой. Солнечный свет приводит к высвобождению электронов из двух слоев. На освободившиеся место из первого слоя встают электроны второго слоя. Происходит постоянное движение электронов, что приводит к естественному образованию напряжения на внешней цепи. В результате один из фотоэлектрических слоев приобретает отрицательный заряд, а второй – положительный.

Эти действия приводят в работу аккумулятор. Он начинает набирать и хранить заряд. При этом уровень заряда аккумулятора постоянно контролируется. Если он низкий, контролер включает в работу солнечную панель. В случае высокого заряда это же устройство панель отключает. Далее включается в работу инвертор. Он преобразовывает ток из постоянного в переменный. С его помощи на выходе электростанции появляется напряжение в 220 В. Это дает возможность подключать и питать от электростанции бытовые приборы.

Подключение солнечной панели

Эффективность и правильность работы солнечных батарей зависит не только от их вида, мощности, но и от установки и подключения. Должна быть разработана правильная схема подключения всех элементов электростанции и грамотно выбрано место для установки солнечных панелей. Такую работу можно доверять только профессионалам.

Не секрет, что выходное напряжение одной панели относительно невысокое. Обычно используются несколько батарей одновременно. Все панели должны подключаться параллельно-последовательным способом. Такой тип подключения позволяет обеспечивать максимальную эффективность работы оборудования.

Преимущества, недостатки панелей

Солнечные батареи стали дешевле, что сделало их доступнее для более широкого круга потребителей. Однако перед покупкой каждый человек должен детально ознакомиться с преимуществами и недостатками этого источниками энергоснабжения. Среди его неоспоримых достоинств стоит отметить следующие:

  • экологическая безопасность. В наше время экология – это одна из насущных проблем. Солнечные электростанции работают без вреда окружающей среде. Они не выделяют при работе вредных веществ;
  • быстрая окупаемость. Стоимость электричества, как для бытовых пользователей, так и для предприятий, постоянно растет. С установкой панелей удается полностью или частично перейти на альтернативный источник энергии, являющийся абсолютно бесплатным и доступным каждому. Благодаря этому, покупка и установка оборудования окупается за считанные годы работы;
  • легкость использования электростанции. Несмотря на сложное устройство и принцип работы, эксплуатировать станцию довольно просто. Главное – следить за исправностью ее составляющих и не экономить на обслуживании, которое требуется не так часто;
  • быстрая установка. Профессионалы монтируют все элементы станции буквально за несколько часов или дней (в зависимости от количества панелей, мощности, др.). Больше времени занимает подбор составляющих и покупка оборудования.

Недостатки у таких установок тоже имеются. Самый основной заключается в дороговизне оборудования. Однако не стоит забывать, что большой вклад при покупке быстро окупится многолетним бесплатным использованием энергии солнца. Вторым серьёзным недостатком солнечных панелей является их зависимость от внешних факторов. Эффективность их работы зависит от погоды, температурных условий, положения по отношению к Солнцу, от чистоты поверхности.

Как достичь максимальной эффективности работы батарей?

Солнечную электростанцию имеет смысл ставить только в регионах с длительным световым днем. Там, где день короткий, можно применять панели только в качестве дополнительного источника света, но не основного. Как уже было замечено, разные виды солнечных батарей имеют свой КПД. Чтобы добиться максимального эффекта, следует выбирать устройства с максимальной производительностью, несмотря на их дороговизну.

Большую роль будет играть правильность расчета мощности всей установки. Это позволит подобрать необходимый размер и количество панелей, мощность других комплектующих станции. Также залогом эффективной работы панелей является мощный аккумулятор. В системе должно быть два аккумулятора, особенно в зимнее время года. Второй аккумулятор позволит накапливать достаточно энергии для обеспечения электричеством объекта в короткие световые дни.

Нельзя забывать и о других факторах, которые влияют на работу станции. Панели должны быть расположены под правильным углом, их нужно обязательно держать в чистоте. В противном случае, КПД батарей будет значительно снижаться.

как устроена и работает солнечная панель

Эффективное преобразование бесплатных лучей солнца в энергию, которую можно использовать для электроснабжения жилья и иных объектов, – заветная мечта многих апологетов зеленой энергетики.

Но принцип работы солнечной батареи, и ее КПД таковы, что о высокой эффективности таких систем пока говорить не приходится. Было бы неплохо обзавестись собственным дополнительным источником электроэнергии. Не так ли? Тем более что уже сегодня и в России с помощью гелиопанелей “дармовой” электроэнергией успешно снабжается немалое количество частных домохозяйств. Вы все еще не знаете с чего начать?

Ниже мы расскажем вам об устройстве и принципах работы солнечной панели, вы узнаете, от чего зависит эффективность гелиосистемы. А размещенные в статье видеоролики помогут собственноручно собрать солнечную панель из фотоэлементов.

Содержание статьи:

  • Солнечные батареи: терминология
  • Внутреннее устройство гелиобатареи
    • Виды кристаллов фотоэлементов
    • Принцип работы солнечной панели
  • Эффективность батарей гелиосистемы
  • Схема электропитания дома от солнца
  • Выводы и полезное видео по теме

Солнечные батареи: терминология

В тематике «солнечной энергетики» достаточно много нюансов и путаницы. Часто новичкам разобраться во всех незнакомых терминах поначалу бывает трудно. Но без этого заниматься гелиоэнергетикой, приобретая себе оборудование для генерации “солнечного” тока, неразумно.

По незнанию можно не только выбрать неподходящую панель, но и попросту сжечь ее при подключении либо извлечь из нее слишком незначительный объем энергии.

Максимум отдачи от солнечной панели можно будет получить, только зная, как она работает, из каких компонентов и узлов состоит и как все это правильно подключается

Вначале следует разобраться в существующих разновидностях оборудования для гелиоэнергетики. Солнечные батареи и солнечные коллекторы – это два принципиально разных устройства. Оба они преобразуют энергию лучей солнца.

Однако в первом случае на выходе потребитель получает энергию электрическую, а во втором тепловую в виде нагретого теплоносителя, т.е. солнечные панели используют для отопления дома.

Второй нюанс – это понятие самого термина «солнечная батарея». Обычно под словом «батарея» понимается некое аккумулирующее электроэнергию устройство. Либо на ум приходит банальный отопительный радиатор. Однако в случае с гелиобатареями ситуация кардинально иная. Они ничего в себе не накапливают.

Солнечной панелью генерируется постоянный электроток. Чтобы преобразовать его в переменный (используемый в быту), в схеме должен присутствовать инвертор

Солнечные батареи предназначены исключительно для генерации электрического тока. Он, в свою очередь, накапливается для снабжения дома электричеством ночью, когда солнце опускается за горизонт, уже в присутствующих дополнительно в схеме энергообеспечения объекта аккумуляторах.

Батарея здесь подразумевается в контексте некой совокупности однотипных компонентов, собранных в нечто единое целое. Фактически это просто панель из нескольких одинаковых фотоэлементов.

Внутреннее устройство гелиобатареи

Постепенно солнечные батареи становятся все дешевле и эффективней. Сейчас они применяются для подзарядки аккумуляторов в уличных фонарях, смартфонах, электроавтомобилях, частных домах и на спутниках в космосе. Из них стали даже строить полноценные солнечные электростанции (СЭС) с большими объемами генерации.

Гелиобатарея состоит из множества фотоэлементов (фотоэлектрических преобразователей ФЭП), преобразующих энергию фотонов с солнца в электроэнергию

Каждая солнечная батарея устроена как блок из энного количества модулей, которые объединяют в себе последовательно соединенные полупроводниковые фотоэлементы. Чтобы понять принципы функционирования такой батареи, необходимо разобраться в работе этого конечного звена в устройстве гелиопанели, созданного на базе полупроводников.

Виды кристаллов фотоэлементов

Вариантов ФЭП из разных химических элементов существует огромное количество. Однако большая их часть – это разработки на начальных стадиях. В промышленных масштабах сейчас выпускаются пока что только панели из фотоэлементов на основе кремния.

Кремниевые полупроводники используются при изготовлении солнечных батарей из-за своей дешевизны, особо высоким КПД они похвастаться не могут

Обычный фотоэлемент в гелиопанели – это тонкая пластина из двух слоев кремния, каждый из которых имеет свои физические свойства. Это классический полупроводниковый p-n-переход с электронно-дырочными парами.

При попадании на ФЭП фотонов между этими слоями полупроводника из-за неоднородности кристалла образуется вентильная фото-ЭДС, в результате чего возникает разность потенциалов и ток электронов.

Кремниевые пластины фотоэлементов различаются по технологии изготовления на:

  • Монокристаллические.
  • Поликристаллические.
  • Первые имеют более высокий КПД, но и себестоимость их производства выше, нежели у вторых. Внешне один вариант от другого на солнечной панели можно различить по форме.

    У монокристаллических ФЭП однородная структура, они выполняются в виде квадратов со срезанными углами. В отличие от них поликристаллические элементы имеют строго квадратную форму.

    Поликристаллы получаются в результате постепенного охлаждения расплавленного кремния. Метод этот предельно прост, поэтому такие фотоэлементы и стоит недорого.

    Но производительность в плане выработки электроэнергии из солнечных лучей у них редко превышает 15%. Связано это с “нечистотой” получаемых кремниевых пластин и внутренней их структурой. Здесь чем чище p-слой кремния, тем более высокий выходит КПД у ФЭП из него.

    Чистота монокристаллов в этом отношении гораздо выше, нежели у поликристаллических аналогов. Их делают не из расплавленного, а из искусственно выращенного цельного кристалла кремния. Коэффициент фотоэлектрического преобразования у таких ФЭП уже достигает 20-22%.

    В общий модуль отдельные фотоэлементы собираются на алюминиевой раме, а для защиты их сверху закрывают прочным стеклом, которое нисколько не препятствует солнечным лучам

    Обращенный к солнцу верхний слой пластинки-фотоэлемента делается из того же кремния, но уже с добавлением фосфора. Именно последний будет источником избыточных электронов в системе p-n-перехода.

    Принцип работы солнечной панели

    При падении солнечных лучей на фотоэлемент в нем генерируются неравновесные электронно-дырочные пары. Избыточные электроны и «дырки» частично переносятся через p-n-переход из одного слоя полупроводника в другой.

    В итоге во внешней цепи появляется напряжение. При этом на контакте p-слоя формируется положительный полюс источника тока, а на n-слоя – отрицательный.

    Разность потенциалов (напряжение) между контактами фотоэлемента появляется из-за изменения числа «дырок» и электронов с разных сторон p-n-перехода в результате облучения n-слоя солнечными лучами

    Подключенные к внешней нагрузке в виде аккумулятора фотоэлементы образуют с ним замкнутый круг. В результате солнечная панель работает, как своеобразное колесо, по которому вместе белки “бегают” электроны. А аккумуляторная батарея при этом постепенно набирает заряд.

    Стандартные кремниевые фотоэлектрические преобразователи являются однопереходными элементами. Переток в них электронов происходит только через один p-n-переход с ограниченной по энергетике фотонов зоной этого перехода.

    То есть каждый такой фотоэлемент способен генерировать электроэнергию только от узкого спектра солнечного излучения. Вся остальная энергия пропадает впустую. Поэтому-то и эффективность у ФЭП так низка.

    Чтобы повысить КПД солнечных батарей, кремниевые полупроводниковые элементы для них в последнее время стали делать многопереходными (каскадными). В новых ФЭП переходов уже несколько. Причем каждый из них в этом каскаде рассчитан на свой спектр солнечных лучей.

    Суммарная эффективность преобразования фотонов в электроток у таких фотоэлементов в итоге возрастает. Но и цена их значительно выше. Здесь либо простота изготовления с невысокой себестоимостью и низким КПД, либо более высокая отдача вкупе с высокой стоимостью.

    Солнечная батарея может работать как летом, так и зимой (ей нужен свет, а не тепло) – чем меньше облачность и ярче светит солнце, тем больше гелиопанель сгенерирует электрического тока

    При работе фотоэлемент и вся батарея постепенно греется. Вся та энергия, что не пошла на генерацию электротока, трансформируется в тепло. Часто температура на поверхности гелиопанели поднимается до 50–55 °С. Но чем она выше, тем менее эффективно работает фотогальванический элемент.

    В итоге одна и та же модель солнечной батареи в жару генерирует тока меньше, нежели в мороз. Максимум КПД фотоэлементы показывают в ясный зимний день. Тут сказываются два фактора – много солнца и естественное охлаждение.

    При этом если на панель будет падать снег, то электроэнергию она генерировать все равно продолжит. Более того, снежинки даже не успеют на ней особо полежать, растаяв от тепла нагретых фотоэлементов.

    Эффективность батарей гелиосистемы

    Один фотоэлемент даже в полдень при ясной погоде выдает совсем немного электроэнергии, достаточной разве что для работы светодиодного фонарика.

    Чтобы повысить выходную мощность, несколько ФЭП объединяют по параллельной схеме для увеличения постоянного напряжения и по последовательной для повышения силы тока.

    Эффективность солнечных панелей зависит от:

    • температуры воздуха и самой батареи;
    • правильности подбора сопротивления нагрузки;
    • угла падения солнечных лучей;
    • наличия/отсутствия антибликового покрытия;
    • мощности светового потока.

    Чем ниже температура на улице, тем эффективней работают фотоэлементы и гелиобатарея в целом. Здесь все просто. А вот с расчетом нагрузки ситуация сложнее. Ее следует подбирать исходя из выдаваемого панелью тока. Но его величина меняется в зависимости от погодных факторов.

    Гелиопанели выпускаются с расчетом на выходное напряжение, кратное 12 В – если на аккумулятор надо подать 24 В, то две панели к нему придется подсоединить параллельно

    Постоянно отслеживать параметры солнечной батареи и вручную корректировать ее работу проблематично. Для этого лучше воспользоваться контроллером управления, который в автоматическом режиме сам подстраивает настройки гелиопанели, чтобы добиться от нее максимальной производительности и оптимальных режимов работы.

    Идеальный угол падения лучей солнца на гелиобатарею – прямой. Однако при отклонении в пределах 30-ти градусов от перпендикуляра эффективность панели падает всего в районе 5%. Но при дальнейшем увеличении этого угла все большая доля солнечного излучения будет отражаться, уменьшая тем самым КПД ФЭП.

    Если от батареи требуется, чтобы она максимум энергии выдавала летом, то ее следует сориентировать перпендикулярно к среднему положению Солнца, которое оно занимает в дни равноденствия по весне и осени.

    Для московского региона – это приблизительно 40–45 градусов к горизонту. Если максимум нужен зимой, то панель надо ставить в более вертикальном положении.

    И еще один момент – пыль и грязь сильно снижают производительность фотоэлементов. Фотоны сквозь такую “грязную” преграду просто не доходят до них, а значит и преобразовывать в электроэнергию нечего. Панели необходимо регулярно мыть либо ставить так, чтобы пыль смывалась дождем самостоятельно.

    Некоторые солнечные батареи имеют встроенные линзы для концентрирования излучения на ФЭП. При ясной погоде это приводит к повышению КПД. Однако при сильной облачности эти линзы приносят только вред.

    Если обычная панель в такой ситуации будет продолжать генерировать ток пусть и в меньших объемах, то линзовая модель работать прекратит практически полностью.

    Солнце батарею из фотоэлементов в идеале должно освещать равномерно. Если один из ее участков оказывается затемненным, то неосвещенные ФЭП превращаются в паразитную нагрузку. Они не только в подобной ситуации не генерируют энергию, но еще и забирают ее у работающих элементов.

    Панели устанавливать надо так, чтобы на пути солнечных лучей не оказалось деревьев, зданий и иных преград.

    Схема электропитания дома от солнца

    Система солнечного электроснабжения включает:

  • Гелиопанели.
  • Контроллер.
  • Аккумуляторы.
  • Инвертор (трансформатор).
  • Контроллер в этой схеме защищает как солнечные батареи, так и АКБ. С одной стороны он препятствует протеканию обратных токов по ночам и в пасмурную погоду, а с другой – защищает аккумуляторы от чрезмерного заряда/разряда.

    Аккумуляторные батареи для гелиопанелей следует подбирать одинаковые по возрасту и емкости, иначе зарядка/разрядка будут происходить неравномерно, что приведет к резкому снижению срока их службы

    Для трансформации постоянного тока на 12, 24 либо 48 Вольта в переменный 220-вольтовый нужен инвертор. Автомобильные аккумуляторы применять в такой схеме не рекомендуется из-за их неспособности выдерживать частые перезарядки. Лучше всего потратиться и приобрести специальные гелиевые AGM либо заливные OPzS АКБ.

    Выводы и полезное видео по теме

    Принципы работы и схемы подключения солнечных батарей не слишком сложны для понимания. А с собранными нами ниже видеоматериалами разобраться во всех тонкостях функционирования и установки гелиопанелей будет еще проще.

    Доступно и понятно, как работает фотоэлектрическая солнечная батарея, во всех подробностях:

    Как устроены солнечные батареи смотрите в следующем видеоролике:

    Сборка солнечной панели из фотоэлементов своими руками:

    Каждый элемент в системе солнечного электроснабжения коттеджа должен быть подобран грамотно. Неизбежные потери мощности происходят на аккумуляторах, трансформаторах и контроллере. И их обязательно надо сократить до минимума, иначе и так достаточно низкая эффективность гелиопанелей окажется сведена вообще к нулю.

    В ходе изучения материала появились вопросы? Или вы знаете ценную информацию по теме статьи и можете сообщить ее нашим читателям? Пожалуйста, оставляйте свои комментарии в расположенном ниже блоке.

    Источник sovet-ingenera.com

    Как работают солнечные батареи — принцип работы солнечных панелей

     
    Популярным способом получения альтернативной энергии является установка и эксплуатация солнечных станций. Системы состоят из солнечных батарей, преобразователей, аккумуляторов и некоторых других элементов. Главная задача такого комплекта получить солнечную энергию, трансформировать ее в электрический ток, накопить электричество и при необходимости отдать его на точку забора – розетку, выключатель.
     
    И хоть все составляющие системы крайне важны, большинству потребителей, которые хорошо помнят уроки физики из школьной программы, понятно, как каждый элемент работает. А как работает солнечная батарея? Этот вопрос интересует многих потребителей, кто намерен установить панели на крышу или на специальные столы наземным способом. Во всей системе, наверное, именно это конструктивное звено остается менее понятным для большинства пользователей.
     
    Чтобы прояснить этот момент, эксперты «GREEN SYSTEM» решили рассказать простыми словами, как работают солнечные батареи. Если после прочтения статьи у вас останутся вопросы, специалисты компании готовы ответить на них в телефонном режиме или при личной встрече в нашем офисе. Приглашаем к сотрудничеству частных лиц, фермерские хозяйства, коммерческие организации и предприятия промышленности. Мы проектируем, устанавливаем и обслуживаем солнечные станции нужной мощности с учетом потребностей и возможностей конкретного объекта. Ну а теперь перейдем к ответу на вопрос: «Как работает солнечная батарея?».
     

    Комплектация

     
    Основными компонентами батареи являются солнечные панели, состоящие из кремниевых фотоэлементов. Из монокристаллического или поликристаллического кремния делаются тончайшие пластины, которые и являются элементами, способными «вбирать» солнечный свет для его последующего преобразования в традиционное электричество. Фотоэлементы соединяются параллельно-последовательным способом друг с другом в единую цепь. Модуль дополнен алюминиевой рамкой, проводами, распределительной коробкой. Все перечисленные детали соединены в один блок герметиками.
     

     
    Интересная информация: Кремниевые пластины, к сожалению изобретателей, сильно отражают свет. Соответственно часть солнечной энергии отражается, не используется модулем. Для уменьшения потерь фотоэлектрические пластинки покрываются антибликовым слоем. А чтобы предотвратить повреждение пластины из кремния от ветра, дождя, града, сверху модуль закрывается ударопрочным стеклом.
     
    При этом работа солнечных панелей сама по себе не даст никакого результата, если блок не будет подключен к следующим дополнительным компонентам:
     

    • Аккумулятор. Его роль накопительная. Аккумулятор накапливает энергию, которую получили и преобразовали фотоэлементы. Установка АКБ позволяет использовать электричество тогда, когда возникает потребность в нем. Аккумулятор обеспечивает здание или оборудование электроэнергией в темное время суток и в пасмурную погоду, если не хватает энергии от фотомодулей. Нужно понимать, что в АКБ заряд идет постоянным током большого ампеража и низкого вольтажа. Для преобразования такого тока в переменный 200 вольт нужны специальные устройства.
    • Контроллер заряда. Критически важно обеспечить правильную нагрузку и вольтаж для заряда АКБ. Часто контроллеры заряда входят в состав гибридных инверторов или блока литий ионных батарей. Это BMS контроллеры
    • Инвертор-преобразователь. Важнейший элемент системы, задача которого состоит в преобразовании постоянного тока, поступающего контроль заряда АКБ, контроль нагрузки потребителей, преобразование гармоник, всплесков и других характеристик сети (у электрического тока с нашей с вами сети есть еще ряд параметров и характеристик кроме 200 вольт и 50 герц)в переменный заряд.
    • Стабилизатор напряжения. Этот компонент отвечает за поддержание оптимальных показателей напряжения в сети.

     

     
    Итак, без любого из перечисленных элементов, система работать не сможет. А чтобы она не просто работала, а демонстрировала надежность и стабильность, компоненты должны быть грамотно подобраны. Их характеристики должны соответствовать общим расчетам, поэтому проектирование системы нужно доверять профессионалам, работающим в данной сфере.
     

    Кристаллы фотоэлементов: виды и различия

     
    Уже упоминалось, что пластины солнечных панелей могут быть монокристаллическими и поликристаллическими. Чем они отличаются?
     

    • Монокристаллические фотоэлементы изготавливаются из пластин кремния, которые, в свою очередь, представляют собой тончайшие срезы кремниевого кристалла, выращенного из очищенного сырья. Они демонстрируют высокий КПД до 22%. Первые фотомодули в лабораториях были из селена, который давал КПД около 1% !!! Вот такой путь от лаборатории до эффективной технологии прошли фотомодули за почти полвека Панели с монокристаллическими элементами достаточно дорогие, что объясняется дороговизной производственного процесса.
    • Поликристаллические фотоэлементы производятся путем расплавления кремниевого сырья и его постепенного охлаждения. Степень очистки кремния в них ниже, производственный процесс – проще, чем в первом случае. Но и результат, который можно получить при использовании таких фотоэлементов, не такой высокий. КПД достигает всего 15%.

     
    Итак, фотоэлектрические элементы выбранного типа в нужном количестве соединяется между собой последовательно-параллельно. Такой принцип соединения позволяет получить высокие показатели напряжения и тока. Кроме того, при выходе одного элемента из строя, цепь сохраняет работоспособность, и панель может функционировать без сбоя.
     
    Интересно знать: Монокристаллические и поликристаллические кремниевые панели не единственные доступные. Это самые популярные варианты, которые наиболее часто используются в солнечной промышленности. Но ученые, неудовлетворенные сложность выращивания кристаллов и недостаточно высоким КПД, продолжают искать им альтернативу. К примеру, конкурентами кремниевых батарей можно считать тонкопленочные кремниевые, кадмиевые фотоэлементы, пленки селенида меди-индия-галлия. Хоть КПД у этих устройств также варьируется на показателе 10-11%, но есть у них свои плюсы. Тонкая пленка эластична, долговечна, может наноситься на поверхности с неправильной геометрией. И, как показывают тесты, пленочные фотоэлектрические элементы лучше принимают лучи в пасмурную погоду. Когда речь идет о небольших объемах необходимой альтернативной энергии, такой вариант может быть рассмотрен.
     
    Крупнейшими производителями солнечных панелей являются Китай и США. Китайские батареи отличаются конкурентной ценой. При этом они полностью соответствуют мировым стандартам, сертифицированы, надежны и долговечны.
     

     

    Принцип работы солнечных панелей

     
    Теперь, когда мы разобрались, что такое солнечная панель, рассмотрим принцип работы солнечных батарей. Важно отметить, что в конструкции модулей есть два вида полупроводников:
     

    • n-слой с избыточным числом электронов;
    • p-слой с дефицитом электронов.

     

     
    При попадании солнечных световых потоков на n-слой его электроны высвобождаются из атомов и под действием электрического поля перемещаются на p-слой, где изначально наблюдалась их недостача. После перенаправления выработанной энергии на АКБ они вновь перемещаются на первый слой, где для них есть свободное место. Направленное движение электронов – это и есть электрический ток. Процесс не прекращается, пока аккумулятор не наберет заряд. Мощность солнечной панели длиной в метр может достигать 125 Вт.
     
    Интересно знать: Солнечная панель может иметь многослойное строение или конструкцию с несколькими p-n переходами. Многослойные блоки улавливают солнечные потоки разного спектра, лучи разной длины. Пока такие вариации используются только в космической сфере, но скоро могут появиться и в широком доступе в солнечной промышленности. Их конструктивная особенность заключается в наличии специальных призм, разделяющих разные световые потоки. Что касается эффективности, то трехслойные панели демонстрируют КПД до 49%, а модели с бесконечным числом слоев имеют КПД до 68%.
     
    Важная информация: Так как батарея устанавливается, чтобы получать и преобразовывать энергию солнца, то вполне понятно, что панели монтируются на площадках, где открыт доступ к солнечному свету. Если часть конструкции оказывается затемненной, это может вызвать падение выходного напряжения. Поэтому место установки тщательно продумывается, убираются все, что может создать тень. Например, крона деревьев формируется так, чтобы она не отбрасывала тень на панели.
     

    Какие плюсы получает владелец солнечных батарей

     
    Солнечные батареи – это современные технологии. И все же. Какие преимущества получает владелец станции? Даже одна батарея позволяет:
     

    • существенно экономить на электроэнергии, ведь ее мощности хватит, чтобы частично или полностью отказаться от тока из центральных электросетей;
    • окупаемость солнечных станций 3-5 лет, далее владелец получает чистую прибыль;
    • при правильно спроектированной системе энергии солнца после трансформации в электрический ток может хватать, чтобы отапливать дом и подогревать горячую воду;
    • излишки электричества можно продавать по «Зеленому тарифу».

     

     
    Интересно знать: Многие люди уверены, что зимой солнечная батарея не будет эффективной, так как световой день короткий, энергии солнца гораздо меньше, чем летом. Но не стоит забывать, что снег прекрасно отражает лучи. Поэтому на панели, при правильной их установке, будет попадать часть отраженного света. И мощность модуля сократиться в зимнее время незначительно. С 2019 года производители начали выпускать двухсторонние фотомодули, которые эффективно улавливают отраженное излучение. КПД таких модулей выше на 5-7 % по сравнению с обычными.
     
    В рамках данного материала эксперты компании GREEN SYSTEM рассказали, из чего состоят солнечные панели, как работают батареи. В офисе компании в г. Запорожье бул Парковый 1ф оф 4 вы сможете увидеть образцы солнечных панелей различных типов, комплектующие солнечных электростанций. Действует реальная модель автономной СЭС. Мы покажем аналитику и статискиу по работающим объектам, построенным нашей компанией, расскажем о ньюансах этих объектов и о том как строить эффективные солнечные станции.
     
    Если вы хотите узнать больше про возможные выгоды от установки солнечных батарей или про принцип действия солнечной панели, свяжитесь с нашим менеджером по телефону. Специалист даст консультацию в телефонном режиме или назначит встречу на удобное для вас время.

    Солнечные батареи для отопления дома с помощью Солнца

    Постоянная нехватка энергоносителей при бешеном росте промышленности привело к тому, что человечество всерьез стало искать альтернативные источники сырья, которые могли бы обеспечить светом и теплом наши дома, когда природные запасы традиционного топлива иссякнут.

    Одними из самых распространенных источников стали солнечные батареи для отопления дома и получения электроэнергии. Панели поглощающие излучение Солнца фактически перерабатывают солнечный свет для получения энергии.

    Как извлекается энергия небесного светила:

    Солнечные батареи вырабатывающие электричество работают согласно простому закону физики, при котором на фоторецепторы воздействует солнечный свет, возбуждая в них микро разряды. Несмотря на то, что мощность одного фоторецептора минимальна, на одном квадратном метре батареи их множество, кроме того когда электричество не используется напрямую, солнечные батареи накапливают его в аккумуляторы. Стандартная система отопления дома от Солнца на основе электричества подразумевает установку дополнительного оборудования:

    • Первичного преобразователя;
    • Преобразователя постоянного тока из аккумулятора в переменный, используемый большинством бытовых приборов;
    • Реле регулировки заряда аккумуляторной батареи следящее за зарядом аккумулятора и переключающее режимы работы, от батареи или напрямую, в момент, когда солнечного света для этого достаточно;
    • Реле отбора мощности регулирующее мощность тока извлекаемого из батареи.


    Кроме солнечной батареи для отопительных систем, в Германии и других странах Европы, используют солнечные коллекторы. Они также преобразуют солнечный свет, только не в электричество, а в прямую тепловую энергию. В солнечный коллектор состоящий из множества небольших стеклянных труб, закачивается специальный теплоноситель с минимальным порогом нагрева. Это позволяет отбирать даже минимальное тепло Солнца, преумножать его, разносить по отопительной системе дома. Конечно, этот метод отопления с помощью Солнца напрямую зависит от количества и интенсивности солнечного света и используется как вспомогательный, так как в ночное время эффективности от него практически нет.

    Монтаж и эксплуатация:

    Место для монтажа солнечных коллекторов должно подбираться исходя из наибольшего освещения солнцем в течение дня. Как правило, это юго-восточный скат крыши дома, либо южный сектор участка не закрытый кронами деревьев. Если отопление здания с помощью солнца предусматривает установку коллекторов, то крепятся они только на скате крыши здания, это позволяет собирать максимум солнечного света.

    После правильного монтажа солнечные батареи для отопления дома в принципе не требуют какого-либо сервисного обслуживания, они полностью автономны и обладают длительными эксплуатационными сроками. Единственное, что рекомендуется в плане ухода, это регулярная чистка поверхности солнечной батареи или коллектора, который загрязняется от пыли, дождей и другого мусора, что существенно снижает пользу от отопления дома солнечной энергией при помощи этих приспособлений.

    Преимущества альтернативной энергетики:

    Современные модели солнечных батарей существенно отличаются от своих первых моделей, прежде всего эффективностью.

    1. Солнечные батареи не используют прямые солнечные лучи для накопления энергии, они достаточно эффективно работают даже в облачную погоду.
    2. Солнечное отопление дома способно дать практически полную автономию. Хотя для некоторых регионов оно рекомендуется только как дополнительная система. Зачастую это единственное решение в вопросе получения тепла и света в местах, где централизованных электросетей нет, а использование дизельных или газовых электростанций нецелесообразно.
    3. Большая часть солнечных батарей для отопления дома способны производить не только тепло, но и электричество, которое можно использовать в быту.
    4. Возможность подключения емких аккумуляторов позволяет использовать накопленное в течение светового дня электричество на протяжении длительного времени после захода солнца.

    Недостатки оборудования:

    1. Хорошие солнечные панели достаточно обширны и требуют большой площади для сбора полноценной станции, чтобы организовать отопление на солнечных батареях. В ясную погоду, в среднем с одного м2 получается около 120Вт электромощности. Это происходит из-за низкого КПД, но при этом среди альтернативных источников питания солнечные батареи остаются наиболее эффективными. По сегодняшним стандартам, для обеспечения электроэнергией семьи из 3-4 человек необходимо установить батареи площадью не менее 20 квадратных метров.
    2. Достаточно большая стоимость оборудования является минусом только отчасти, ведь самоокупаемость таких батарей работающих от солнечной энергии, при нынешних тарифах на свет довольно быстрая.

    Руководство домовладельца по переходу на солнечную энергию

    У потребителей есть разные финансовые возможности для выбора, когда они решают перейти на солнечную энергию. В целом, приобретенная солнечная система может быть установлена ​​с более низкой общей стоимостью, чем система, установленная с использованием солнечной ссуды, аренды или договора купли-продажи электроэнергии (PPA).

    Если вы предпочитаете покупать свою солнечную энергетическую систему, солнечные займы могут снизить первоначальные затраты на систему. В большинстве случаев ежемесячные платежи по кредиту меньше, чем типичный счет за электроэнергию, что поможет вам сэкономить деньги с самого начала.Ссуды на солнечную энергию действуют так же, как ссуды на улучшение жилищных условий, и некоторые юрисдикции предлагают субсидированные ссуды на солнечную энергию с процентными ставками ниже рыночных, что делает солнечную энергию еще более доступной. Новые домовладельцы могут добавить солнечную батарею в рамках своей ипотеки с помощью кредитов, предоставляемых Федеральной жилищной администрацией и Fannie Mae, что позволяет заемщикам включать финансирование для улучшения дома в покупную цену дома. Покупка солнечной энергетической системы дает вам право на получение налогового кредита на инвестиции в солнечную энергетику или ITC.В декабре 2020 года Конгресс утвердил расширение ITC, которое предоставляет 26% налоговую скидку для систем, установленных в 2020-2022 годах, и 22% для систем, установленных в 2023 году. Срок действия налоговой скидки истекает, начиная с 2024 года, если Конгресс не продлит ее. Узнайте больше о ITC.

    Аренда солнечных батарей и PPA позволяют потребителям размещать солнечные энергетические системы, принадлежащие компаниям, производящим солнечную энергию, и выкупать произведенную электроэнергию. Потребители заключают соглашения, которые позволяют им иметь более низкие счета за электроэнергию без ежемесячных выплат по кредиту.Во многих случаях это означает, что не нужно тратить деньги на использование солнечной энергии. Аренда солнечных батарей влечет за собой фиксированные ежемесячные платежи, которые рассчитываются с использованием расчетного количества электроэнергии, производимой системой. При использовании PPA для солнечной энергии потребители соглашаются покупать электроэнергию, вырабатываемую системой, по установленной цене за киловатт-час произведенной электроэнергии. Однако с обоими этими вариантами вы не имеете права на налоговые льготы, поскольку не владеете солнечной энергетической системой.

    Ориентироваться в сфере финансирования солнечной энергетики может быть сложно.Альянс штатов за чистую энергию выпустил руководство, чтобы помочь домовладельцам понять их варианты, объясняя преимущества и недостатки каждого из них. Скачайте руководство.

    Solar 101: Как работает солнечная энергия (шаг за шагом)

    Вы когда-нибудь смотрели на солнечные панели на крышах и задавались вопросом, что именно они делают и как? Что ж, эти высокотехнологичные пространства мерцающего стекла на самом деле являются всего лишь одним компонентом в сложной сети, которая использует возобновляемую энергию солнца для доставки электричества в дом.

    Давайте посмотрим, как работает солнечная энергия, шаг за шагом.

    Как солнечные панели вырабатывают электричество?

    ШАГ 1: Панели активируются солнечным светом.


    Солнечная система стоечно-панельная

    Каждая отдельная панель состоит из слоя кремниевых ячеек, металлического каркаса, стеклянного корпуса, окруженного специальной пленкой, и проводки. Для максимального эффекта панели группируются в «массивы» (упорядоченная серия) и размещаются на крышах или на больших открытых площадках.Солнечные элементы, которые также называют фотоэлектрическими элементами , поглощают солнечный свет в дневное время.

    ШАГ 2: Ячейки вырабатывают электрический ток.


    Кремниевый слиток и пластина

    Внутри каждого солнечного элемента находится тонкая полупроводниковая пластина, сделанная из двух слоев кремния. Один слой заряжен положительно, а другой — отрицательно, образуя электрическое поле. Когда световая энергия солнца попадает на фотоэлектрический солнечный элемент, он возбуждает энергию и заставляет электроны «отрываться» от атомов внутри полупроводниковой пластины.Эти свободные электроны приводятся в движение электрическим полем, окружающим пластину, и это движение создает электрический ток.

    ШАГ 3: Преобразуется электрическая энергия.


    Солнечный инвертор. Изображение предоставлено SMA Solar Technology AG

    Теперь у вас есть солнечные панели, которые эффективно преобразуют солнечный свет в электричество, но вырабатываемое электричество называется электричеством постоянного (или постоянного) тока, а это не тот тип электричества, который питает большинство домов, а именно электричество переменного тока (или переменного тока).К счастью, электричество постоянного тока можно легко преобразовать в электричество переменного тока с помощью устройства, называемого инвертором. В современных солнечных системах эти инверторы могут быть сконфигурированы как один инвертор для всей системы или как отдельные микроинверторы, прикрепленные за панелями.

    ШАГ 4: Преобразованная электроэнергия питает ваш дом.


    Солнечный микроинвертор

    После того, как солнечная энергия преобразована из постоянного тока в переменный, она проходит через вашу электрическую панель и распределяется по дому для питания ваших приборов.Он работает точно так же, как электроэнергия, вырабатываемая через сеть вашей электроэнергетической компанией, поэтому ничего в доме не нужно менять. Поскольку вы по-прежнему остаетесь подключенными к своей традиционной энергетической компании, вы можете автоматически потреблять дополнительную электроэнергию, чтобы восполнить любую нехватку солнечной энергии из сети.

    ШАГ 5: Счетчик нетто измеряет использование.


    Умный электросчетчик

    В пасмурные дни и в ночное время ваша солнечная черепица или панели могут не улавливать достаточно солнечного света для использования в качестве источника энергии; и наоборот, в середине дня, когда никого нет дома, они могут собирать излишки энергии — больше, чем вам нужно для работы вашего дома.Вот почему счетчик используется для измерения электроэнергии, протекающей в обоих направлениях — в ваш дом и из него. Ваша коммунальная компания часто предоставляет кредиты за любую избыточную мощность, которую вы отправляете обратно в сеть. Это известно как чистое измерение .

    Заключение

    Теперь, когда вы знаете основы солнечной энергии, вы можете поразиться тому, как современные фотоэлектрические технологии могут улавливать огромную энергию солнца для управления домом. Возможно, это и не ракетостроение, но это определенно проявление человеческой изобретательности в лучшем виде.

    Заинтересованы в солнечной кровле для вашего дома? Изучите наши солнечные продукты или найдите сертифицированного установщика солнечных батарей в вашем регионе.

    Как работает солнечная энергия? Объяснение дома солнечной энергии

    Нет движущихся частей. Никакого горения и шума не происходит. Никакого другого места не требуется, кроме поверхности вашей крыши. Не требует топлива, только солнечный свет. И, несмотря на все это, он может питать весь ваш дом и производить избыточную электроэнергию, которую вы можете экспортировать своим соседям.

    Да, я говорю о солнечной энергии. То, как это работает, кажется таким замечательным и загадочным, что кажется почти волшебным. Но производство солнечной энергии на самом деле довольно простое. И, хотите верьте, хотите нет, солнечная технология, используемая в современных солнечных батареях, практически не изменилась с 1950-х годов.

    Итак, как работает солнечная энергия? Что должно произойти, чтобы простой солнечный свет превратился в электричество, которое может питать вашу бытовую технику?

    Этот блог ответит на эти вопросы.Также будет рассмотрено, как солнечная энергия работает в ночное время, и роль батарей в солнечных энергосистемах.

    Солнечные панели производят чистую и возобновляемую энергию, не полагаясь на ископаемое топливо.

    Как солнечная энергия питает ваш дом?

    В этом разделе мы объясним процесс, с помощью которого дома могут вырабатывать и использовать солнечную энергию с помощью солнечных батарей.

    Полезная солнечная энергия производится в 4 этапа:

    1. Солнечные панели вырабатывают электроэнергию постоянного тока
    2. Солнечный инвертор преобразует энергию в полезную электроэнергию переменного тока
    3. Солнечный инвертор для электроснабжения дома
    4. Избыточная солнечная энергия экспортируется в сеть

    1.Солнечные батареи вырабатывают электроэнергию постоянного тока

    Дома с системами солнечной энергии обычно имеют от 15 до 25 панелей солнечных батарей, установленных на крышах домов.

    Каждая солнечная панель состоит из 60 или 72 фотоэлектрических элементов, каждый из которых изготовлен из монокристаллического или поликристаллического кремния. Солнечные элементы предназначены для улавливания солнечного света и преобразования его в электричество постоянного тока (DC) за счет фотоэлектрического эффекта.

    Количество производимой солнечной электроэнергии зависит от силы солнечного света и конструкции солнечной панели.По состоянию на 2021 год отдельные солнечные панели обычно производят от 300 до 350 Вт каждая в оптимальных условиях.

    Подробнее: Как работают солнечные панели?

    2. Солнечный инвертор преобразует энергию в полезную электроэнергию переменного тока

    Бытовая техника предназначена для использования электричества переменного тока (AC), поэтому мощность постоянного тока, вырабатываемая солнечными элементами, должна быть преобразована перед подачей в дом. Эту функцию выполняет солнечный инвертор.

    В большинстве домов установлен одинарный «струнный» инвертор.Эти цепные инверторы, также называемые «центральными инверторами», получают комбинированную мощность от всех солнечных панелей перед ее преобразованием.

    Однако солнечные инверторы также могут быть установлены на уровне модуля; в этих случаях к каждой отдельной солнечной панели присоединяются небольшие микроинверторы для преобразования переменного тока в постоянный.

    Подробнее: Струнные инверторы и микроинверторы

    Хотя солнечные панели часто затмевают его, солнечный инвертор (на фото) играет решающую роль в производстве солнечной энергии.

    3. Солнечный инвертор для питания дома

    Затем инвертор будет подавать питание переменного тока с требуемым напряжением (120 В / 240 В) на вашу печатную плату; эта мощность теперь доступна для обслуживания любых электрических нагрузок в пределах вашей собственности.

    С подключенными к сети солнечными энергосистемами — наиболее распространенным типом солнечных систем, устанавливаемых в домах — вы можете в любое время использовать либо солнечную энергию, либо сетевую энергию, либо их комбинацию.

    Если нагрузка в вашем доме больше, чем мощность, подаваемая инвертором, то ваши нагрузки могут быть обеспечены комбинацией источников: частично от солнечной энергии на крыше, а частично от электрической сети.

    Подробнее: Сетевые солнечные энергосистемы

    4. Избыточная солнечная энергия вывозится в сеть

    Если у вас установлены солнечные панели, обычно вырабатывается больше солнечной энергии, чем требуется для общих электрических нагрузок (каковы ваши потребности в энергии). Когда это происходит, избыточная энергия перетекает из дома в электрическую сеть через счетчик коммунальных услуг.

    Счетчик коммунальных услуг должен быть специальным «счетчиком нетто», который может отдельно записывать, какую электроэнергию вы экспортируете в сеть и что вы потребляете из сети.

    Узнайте, сколько вы можете сэкономить с солнечной батареей

    Как работает солнечная энергетическая система ночью?

    Солнечным панелям нужен солнечный свет для выработки электроэнергии, но все мы знаем, что ночью солнце не светит. Для обслуживания ваших электрических нагрузок после наступления темноты система солнечных панелей с привязкой к сети — наиболее распространенный тип солнечной системы — полагается на электроэнергию, импортируемую вашей коммунальной компанией.

    К счастью, есть большая вероятность, что вам не придется платить за много или какую-либо часть электроэнергии, которую вы импортируете в ночное время.Это тот случай, если вы живете в штате с чистым измерением 1: 1, который в настоящее время находится в 38 из 50 штатов. Здесь избыточная мощность, которую ваша система экспортирует в течение дня, используется для компенсации стоимости импорта электроэнергии в ночное время.

    В этом видео объясняется, как работает подключенная к сети солнечная система, экспортируя энергию в течение дня и импортируя энергию в ночное время.

    Подробнее: Что такое чистый счетчик и как он работает?

    Как аккумуляторы работают с солнечной энергией?

    До сих пор мы обсуждали только самый популярный тип солнечных установок в Соединенных Штатах — солнечные системы, подключенные к сети.

    Вы могли заметить, что эти системы работают без батарей. Когда сеть доступна, как для большинства людей, добавление батарей в домашнюю солнечную энергетическую систему не является обязательным.

    Кроме того, покупка аккумуляторов на солнечных батареях обычно не имеет экономического смысла. Решения для хранения аккумуляторов дороги и имеют относительно короткий срок службы, поэтому обычно не окупаются.

    Тем не менее, популярность аккумуляторных аккумуляторов растет, чему способствует появление универсальных литий-ионных решений, таких как Tesla Powerwall.

    Вот два распространенных сценария, когда домовладельцы предпочитают использовать аккумуляторные решения со своими системами солнечных панелей:

    Сценарий 1: Использование батарей как часть автономной системы

    Некоторые люди используют солнечную энергию для удовлетворения всех своих потребностей в электроэнергии; это либо потому, что они стремятся к автономному образу жизни, либо потому, что сетевые подключения либо недоступны, либо дороги для подключения (часто это бывает в отдаленных районах).

    В таких случаях домовладельцы соединяют свои солнечные панели с аккумуляторными батареями, чтобы создать автономную солнечную систему.Это позволяет им сохранять излишки дневной солнечной энергии для использования в ночное время.

    В автономных солнечных системах обычно используются свинцово-кислотные батареи, аналогичные тем, которые используются в автомобильных батареях. Они представляют собой наиболее доступное решение для аккумуляторов и, как таковые, являются предпочтительным вариантом, когда требуется большой объем памяти.

    Подробнее: Автономная солнечная энергия: вводное руководство

    Сценарий 2: Использование батарей для резервного питания

    Домовладельцы, живущие в районах, подверженных отключениям электроэнергии, все чаще обращаются к аккумуляторным батареям в качестве резервного источника питания.Они тише и чище, чем традиционные дизельные генераторы, и не требуют выходить на улицу и покупать топливо.

    В настоящее время большинство людей, покупающих аккумуляторы для резервного питания, выбирают более новые литий-ионные аккумуляторы, такие как Tesla Powerwall или sonnen Eco. Эти батареи занимают мало места и могут быть легко настроены для работы в качестве независимого резервного источника питания в случае отключения сети.

    Однако следует отметить, что аккумуляторные решения дороги и имеют короткий срок службы, а гарантия составляет всего 5-10 лет.Экономика немного улучшится в таких местах, как Калифорния, где вы можете воспользоваться государственными льготами на покупку аккумуляторов и использовать ставки времени использования (TOU), чтобы увидеть некоторую экономию.

    Узнайте больше: Какая солнечная батарея лучше всего подходит для вашего дома?

    Tesla Powerwall с аппаратным шлюзом. Добавление шлюза позволяет использовать Tesla Powerwall в качестве резервного источника питания. Источник изображения: Electrek

    Заставьте солнечную энергию работать в вашем доме

    Процесс перехода на солнечную энергию сначала может показаться сложным.Но при наличии необходимых ресурсов вы можете установить и запустить систему солнечных батарей на своей крыше в течение нескольких недель.

    Первая задача — понять, как работает солнечная технология. Тот факт, что вы читаете этот блог, означает, что вы уже на правильном пути к решению этой задачи.

    Следующий шаг в вашем солнечном путешествии потенциально еще сложнее: выяснить, подходит ли вам солнечная энергия. Хорошая новость заключается в том, что в SolarReviews есть все инструменты и информация, необходимые для решения этой задачи.

    Наш калькулятор солнечной энергии предоставит вам предварительную оценку солнечной энергии для вашего дома. Он основан на данных о местоположении, спутниковых снимках и машинном обучении, чтобы сказать вам, сколько солнечных панелей вам нужно, сколько это будет вам стоить и сколько денег вы сэкономите. Другими словами, наш калькулятор покажет вам всю необходимую информацию, чтобы решить, стоит ли покупать солнечные батареи для вашего дома.

    После этого остается еще один важный шаг: выбор лучших производителей солнечного оборудования и подходящей компании, которая установит их для вас.И здесь снова может помочь SolarReviews. У нас на сайте огромная база данных брендов солнечного оборудования и компаний по установке солнечных батарей. Обязательно прочтите информацию о продуктах, отзывы потребителей и рейтинги, чтобы сделать правильный выбор.

    После того, как солнечные панели установлены, все готово. Солнечные панели рассчитаны на срок службы не менее 25 лет и требуют минимального обслуживания. Затем вы можете расслабиться и наслаждаться чистой энергией, которую вы производите, и всей финансовой экономией, которую вы получите в процессе.

    Узнайте, стоит ли устанавливать в доме солнечные батареи

    Ключевые выносы

    • Солнечные панели преобразуют солнечный свет в электричество с помощью фотоэлектрического эффекта.
    • Солнечный инвертор преобразует электричество в электричество переменного тока и отправляет его на электрическую плату дома.
    • Избыточная солнечная энергия экспортируется в сеть; взамен вы можете получить кредиты, которые аннулируют энергию, которую вы импортируете ночью.
    • Добавление аккумуляторной батареи не является обязательным, но обычно используется в автономных домах и в качестве источника резервного питания.

    Если вы хотите узнать больше о солнечной энергии, в том числе о ее сравнении с другими источниками энергии, ознакомьтесь с этим руководством по солнечной энергии для начинающих.

    Как солнечные панели работают в вашем доме?

    Солнечная энергия растет во всем мире по мере того, как все больше и больше стран переключаются на потребность в возобновляемых источниках энергии. Солнце светит каждый день (ладно, только не в Великобритании), и удивительно, что энергия, которую оно дает Земле в течение одного часа, может удовлетворить глобальные потребности в энергии на целый год.

    Однако мы можем использовать только 0,001 процента этой энергии, поэтому нам просто нужно использовать как можно больше энергии, которую предлагает эта невероятная звезда в центре Солнечной системы.

    Использование солнечных панелей восходит к 1839 году, когда Александр Эдмон Беккерель открыл фотоэлектрический эффект, объясняя, как электричество может быть произведено из солнечного света. Умный мальчик.

    Стоимость солнечной энергии снизилась в последние годы по мере роста требований «зеленой энергии» и повышения технической эффективности.

    Сегодня солнечные панели — это жизнеспособный способ сократить ваши счета за электричество (хотя поначалу они могут быть дорогими), а также позволить вам внести свой вклад в битву за самоокупаемость или, по крайней мере, уменьшить углеродный след в мире. твой дом. Это простой способ помочь спасти планету, поэтому вы поступаете правильно со своими детьми и детьми ваших детей.

    Как солнечные панели работают в домах?

    Солнечные панели работают, поглощая солнечный свет с помощью фотоэлектрических (PV) элементов, обычно после того, как их разместили на крыше дома.Панели преобразуют этот солнечный свет в энергию постоянного тока (DC), которая проходит внутри дома, к инвертору, который, в свою очередь, преобразует его в энергию переменного тока (AC), которая затем течет через электрическую панель дома, питая любые электроприборы электричеством. Любой избыток электроэнергии будет отправлен в электрическую сеть, которая, в свою очередь, обеспечит вас электроэнергией, необходимой, если вы используете больше, чем создают панели.

    Это очень много всего за один присест, так что вот ваш четырехэтапный обзор:

    1. Солнечные панели поглощают энергию солнца и преобразуют ее в электричество постоянного тока.
    2. Электроэнергия постоянного тока от ваших солнечных панелей преобразуется в электричество переменного тока с помощью инверторной технологии (электричество переменного тока используется в большинстве бытовых приборов).
    3. Электроэнергия течет через ваш дом, питая электронные приборы и устройства.
    4. Любая дополнительная электроэнергия, произведенная солнечными панелями, возвращается в электрическую сеть.

    Итак, как солнечные панели генерируют электричество?

    Готовы ко второму уроку естествознания? Каждый фотоэлемент — это, по сути, сэндвич (правда, не такой вкусный, как BLT), состоящий из двух пластин полупроводящего материала, такого как кремний.Когда свет взаимодействует с кремниевой ячейкой, он побуждает электроны двигаться, что инициирует электрический ток, известный как «фотоэлектрический эффект».

    Вы отвлеклись, думая о BLT, не так ли? Не волнуйтесь, бывает. Давайте вернемся к теме и разберемся, как это работает:

    1. Солнечные элементы поглощают поступающую энергию в виде солнечного света.
    2. Электроны начинают течь, генерируя электрический ток.
    3. Электропроводка улавливает электрический ток и объединяет его с мощностью от других солнечных батарей.

    Как работают солнечные панели?

    Пока светит солнце, солнечные элементы поглощают солнечную энергию. Солнечные панели предназначены для преобразования электромагнитного излучения солнца в полезную электроэнергию переменного тока. С сетевым счетчиком или солнечной батареей вы можете хранить электроэнергию для дальнейшего использования в своих системах и устройствах, как обычно.

    Что такое солнечные панели?

    Легкое определение солнечной панели — это сетка из кремния, стекла и проводов, которая преобразует солнечный свет в полезную энергию.

    Фотоэлектрические (PV) элементы составляют самый основной компонент солнечных панелей. Панель состоит из группы соединенных между собой фотоэлементов. Набор панелей, также называемых модулями, составляет солнечную батарею.

    Фотоэлемент имеет размер примерно 6 дюймов в длину и 6 дюймов в ширину, имеет квадратную форму и выглядит как небольшое отражающее окно. Количество фотоэлектрических ячеек, необходимых для массива, зависит от размера модуля. Например, модуль на 12 В имеет 36 ячеек, соединенных в сеть, а модуль на 24 В имеет 72 ячейки.

    Каждая ячейка содержит слои противоположно заряженных полупроводниковых материалов. Традиционные солнечные элементы изготавливаются из кремния — второго по распространенности элемента на Земле после кислорода.

    В солнечно-электрических технологиях в качестве полупроводникового материала используется кристаллический кремний. В жилых солнечных панелях этот материал чаще всего представляет собой монокристаллический или поликристаллический кремний. Монокристаллические панели изготовлены из монокристаллического кремния и имеют однородный темный вид с закругленными краями.Поликристаллические панели изготовлены из поликристаллического кремния и имеют пестрый синий вид с квадратными краями.

    Эффективность солнечной панели во многом определяется чистотой кремния в ее элементах. Монокристаллический более чистый, поэтому он может генерировать больше солнечной энергии, занимая меньше места, чем поликристаллические элементы. Существуют различные типы солнечных модулей, например, с аморфным кремнием или тонкопленочные солнечные элементы, но они обычно не считаются подходящими для домашней установки.

    Как работают солнечные панели?

    Солнце похоже на естественный ядерный реактор, всегда выделяющее энергию в виде крошечных частиц электромагнитного излучения, называемых фотонами.Солнечные панели генерируют энергию за счет фотоэлектрического эффекта — физического и химического явления, которое преобразует энергию солнца в полезную электроэнергию. Когда солнечный свет входит в контакт с модулем, солнечные элементы поглощают световую энергию (фотоны).

    Проще говоря, солнечные панели работают путем преобразования солнечной энергии в постоянный ток, который преобразуется в переменный ток, питающий ваш дом.

    1. Солнечные элементы поглощают фотоны: Думайте о фотонах как о крошечных частицах солнечного света.Фотон сбивает электрон и создает «дыру» в солнечном элементе. Отрицательно заряженный электрон и положительно заряженная дырка теперь могут свободно перемещаться.

      Тонкие металлические «пальцы» в верхней части ячейки помогают захватывать незакрепленные электроны. Когда фотон попадает в солнечный элемент, он вызывает пару положительных и отрицательных зарядов, что приводит к возникновению напряжения и электрического тока. В кремниевых ячейках атомы быстро разделяются, когда электроны присоединяются к потоку тока.

    2. Солнечные панели генерируют ток: Солнечные элементы преобразуют фотоны в постоянный ток (DC).Каждый солнечный элемент состоит из кристаллического кремния, зажатого между положительным и отрицательным проводящими слоями. Отрицательный слой имеет дополнительные электроны, а положительный слой имеет дополнительное пространство для дырок. Электроны могут свободно перемещаться по стыку, где встречаются два слоя, что оставляет положительный заряд с одной стороны и отрицательный — с другой.

      Каждая ячейка выдает только около половины вольта, поэтому их необходимо соединить в модули, чтобы обеспечить питание дома. Для справки: для зарядки сотового телефона требуется 12 фотоэлементов, а для питания всего дома — несколько модулей (десятки или даже сотни отдельных ячеек).

      Солнечные панели более эффективно генерируют токи благодаря расширенному диапазону изменяемых длин волн. Согласно Chemical & Engineering News, новые достижения в области солнечной энергетики могут поднять потолок максимальной эффективности кремниевых солнечных элементов.

    3. Инвертор преобразует постоянный ток в переменный: Солнечные элементы не способны самостоятельно обеспечивать электроэнергией дом — инвертор необходим для преобразования производимых ими токов в полезную электроэнергию. Электропитание, выходящее из панели, представляет собой постоянный ток (DC).Солнечный инвертор преобразует электричество постоянного тока в энергию переменного тока. Во время процесса теряется небольшое количество энергии.

      Солнечные энергетические системы обычно имеют один инвертор для всей системы или микроинвертор, подключенный к каждой панели. В любом случае цель инвертора — преобразовать мощность постоянного тока в мощность переменного тока.

    4. Доступно преобразованное электричество: От инвертора электричество переменного тока поступает во внешнюю цепь и, в конечном итоге, через ваш дом.Вы можете использовать электричество, вырабатываемое солнечными батареями, для питания выключателей, приборов, телевизоров и других электрических систем вашего дома. Иногда солнечные батареи производят больше энергии, чем нужно вам и вашей семье. Когда это происходит, электричество можно хранить в аккумуляторном блоке или продавать обратно в сеть.
    5. Продавать или хранить дополнительную энергию: Избыточную энергию можно хранить с помощью солнечной батареи или продавать ее местному коммунальному предприятию через программу чистых измерений. Если вы предпочитаете, чтобы ваша система была отключена от сети, вам следует подумать о приобретении солнечной аккумуляторной батареи.Это дает вам круглосуточный доступ к электроэнергии, даже в пасмурные дни, когда солнечные батареи вырабатывают электроэнергию менее эффективно.

      При использовании нетто-счетчиков коммунальная компания платит вам за производство электроэнергии. В зависимости от программы вашей местной коммунальной компании вы можете получить кредиты по счетам за избыточную мощность, которую ваши панели отправляют в сеть. Кредиты на производство электроэнергии помогают сэкономить на счетах, но вы не получите наличных за поставку электроэнергии в сеть.

    Как производятся солнечные панели

    Основным ингредиентом солнечных панелей является кремний, который получают из песка.После извлечения песка из карьеров его необходимо обработать и очистить. Чтобы отделить чистые кристаллы кремния, песок нагревают до температуры более 3600 градусов по Фаренгейту.

    Поскольку кремний не является хорошим естественным проводником, процесс, называемый «легированием», намеренно добавляет примеси — обычно бор, который связывается с кремнием, создавая положительный заряд, и фосфор, который объединяется, чтобы создать отрицательный заряд. Затем кристаллический кремний плавится в слитки и тонко нарезается на листы размером с панель, называемые пластинами.

    Кремний от природы блестящий, поэтому на него необходимо нанести антибликовое покрытие, чтобы свести к минимуму потери энергии. Наносится антибликовое покрытие, такое как диоксид титана, и приваривается. Затем высокотехнологичные компьютеры распыляют на панели слой полужидкого металла, который помогает передавать энергию от панели к вашим вилкам и приборам, которые вам нужны.

    Этот производственный процесс используется не только для изготовления кремниевых солнечных элементов. Кремниевые пластины также используются для изготовления интегральных схем и компьютерных микрочипов.Хотя фотоэлектрические панели являются разумным вариантом для домовладельцев, заботящихся об окружающей среде, процесс их изготовления не является полностью экологически чистым, поскольку для их производства требуется ископаемое топливо.

    Некоторые солнечные элементы содержат перовскитное соединение, такое как гибридный органо-неорганический свинец, вместо кремния в качестве светособирающего активного слоя. Согласно исследованиям Управления по технологиям солнечной энергии, перовскитные элементы более эффективны, дешевле в производстве и проще в изготовлении.

    В солнечных элементах космических спутников используются тонкопленочные технологии с теллуридом кадмия и аморфным кремнием.Группировка этих ячеек в сетку составляет панель, способную поглощать солнечный свет и способствовать производству возобновляемой энергии.

    Как долго служат солнечные панели?

    Солнечные панели удивительно долговечны — они могут прослужить до 25 лет и более при минимальном обслуживании или вообще без него. Электроны — единственная движущаяся часть солнечного элемента, и все они возвращаются туда, откуда пришли. Поэтому на самом деле ничего не изнашивается и не изнашивается.

    Большинство производителей солнечных панелей прогнозируют скорость деградации около 0.8% ежегодно. Через 20 лет производство солнечной энергии должно составить около 84% от стандарта эффективности. Как правило, на панели для жилых помещений предоставляется гарантия на производительность, которая длится от 10 до 25 лет, что может не покрывать весь срок службы вашей системы.

    Известно, что некоторые кристаллические панели работают с относительно высокой эффективностью в течение 40 лет. По данным EnergySage, панели могут даже противостоять ветру со скоростью до 140 миль в час. Страхование солнечных батарей также включено в большинство страховых полисов домовладельцев для защиты от повреждений.

    Солнечные фотоэлектрические инверторы и батареи не работают так долго. Скорее всего, вам придется заменить и то, и другое в течение всего срока службы вашей системы. Солнечные фотоэлектрические инверторы могут прослужить от 10 до 15 лет. Вы можете рассчитывать на то, что хорошая солнечная батарея прослужит от восьми до 15 лет.

    Как и панели, производительность аккумулятора и инвертора со временем может снизиться. Сравнивая солнечное оборудование, ищите бренды, которые включают гарантию и гарантию производительности.

    Вопросы о солнечных батареях

    Сэкономят ли солнечные панели деньги?
    Да, солнечные панели экономят деньги.Большинство американцев, устанавливающих фотоэлектрические панели, экономят от 1000 до 2000 долларов в год на счетах за электричество. Чтобы выяснить, сколько денег можно сэкономить на солнечных батареях, вам необходимо принять во внимание средний ежемесячный счет за коммунальные услуги и общую стоимость оборудования вашего дома для работы на солнечной энергии.

    EnergySage прогнозирует среднюю 20-летнюю экономию для дома в Вашингтоне (штат с облачным покровом выше среднего) на уровне около 10 000 долларов, в то время как экономия для домов в Калифорнии приближается к 30 000 долларов.

    Установка фотоэлектрических панелей обычно окупается в течение 5-10 лет.Национальная лаборатория возобновляемых источников энергии ожидает, что расходы на солнечные панели продолжат снижаться до 2030 года благодаря созреванию рынка, инновациям в продуктах, интеграции бизнес-моделей и экономии за счет масштаба.

    Можете ли вы построить свои собственные солнечные батареи?
    Нет, большинство людей не умеют строить собственные солнечные батареи. Слишком сложны технология и производственный процесс.
    Почему постоянный ток вырабатывается солнечными панелями?
    Солнечные панели вырабатывают электричество постоянного тока (DC), когда фотоны солнца разбивают электронику в кремниевом фотоэлементе.Как и обычные бытовые батареи, каждый солнечный элемент имеет положительный слой и отрицательный слой. Это создает электрическое поле постоянного тока, что означает, что поток в цепи движется в одном направлении. Поскольку большинство домов подключено к сети переменного тока, необходим инвертор для преобразования постоянного тока в полезную мощность.
    Работают ли солнечные батареи ночью?
    Солнечным модулям необходим солнечный свет для выработки электроэнергии, но ваша система может обеспечивать электроэнергию даже в темноте. С аккумуляторной батареей избыток энергии в течение дня сохраняется для дальнейшего использования, поэтому вы все равно можете работать на солнечной энергии, когда ваши панели не производят электричество.Если ваши солнечные панели на крыше не вырабатывают достаточно энергии для удовлетворения ваших потребностей в электроэнергии, вы все равно можете получать энергию из сети.
    Начать
    Этикетка Уполномоченный партнер Название компании Логотип Контакт Резюме
    АВТОРИЗОВАННЫЕ

    Итог: Как солнечные панели работают для домашнего использования?

    Рынок солнечной энергии постоянно развивается и изменяется в соответствии с растущим спросом на возобновляемые источники энергии.Установка солнечной энергетической системы в вашем доме — это надежный способ снизить затраты на электроэнергию и снизить выбросы углекислого газа. Однако это не для всех. Для получения дополнительной информации прочтите о стоимости солнечных панелей и сравните плюсы и минусы домашней солнечной установки.

    Вы нашли эту статью полезной? ДА | НЕТ

    Как член исследовательской группы ConsumerAffairs, Кэтрин Паркман считает, что каждый заслуживает легкий доступ к точной и исчерпывающей информации о продуктах и ​​компаниях до совершения покупки, поэтому она часами исследует компании и отрасли на предмет ConsumerAffairs.Она считает, что сознательное потребление — это ответственность каждого и что любой контент заслуживает целостности.

    Что такое солнечная энергия и как работают солнечные панели?

    Перейти к разделу «Как работают солнечные панели»

    Что такое солнечная энергия?

    Проще говоря, солнечная энергия — это самый распространенный источник энергии на Земле. Около 173 000 тераватт солнечной энергии поражает Землю в любой момент времени, что более чем в 10 000 раз превышает общие потребности мира в энергии.

    Улавливая солнечную энергию и превращая ее в электричество для вашего дома или бизнеса, солнечная энергия является ключевым решением в борьбе с текущим климатическим кризисом и сокращении нашей зависимости от ископаемого топлива.

    Как работает солнечная энергия?

    Наше солнце — это естественный ядерный реактор. Он испускает крошечные пакеты энергии, называемые фотонами, которые преодолевают расстояние в 93 миллиона миль от Солнца до Земли примерно за 8,5 минут. Каждый час на нашу планету воздействует достаточно фотонов, чтобы произвести достаточно солнечной энергии, чтобы теоретически удовлетворить глобальные потребности в энергии в течение всего года.

    В настоящее время фотоэлектрическая энергия составляет лишь пять десятых процента энергии, потребляемой в Соединенных Штатах.Но солнечные технологии улучшаются, и стоимость перехода на солнечную энергию быстро падает, поэтому наша способность использовать изобилие солнечной энергии растет.

    В 2017 году Международное энергетическое агентство показало, что солнечная энергия стала самым быстрорастущим источником энергии в мире — это первый раз, когда рост солнечной энергии превысил рост всех других видов топлива. С тех пор солнечная энергия продолжает расти и бить рекорды по всему миру.

    Как погода влияет на солнечную энергию?

    Погодные условия могут влиять на количество электроэнергии, производимой солнечной системой, но не совсем так, как вы думаете.

    Идеальные условия для производства солнечной энергии включают, конечно же, ясный солнечный день. Но, как и большая часть электроники, солнечные батареи на самом деле более эффективны в холодную погоду, чем в теплую погоду. Это позволяет панели производить больше электроэнергии за то же время. При повышении температуры панель вырабатывает меньше напряжения и вырабатывает меньше электроэнергии.

    Но даже несмотря на то, что солнечные панели более эффективны в холодную погоду, они не обязательно производят больше электроэнергии зимой, чем летом.Более солнечная погода часто бывает в более теплые летние месяцы. В дополнение к меньшему количеству облаков солнце обычно не светит большую часть дня. Таким образом, даже если ваши панели могут быть менее эффективными в теплую погоду, они все равно, вероятно, будут производить больше электроэнергии летом, чем зимой.

    В одних государствах больше солнечной энергии, чем в других?

    Очевидно, что в одних штатах солнца больше, чем в других. Итак, реальный вопрос: если погода может повлиять на производство солнечной энергии, являются ли одни штаты лучшими кандидатами на использование солнечной энергии, чем другие? Краткий ответ — да, но не обязательно из-за погоды.

    Возьмем, к примеру, облака. Любой, кто получил солнечный ожог в пасмурный день, знает, что солнечное излучение проникает сквозь облака. По той же причине солнечные панели все еще могут производить электричество в пасмурные дни. Но в зависимости от облачности и качества солнечных панелей эффективность производства электроэнергии солнечными панелями обычно падает с 10 до 25 или более процентов по сравнению с солнечным днем.

    Другими словами, солнечная энергия может работать в обычно облачных и холодных местах.Нью-Йорк, Сан-Франциско, Милуоки, Бостон, Сиэтл — во всех этих городах ненастная погода, от дождя и тумана до метели, но это также города, где люди получают огромную экономию за счет использования солнечной энергии.

    Независимо от того, где вы живете, солнечная энергия может быть отличным вложением средств и отличным способом помочь в борьбе с изменением климата. Сколько вы сэкономите — и как быстро вы увидите окупаемость своих инвестиций в конкретном штате — зависит от многих факторов, таких как стоимость электроэнергии, доступные солнечные льготы, чистые измерения и качество ваших солнечных панелей.

    Как работают солнечные панели?

    Когда фотоны попадают в солнечный элемент, они выбивают электроны из их атомов. Если проводники присоединены к положительной и отрицательной сторонам ячейки, она образует электрическую цепь. Когда электроны проходят через такую ​​цепь, они вырабатывают электричество. Несколько ячеек составляют солнечную панель, а несколько панелей (модулей) могут быть соединены вместе, чтобы сформировать солнечную батарею. Чем больше панелей вы можете развернуть, тем больше энергии вы можете ожидать.

    Из чего сделаны солнечные панели?

    Фотоэлектрические (PV) солнечные панели состоят из множества солнечных элементов. Солнечные элементы сделаны из кремния, как и полупроводники. Они состоят из положительного и отрицательного слоев, которые вместе создают электрическое поле, как в батарее.

    Как солнечные панели вырабатывают электричество?

    PV солнечные панели вырабатывают электроэнергию постоянного тока. При использовании электричества постоянного тока электроны движутся по цепи в одном направлении.В этом примере показана батарея, питающая лампочку. Электроны движутся с отрицательной стороны батареи через лампу и возвращаются к положительной стороне батареи.

    При использовании электричества переменного тока электроны толкаются и притягиваются, периодически меняя направление, подобно цилиндру двигателя автомобиля. Генераторы создают электричество переменного тока, когда катушка проволоки вращается рядом с магнитом. Многие различные источники энергии могут «повернуть ручку» этого генератора, например, газ или дизельное топливо, гидроэлектроэнергия, атомная энергия, уголь, ветер или солнце.

    Электричество переменного тока

    было выбрано для электросети США, в первую очередь потому, что его дешевле передавать на большие расстояния. Однако солнечные панели создают электричество постоянного тока. Как получить электроэнергию постоянного тока в сеть переменного тока? Используем инвертор.

    Для чего нужен солнечный инвертор?

    Солнечный инвертор получает электричество постоянного тока от солнечной батареи и использует его для создания электричества переменного тока. Инверторы подобны мозгу системы. Наряду с преобразованием постоянного тока в переменный, они также обеспечивают защиту от замыканий на землю и статистику системы, включая напряжение и ток в цепях переменного и постоянного тока, выработку энергии и отслеживание точки максимальной мощности.

    Центральные инверторы доминируют в солнечной промышленности с самого начала. Внедрение микроинверторов — один из самых больших технологических сдвигов в фотоэлектрической индустрии. Микроинверторы оптимизируются для каждой отдельной солнечной панели, а не для всей солнечной системы, как это делают центральные инверторы.

    Это позволяет каждой солнечной панели работать с максимальным потенциалом. Когда используется центральный инвертор, проблема с одной солнечной панелью (возможно, она находится в тени или испачкалась) может снизить производительность всей солнечной батареи.Микроинверторы, такие как те, что используются в домашней солнечной системе Equinox компании SunPower, делают это несложным. Если одна солнечная панель неисправна, остальная часть солнечной батареи по-прежнему работает эффективно.

    Как работает система солнечных батарей?

    Вот пример того, как работает домашняя солнечная энергетическая установка. Сначала солнечный свет попадает на солнечную батарею на крыше. Панели преобразуют энергию в постоянный ток, который течет к инвертору. Инвертор преобразует электричество из постоянного тока в переменный, который затем можно использовать для питания вашего дома.Это красиво, просто и чисто, и со временем становится все более эффективным и доступным.

    Однако что произойдет, если вы не дома, чтобы использовать электроэнергию, которую вырабатывают солнечные батареи каждый солнечный день? А что происходит ночью, когда ваша солнечная система не вырабатывает электроэнергию в реальном времени? Не волнуйтесь, вы все равно можете получить выгоду от системы, называемой «чистый счетчик».

    Типичная фотоэлектрическая система, подключенная к сети, в часы пик в дневное время часто производит больше энергии, чем нужно одному потребителю, так что избыточная энергия возвращается в сеть для использования в другом месте.Потребитель, имеющий право на чистое измерение, может получать кредиты за произведенную избыточную энергию и может использовать эти кредиты для получения электроэнергии из сети в ночное время или в пасмурные дни. Счетчик нетто регистрирует отправленную энергию по сравнению с энергией, полученной из сети. Прочтите нашу статью о чистых счетчиках и о том, как это работает.

    Добавление накопителей в солнечную систему еще больше усиливает эти преимущества. С помощью системы хранения солнечной энергии клиенты могут хранить свою собственную энергию на месте, что еще больше снижает их зависимость от электросети и сохраняет способность обеспечивать электроэнергией свой дом в случае отключения электроэнергии.Если система хранения включает программный мониторинг, это программное обеспечение контролирует производство солнечной энергии, использование энергии в домашних условиях и тарифы на коммунальные услуги, чтобы определить, какой источник энергии использовать в течение дня — максимизируя использование солнечной энергии, предоставляя заказчику возможность снизить пиковую плату и возможность сохранять электроэнергию для последующего использования во время отключения электроэнергии.

    Если вы хотите узнать, сколько может сэкономить ваш дом или бизнес, запланируйте время, чтобы мы разработали индивидуальный дизайн и расценки на потенциальную экономию.

    Похожие сообщения

    Факт против мифа: действительно ли солнечная энергия питает весь дом? [Обновление 2021]

    3 июня 2021 г.

    Один из наиболее часто задаваемых вопросов домовладельцев относительно солнечной энергии: «Может ли она питать весь мой дом?» Ответ на этот вопрос довольно прост — да, солнечная энергия действительно может обеспечить энергией весь ваш дом. Но объяснить, как именно , как солнечная энергия может питать весь ваш дом, немного сложнее.

    По данным Управления солнечных технологий США, «количества солнечного света, падающего на поверхность Земли за полтора часа, достаточно, чтобы обеспечить потребление всего мира в течение целого года».

    Поскольку Солнце почти ежечасно доставляет на Землю впечатляющее количество энергии, само собой разумеется, что солнечная энергия действительно может привести в действие весь дом. Давайте подробно рассмотрим, как именно это происходит и как можно сделать приблизительный расчет солнечной активности дома.

    Как работает солнечная энергия?

    Проще говоря, солнечные панели работают, улавливая частицы света (или фотоны). Эти фотоны освобождают электроны от их атомов, разрывая их, и генерируют то, что мы знаем как поток электричества.

    Это утверждение может показаться сложным в разной степени в зависимости от того, сколько науки вы помните еще в старшей школе, но главный вывод заключается в том, что солнечный свет превращается в энергию посредством, казалось бы, сложного, но на самом деле удивительно простого процесса, который включает в себя захват солнечной энергии. энергия и превращение в электричество.Как только энергия вырабатывается, она используется для питания устройств, продуктов и домов.

    Если вы хотите узнать больше о науке о солнечной энергии, загляните в наш блог, где вы найдете ответы на часто задаваемые вопросы о солнечной энергии.

    Как солнечная энергия может служить источником энергии для всего дома?

    Итак, может ли домашняя солнечная система действительно питать весь ваш дом? Как мы уже говорили, да! Но это зависит от нескольких переменных, которые вы захотите принять во внимание при принятии решения о переходе на солнечную энергию.В основном эти переменные используются для определения уровней выходной мощности и количества солнечных панелей, которые требуются вашему дому для достижения ваших энергетических целей. В этом случае мы рассмотрим цель — полностью использовать в вашем доме солнечную энергию.

    Каждый дом индивидуален, и в каждом доме потребуется уникальное количество солнечных панелей, чтобы эффективно преобразовывать солнечную энергию в энергию, которую вы можете использовать для питания своего дома. В SunPower by BlueSel мы понимаем, как установить панели под идеальным углом, в идеальном месте, чтобы максимально увеличить попадание солнечных лучей.Установка солнечных панелей в идеальном месте может иметь большое значение в отношении энергии.

    HowStuffWorks.com прекрасно объясняет, как солнечные панели могут питать весь дом:

    «Поскольку солнечные панели выступают из обрыва под разными углами, они улавливают любой доступный солнечный свет и преобразуют его в постоянный ток. Инвертор преобразует мощность постоянного тока в мощность переменного тока (что мы используем для питания электронных устройств). А для людей, которые хотят полностью снабдить весь дом солнечными лучами, существуют системы для преобразования и хранения дополнительной энергии в виде энергии батарей.”

    Каков месячный уровень потребления энергии в вашем доме?

    По данным Управления энергетической информации США, «в 2019 году среднее годовое потребление электроэнергии потребителем коммунальных услуг в США составляло 10 649 киловатт-часов (кВтч), в среднем около 877 кВтч в месяц».

    Для простоты округлим это число до 900 кВт / ч в месяц и предположим, что это число применимо к большинству жилой недвижимости в США.Если мы разделим 900 на 30, мы можем определить, что большинство домов потребляют 30 кВтч в день или 1,25 кВтч в час.

    Однако важно помнить, что это число действительно зависит от размера вашего дома и уровня энергопотребления. Вы также можете найти конкретный уровень потребления энергии в вашем доме, указанный в ежемесячном счете за электроэнергию. Поэтому обязательно проверьте это, прежде чем делать свои собственные расчеты.

    Сколько часов солнечного света получает ваш дом?

    После определения месячного потребления энергии в вашем доме вам также нужно будет выяснить, сколько часов пикового солнечного света ваш дом может рассчитывать на получение.

    Теперь мы понимаем, что это число меняется изо дня в день, особенно в Массачусетсе, но составление обоснованной оценки и последующее использование приведенного ниже уравнения позволит вам приблизительно определить требуемую мощность до консультации с профессиональной компанией по установке солнечных батарей. .

    Как ведущий дилер SunPower, мы будем использовать их исчерпывающее, но простое уравнение, чтобы определить, сколько ватт электроэнергии потребуется вашему дому в день для использования солнечной энергии.

    «Умножьте свое часовое потребление на 1000, чтобы преобразовать почасовую выработку электроэнергии в ватты.Разделите среднюю почасовую потребность в мощности на количество дневных часов пика солнечного света в вашем районе. Это дает вам количество энергии, которое ваши панели должны производить каждый час. Таким образом, среднему дому в США (900 кВтч / месяц) в районе, который получает пять часов пикового солнечного света в день, потребуется 6000 ватт ». (источник: SunPower )

    Какой тип и сколько солнечных панелей нужно вашему дому?

    В зависимости от производителя солнечные панели бывают разных форм, размеров, качества сборки и выходной мощности.Вы захотите подробно поговорить с профессиональным консультантом по установке солнечных систем, чтобы определить лучшие и наиболее эффективные солнечные панели для вашего дома. Однако в сегодняшней статье мы будем использовать солнечные панели SunPower серии A в качестве нашего примера.

    Панели различаются по мощности мощности с обычными солнечными панелями, обычно от 250 Вт на панель. Панели SunPower серии A вырабатывают до 400 Вт в день на панель в пиковых условиях. Следовательно, если мы разделим энергию, необходимую для питания среднего дома, 6000 Вт, на 400 Вт, вырабатываемые каждой панелью, мы определим, что среднему дому требуется не менее 15 панелей серии A, чтобы полностью использовать солнечную энергию в пиковом режиме. условия.

    Консультации по установке профессиональных солнечных батарей

    Хотя эти числа могут дать вам удобную ручку и бумажную оценку того, что требуется вашему дому для того, чтобы полностью работать от солнечной энергии, необходимо проконсультироваться с профессиональным экспертом по установке солнечных батарей. Принимая во внимание множество конкретных переменных (например, состояние и угол наклона крыши, затенение поблизости, ежедневное пребывание на солнце, размер дома и т. Д.), Вы должны быть уверены, что профессионалы определяют наиболее точные данные. Отсюда вы можете решить, подходит ли солнечная энергия для вашего дома.

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *