Как делается солнечная батарея: Как сделать солнечную батарею своими руками из подручных материалов

Содержание

Как устроены и работают солнечные батареи

Солнечная энергетика становится все более популярной во всем мире. Вместе с коллегами из специализированного портала Elektrik мы разбирались, как устроена солнечная батарея, из чего она состоит и куда отправляется получаемая энергия.

В наше время практически каждый может собрать и получить в свое распоряжение свой независимый источник электроэнергии на солнечных батареях (в научной литературе они называются фотоэлектрическими панелями).

Дорогостоящее оборудование со временем компенсируется возможностью получать бесплатную электроэнергию. Важно, что солнечные батареи – это экологически чистый источник энергии. За последние годы цены на фотоэлектрические панели упали в десятки раз и они продолжают снижаться, что говорит о больших перспективах при их использовании.

В классическом виде такой источник электроэнергии будет состоять из следующих частей: непосредственно, солнечной батареи (генератора постоянного тока), аккумулятора с устройством контроля заряда и инвертора, который преобразует постоянный ток в переменный.

Солнечные батареи состоят из набора солнечных элементов (фотоэлектрических преобразователей), которые непосредственно преобразуют солнечную энергию в электрическую.

Большинство солнечных элементов производят из кремния, который имеет довольно высокую стоимость. Этот факт определят высокую стоимость электрической энергии, которая получается при использовании солнечных батарей.

Распространены два вида фотоэлектрических преобразователей: сделанные из монокристаллического и поликристаллического кремния. Они отличаются технологией производства. Первые имеют кпд до 17,5%, а вторые – 15%.

Наиболее важным техническим параметром солнечной батареи, которая оказывает основное влияние на экономичность всей установки, является ее полезная мощность. Она определяется напряжением и выходным током. Эти параметры зависят от интенсивности солнечного света, попадающего на батарею.

Электродвижущая сила отдельных солнечных элементов не зависит от их площади и снижается при нагревании батареи солнцем, примерно на 0,4% на 1 гр. С. Выходной ток зависит от интенсивности солнечного излучения и размера солнечных элементов. Чем ярче солнечный свет, тем больший ток генерируется солнечными элементами. Зарядный ток и отдаваемая мощность в пасмурную погоду резко снижается. Это происходит за счет уменьшения отдаваемой батареей тока.

Если освещенная солнцем батарея замкнута на какую либо нагрузку с сопротивлением Rн, то в цепи появляется электрический ток I, величина которого определяется качеством фотоэлектрического преобразователя, интенсивностью освещения и сопротивлением нагрузки. Мощность Pн, которая выделяется в нагрузке определяется произведением Pн = IнUн, где Uн напряжение на зажимах батареи.

Наибольшая мощность выделяется в нагрузке при некотором оптимальном ее сопротивлении Rопт, которое соответствует наибольшему коэффициенту полезного действия (кпд) преобразования световой энергии в электрическую. Для каждого преобразователя имеется свое значение Rопт, которая зависит от качества, размера рабочей поверхности и степени освещенности.

Солнечная батарея состоит из отдельных солнечных элементов, которые соединяются последовательно и параллельно для того, чтобы увеличить выходные параметры (ток, напряжение и мощность). При последовательном соединении элементов увеличивается выходное напряжение, при параллельном – выходной ток.

Для того, чтобы увеличить и ток и напряжение комбинируют два этих способа соединения. Кроме того, при таком способе соединения выход из строя одного из солнечных элементов не приводит в выходу из строя всей цепочки, т.е. повышает надежность работы всей батареи.

Таким образом, солнечная батарея состоит из параллельно-последовательно соединенных солнечных элементов. Величина максимально возможного тока отдаваемого батареей прямо пропорциональна числу параллельно включенных, а электродвижущая сила — последовательно включенных солнечных элементов. Так, комбинируя типы соединения, собирают батарею с требуемыми параметрами.

Солнечные элементы батареи шунтируются диодами. Обычно их 4 – по одному, на каждую ¼ часть батареи. Диоды предохраняют от выхода из строя части батареи, которые по какой-то причине оказались затемненными, т. е. если в какой-то момент времени свет на них не попадает.

Батарея при этом временно генерирует на 25% меньшую выходную мощность, чем при нормальном освещении солнцем всей поверхности батареи.

При отсутствии диодов эти солнечные элементы будут перегреваться и выходить из строя, так как они на время затемнения превращаются в потребителей тока (аккумуляторы разряжаются через солнечные элементы), а при использовании диодов они шунтируются и ток через них не идет.

Получаемая электрическая энергия накапливается в аккумуляторах, а затем отдается в нагрузку. Аккумуляторы – химические источники тока. Заряд аккумулятора происходит тогда, когда к нему приложен потенциал, который больше напряжения аккумулятора.

Число последовательно и параллельно соединенных солнечных элементов должно быть таким, чтобы рабочее напряжение подводимое к аккумуляторам с учетом падения напряжения в зарядной цепи немного превышало напряжение аккумуляторов, а нагрузочный ток батареи обеспечивал требуемую величину зарядного тока.

Например, для зарядки свинцовой аккумуляторной батареи 12 В необходимо иметь солнечную батарею состоящую из 36 элементов.

При слабом солнечном свете заряд аккумуляторной батареи уменьшается и батарея отдает электрическую энергию электроприемнику, т.е. аккумуляторные батареи постоянно работают в режиме разряда и подзаряда.

Это процесс контролируется специальным контроллером. При циклическом заряде требуется постоянное напряжение или постоянный ток заряда.

При хорошей освещенности аккумуляторная батарея быстро заряжается до 90% своей номинальной емкости, а затем с меньшей скоростью заряда до полной емкости. Переключение на меньшую скорость заряда производится контроллером зарядного устройства.

Наиболее эффективно использование специальных аккумуляторов – гелевых (в батарее в качестве электролита применяется серная кислота) и свинцовыех батарей, которые сделанны по AGM-технологии. Этим батареям не нужны специальные условия для установки и не требуется обслуживание. Паспортный срок службы таких батарей – 10 — 12 лет при глубине разряда не более 20%. Аккумуляторные батареи никогда не должны разряжаться ниже этого значения, иначе их срок службы резко сокращается!

Аккумулятор подсоединяется к солнечной батарее через контроллер, который контролирует ее заряд. При заряде батареи на полную мощность к солнечной батареи подключается резистор, который поглощает избыточную мощность.

Для того чтобы преобразовать постоянное напряжение от аккумуляторной батареи в переменное напряжение, которой можно использовать для питания большинства электроприемников совместно с солнечной батарей можно использовать специальные устройства – инверторы.

Без использования инвертора от солнечной батареи можно питать электроприемники, работающие на постоянном напряжении, в т.ч. различную портативную технику, энергосберегающие источники света, например, те же светодиодные лампы.

Автор текста: Андрей Повный. Текст впервые опубликован на сайте Electrik.info. Перепечатано с согласия редакции.

Солнечная батарея своими руками — принцип и порядок сборки в домашних условиях

В получении электроэнергии альтернативными методами в последнее время прослеживается тенденция к активному развитию. И это несмотря на то что подобный подход пока еще остается весьма затратным, если планируется приобрести готовое оборудование. Ждать быстрой окупаемости сделанных вложений не приходится.

Солнечная батарея своими руками

Тем не менее, многие рачительные хозяева домов и даже квартир все пристальнее рассматривают такие возможности. А некоторые из них идут по пути самостоятельного создания необходимого оборудования, хотя бы в качестве стартового эксперимента. Так, например, солнечная батарея своими руками вполне может быть создана в домашних условиях, так как сегодня для ее сборки можно приобрести все необходимое. Тем более что существует несколько способов сборки солнечных панелей из разных комплектующих.

Тем, кто хочет попробовать самостоятельно собрать такой источник электроэнергии, и переназначена настоящая публикация.

Что такое солнечная батарея, и как она работает?

Общие понятия о принципе получения электричества от солнечной энергии

У людей, решивших собрать солнечную батарею, возникает немало вопросов, а для многих эта задача видится и вовсе не выполнимой из-за кажущейся сложности ее конструкции. Однако, на самом деле особых трудностей в ее сборке нет. И в этом можно убедиться, изучив схему и рассмотрев, как выполняет работу мастер, изготовивший не один подобный прибор.

Солнечная батарея представляет собой совокупность фотоэлектрических преобразователей солнечной энергии в электрическую.

Солнечная батарея – это множество правильно соединенных между собой фотоэлементов. Каждый из них обладает невысокими генерирующими способностями, но в совокупности получаются весьма приличные показатели выработанной мощности.

Отдельные фотоэлементы соединены в единую панель и защищены с двух сторон материалами, стойкими к ультрафиолету, влаге и другим атмосферным явлениям. Это важно, так как батареи чаще всего эксплуатируются на открытом незащищенном пространстве — это может быть крыша здания, балконное ограждение или же поляна около дома.

Общая конструкция системы получения электрической энергии от солнечной представляет собой целый ряд приборов и устройств, соединенных в единую цепь:

Примерная схема системы выработки потребительской электрической энергии от солнечной
  • Пластины-преобразователи — это полупроводниковые фотоэлементы, обладающие способностью генерировать постоянный ток под воздействием света. Пластины соединяются между собой по определенной схеме специальными шинами (плоскими проводниками), и собираются в батарею в общем корпусе.
  • Панели-батареи, собранные из фотоэлементов, подключаются к прибору-контролеру с подобранными параметрами тока и напряжения, необходимыми для зарядки аккумулятора.
  • Аккумулятор или целая батарея таких аккумуляторов накапливает заряд.
  • Специальный инвертор преобразует постоянный ток в переменный с напряжением в 220 В (если этот необходимо).

Такая череда приборов используются в схеме в том случае, когда планируется отдельные постоянные точки потребления или даже полностью весь дом запитать от солнечной энергии. Накопленная в аккумуляторе за день энергия может быть использована в пасмурные дни или в темное время суток. Применяются и более простые схемы, когда солнечные батареи выступают лишь вспомогательным источником питания, и накопление энергии не требуется. Панель в таком случае может быть непосредственно подключена к прибору-потребителю. Однако, этот вариант менее надежен, так как стабильность питания будет полностью зависеть от наличия солнца в данный момент.

Использование солнечных батарей для полного снабжения дома энергией актуально в регионах, где количество солнечных дней в  течение года преобладает. Этим обычно «славятся» южные регионы страны. В других условиях они чаще всего применяются в качестве дополнительных источников электроснабжения.

Три основных разновидности фотоэлектрических модулей

Модули солнечных батарей, из которых собирается панель, подразделяются на три типа:

монокристаллический;

— поликристаллический;

— аморфный (тонкопленочный).

От особенностей структурного строения пластин напрямую зависит эффективность конструкции, а также ее общая стоимость.

Монокристаллический и поликристаллический вариант солнечной батареи

Монокристаллические пластины изготавливаются из монокристаллов кремния, выращенных по методу Чохральского. Они отличаются высоким качеством и обладают неплохим (по меркам фотоэлементов) КПД, равным примерно 20÷22%. Из-за этого и стоимость их достаточно высока.

Солнечные лучи, попадая на монокристаллическую поверхность, способствуют возникновению направленного движения свободных электронов. Пластины с двух сторон подсоединены к шинам, которые затем подключаются к общей электрической цепи системы.

Высокий КПД этого типа пластин объясняется тем, что солнечные лучи равномерно рассеиваются по поверхности кристалла.

Поликристаллические фотоэлементы изготавливаются из полупроводника, имеющего поликристаллическую структуру. Именно этот тип батареи считается оптимальным для создания системы преобразования солнечной энергии. Стоимость элементов, а как следствие — и целых батарей получается ниже по сравнению с монокристаллическими приборами. Это обуславливается особенностями производства фотоэлементов, так как при их изготовлении применяются фрагменты, оставшиеся от монокристаллов.

Если сравнивать два этих типа изделий, то можно выделить следующие различия, выявленные тестированием независимых компаний:

  • Поликристаллические пластины отличаются по внешнему виду от монокристаллов, так как имеют неоднородный по цвету окрас поверхностей, с перемежением темных и светлых участков.
Внешнее отличие пластин монокристаллов от поликристаллов заключается в однородности цвета.
  • В процессе эксплуатации у всех фотоэлементов происходит постепенное снижение мощности. Так, после года работы у монокристаллов она снижается на 3%, а у поликристаллических элементов — на 2%.
  • Суммарное количество электроэнергии, выработанное монокристаллическим модулем, примерно на 30% выше, чем у поликристаллических элементов, при их одинаковой площади.
  • Стоимость поликристаллов на 10÷15 % ниже монокристаллических батарей.

Аморфные солнечные модули

Этот тип элементов представляет собой плотную гибкую пленку, значительно упрощающую процесс монтажа батарей.

На современном рынке представлены три поколения подобных фотоэлементов:

Гибкие пленочные фотоэлементы на основе аморфного кремния имеют ряд преимуществ и значительно удобнее в работе
  • Элементы первого поколения являются однопереходными. Они имеют низкий КПД — всего 5% и относительно небольшой срок эксплуатации — не более 10 лет.
  • Пленка второго поколения тоже однопереходного типа, но уровень КПД у нее повышен до 8%, увеличен и срок эксплуатации.
  • Тонкопленочные батареи третьего поколения обладают КПД до 12%, и обладают длительным сроком службы, составляя конкуренцию кристаллическим вариантам.

Несмотря на не выдающиеся характеристики, самыми популярными остаются однопереходные тонкопленочные модули второго поколения. Они доступны по цене и обладают приличной мощностью, которая вполне может конкурировать с кристаллическими вариантами батарей.

Сравнение солнечных фотоэлементов

Если сравнивать кристаллические и пленочные батареи, то у последних существует ряд существенных преимуществ, благодаря которым часто предпочтение отдается именно им:

  • Аморфные пленочные элементы лучше реагируют на изменение температуры, в частности, на ее повышение. В солнечные месяцы года этот тип батарей способен произвести большее количество энергии по сравнению с кристаллическими аналогами — те при нагреве способны потерять до 20% мощности.
  • Пленочные батареи продолжают выработку энергии даже при рассеянном солнечном свете, в отличие от кристаллов, которые не генерируют энергию в пасмурную погоду. При слабом или рассеянном свете аморфная пленка способна вырабатывать до 20% энергии от своих номинальных показатели. Не слишком много, но лучше, чем ничего.
  • Стоимость кристаллических панелей гораздо выше, чем пленочных. Причем цена на последние продолжает снижаться из-за активного наращивания объемов их производства.
  • Пленочные солнечные батареи имеют меньшее количество дефектов и уязвимых мест. Дело в том, что жёсткие пластины при формировании панели спаиваются между собой, а пленка устанавливается в корпус конструкции в целом виде.

Если подвести итоги и вывести их в таблицу, то сравнительные характеристики пленочных аморфных и жестких кристаллических солнечных фотоэлементов будут выглядеть следующим образом:

ПараметрыКристаллические панелиАморфные тонкопленочные батареи
КПД изделий9÷20%6÷12%
Выходное напряжение одного фотоэлементаОколо 0,5 ВОколо 1,7 В
Световой спектр максимальной чувствительностиБлиже к красному цвету, то есть для эффективной работы необходимо яркое солнце.Ближе к ультрафиолету, то есть восприимчивы и к рассеянному освещению.
ГибкостьХрупкие и ломкие, требуют обязательной жесткой основы и надежной защиты от механического воздействия.Гибкие, легко гнутся, не заламываются.
Надежность при эксплуатации в экстремальных условияхТребуют жесткой основы и надежной защиты от механического воздействия.Более устойчивы к механическим воздействиям, хотя тоже требуют защиты.
ДолговечностьПри должной защите, эксплуатируются длительное время, но с годами постепенно снижается эффективность работы изделий.Качественные изделия, выполненные с соблюдением технологии, выгорают на солнце на 4% за первые 4÷5 лет эксплуатации. Дешевые китайские аналоги могут подвести через 2÷3 года.
ВесТяжелые.Легкие.

Необходимо уточнить, что производятся и комбинированные варианты солнечных батарей, то есть состоящие из кристаллических и аморфных элементов. То есть используются по максимуму все преимущества обоих типов. Однако, стоимость подобных изделий весьма высока, поэтому они не настолько популярны, как упомянутые выше батареи.

Что влияет на эффективность солнечных батарей?

Чтобы не удивляться тому, что солнечные батареи работают с разной эффективностью в различные периоды, необходимо выделить факторы, которые влияют на КПД системы. Причем названные ниже моменты действуют на солнечные батареи всех типов, но с различной интенсивностью.

  • При повышении температуры производительность любых фотоэлементов панелей снижается.
  • При частичном затемнении, например, если солнце попадает только на часть панели, а какое-то количество элементов остается неосвещенным, выходное напряжение падает за счет потерь неосвещенных пластин.
  • Панели, оснащенные линзами для концентрирования излучения, становятся совершенно неэффективными в облачную погоду, так как пропадает эффект фокусирования потока света.
  • Для достижения высокой эффективности работы солнечной батареи необходим правильный подбор сопротивления нагрузки. Поэтому панели подключаются не напрямую к приборам или аккумулятору, а через управляющий системой контролер, который обеспечит оптимальный режим функционирования батареи.

Недостатки солнечных батарей

У солнечных батарей существует ряд недостатков, узнав о которых многие хозяева жилья сразу отказываются от затеи их приобретения и установки.

Действительно мощная, эффективная солнечная батарея потребует немалой полностью открытой для солнечных лучей площади.
  • Для получения достаточного количества энергии необходимо установить весьма большое количество батарей довольно больших размеров. Понятно, что для их размещения потребуются большие площади. Многие собственники частных домов используют для их монтажа солнечную сторону крыши.
Суммарные показатели емкости блока аккумуляторов должны соответствовать мощности солнечных батарей, поэтому количество и тип АКБ необходимо подобрать правильно.
  • Нельзя забывать, что батарея будет работать эффективно, только если ее лицевая сторона будет подвергаться периодической очистке от насевшей пыли, грязи, разводов высохшей дождевой воды. А это значит, что к поверхности необходимо обеспечить удобный и легкий доступ.
  • Солнечные батареи недостаточно эффективно функционируют в сумерках и совершенно не работают в ночные часы. Чтобы использовать энергию от них в любое время суток необходимо подключение к нескольким аккумуляторам, которые за солнечный период накапливают энергию.
  • Для большого количества аккумуляторов, если система планируется в качестве основного источника энергии, может потребоваться отдельное помещение.
«Накопителем» выработанной электрической энергии может быть целая батарея соединенных определенным образом аккумуляторов. Это потребует немало места. Да и стоимость аккумуляторов тоже может быть весьма значительной.
  • Солнечная энергия считается экологически чистой, однако сами пластины фотоэлементов содержат в себе такие токсичные вещества, как кадмий, свинец, мышьяк, галлий и т.п. При нагревании конструкции данные вещества могут выделяться не только в окружающую среду, но и проникать в помещения дома, если батареи установлены на крыше или балконе дома. Оптимальным вариантом будет установить систему в отдалении от жилых строений.
Солнечные батареи на поворотном механизме, постоянно поддерживающим поверхность в фокусе солнечного света
  • При установке батарей на открытой площадке, для более высокой эффективности их работы, систему часто снабжают специальным фотоэлементом, реагирующим на положение Солнца, и поворотным механизмом, который будет поворачивать их вслед за движением светила. Эффективность повышается, но зато возрастает сложность системы и стоимость реализации проекта.
  • Пока что не приходится говорить о высокой эффективности работы подобных систем. Их КПД составляет в самом лучшем случае 20%, остальные 80% воспринятой поверхностью солнечной энергии уходят на нагрев самой батареи, средняя температура которой может достигать 55÷60 градусов. Как уже говорилось выше, при нагреве фотоэлементов, эффективность их работы падает.
  • Чтобы предотвратить перегревание батарей, применяют те или иные системы принудительного охлаждения. Например, устанавливаются вентиляторы или насосы, перекачивающие хладагент. Понятно, что такие приборы также требуют электроэнергии, а также периодического обслуживания. Кроме того, они могут значительно снизить надежность работы всей конструкции. Ну а проблема эффективного пассивного охлаждения батарей пока не решается.

Как собрать солнечную батарею в домашних условиях?

Если после изучения представленной выше информации желание заняться изготовлением солнечной батареи не пропало, можно поэкспериментировать, создав и проверив собственное творение. Далее будет подробно рассмотрена сборка панели из монокристаллических пластин.

Монокристаллическая пластина 78×156 мм с двумя токосъемными дорожками на лицевой стороне. Симметрично им, на тыльной стороне пластины линии припаивания шин обозначены фигурными контактными окошками.

В показанном примере домашний мастер собирает панель габаритами 750×960 мм, состоящую из 36 жёстких монокристаллических пластин размером мм. Пластины устанавливаются в четыре ряда, по 9 фотоэлементов в каждом. Между фотоэлементами выдерживается зазор порядка 10÷12 миллиметров.

Солнечные батареи, установлены на балконном ограждении, а также закреплены к его остеклению. Такой монтаж будет актуален, если балкон находится на солнечной стороне дома. Красной рамкой выделена панель, монтаж которой будет показан.
ИллюстрацияКраткое описание выполняемых операций
Для работы потребуются, прежде всего, сами пластины. Мастер рекомендует приобретать их с запасом, так как они могут иметь разные параметры выходного напряжения, а из них необходимо будет выбрать 36 штук, имеющих наиболее близкие друг к другу показатели.
Шина — это медная луженая лента, то есть уже покрытая оловом, что упрощает ее пайку. Потребуется порядка 10 метров узкой шины шириной в 1,6 мм и 2 метра широкой, шириной в 5 мм.
Для электромонтажных работ необходимо подготовить обычный паяльник на 40 Вт. флюс для пайки — это канифоль, растворенная в спирте, спирт для обезжиривания поверхностей под пайку и их последующей очистки от остатков флюса, ватные диски и палочки.
В качестве основы для монтажа всего модуля в данном случае используется акриловое стекло толщиной 5 мм. Для последующей герметизации фотоэлементов мастер решил использовать прочную бесцветная прозрачная поливинилхлоридную пленку ORACAL®751, которая часто применяется для закрепления рекламы на транспортных средствах.
Несколько слов о том, почему выбрана ширина шины именно 1,6 мм.
Металл имеет свойство при нагревании расширяться, а при остывании, соответственно, сжиматься. На солнечной батарее этот процесс будет происходить постоянно, то есть днем припаянные шины будут увеличиваться в размерах, а ночью — наоборот, что не особо полезно для конструкции.
На опыте мастер испытал ленту шириной в 2 мм, и все-таки остановил свой выбор именно на ширине 1,6 мм. По токопроводящим качествам эти шины не особо отличаются между собой, а более узкая все же меньше повержена линейной деформации.
Подготовив все необходимое, имеет смысл в первую очередь произвести сортировку пластин.
Как говорилось выше, несмотря на то, что это одна модель, они зачастую могут иметь разные показатели в практической работе. А для гармоничной работы батареи значения вырабатываемого напряжения должны быть максимально близкими друг к другу. Например, в данном случае при проведении проверки обнаружилось, что фотоэлементы в равных условиях (при искусственном освещении) могут вырабатывать от 0,19 до 0,35 вольт.
Лучше, если в одной панели будут собраны элементы, имеющие максимально близкие значения, скажем, от 0,30 до 0,33 вольт. Если в комплексе будет установлен один или два элемента, значительно отличающиеся по выходному напряжению, то они будут создавать никому не нужное сопротивление, и станут перегреваться.
Таким образом, отбраковываются пластины, явно выпадающие из общей массы.
При монтаже пластин между ними будет оставляться зазор в 10÷12 мм. Он нужен для того, чтобы пленка, фиксирующая элементы на акриловом стекле, удерживала их со всех сторон.
Далее, необходимо уложить на столе две пластины на расстоянии в 10 мм, и по ним замерить, какой длины необходимо нарезать узкие шины.
Как можно видеть на внешней стороне пластин для скрепления предусмотрены две металлические токосъемные полосы, а на обратной ее стороне места фиксации указаны точечно, окошками.
На лицевой стороне пластины от ее верхнего края необходимо отступить примерно 3 мм.
На обратной стороне второй панели шина также должна не доходить до нижнего края на эти же 2÷3 мм.
После определения длины одной соединительной шины, остальные соединительные элементы отмеряются по ней. Для каждых двух пластин потребуется по два отрезка шины, то есть всего нужно 72 штуки.
В нарезанном виде шины выглядят, как показано на фото. Вовсе не обязательно заготавливать сразу все отрезки — их можно нарезать по ходу работы. Однако если они все-таки будут заготовлены все сразу, то рекомендовано их собрать и сцепить резинкой. Так они не потеряются, и не будут мешаться на столе.
Сначала шины припаиваются к лицевой стороне всех пластин.
Но перед началом пайки металлические токосъемные полосы на пластинах необходимо подготовить, обезжирив спиртом. Для этой работы удобно использовать ватные палочки — их обмакивают в спирт и проходятся по полоске.
Этот процесс необходим для повышения качества пайки.
Следующим подготовительным этапом идет нанесение на очищенные спиртом полоски канифольного флюса.
Лучше, если он будет налит в эластичную емкость в виде маркера (клеевого карандаша) с мягким наконечником. Так будет легче работать, при необходимости выдавливая и распределяя необходимое количество состава.
Следующим шагом идет припаивание шин к внешней стороне пластин.
Шина укладывается на металлическую контактную полоску и выравнивается. Далее, придерживая бо́льшую часть шины, аккуратно прижав ее к полосе, ее верхнюю сторону фиксируют паяльником на 20÷30 мм по длине.
Дополнительный припой при этом не используется – вполне достаточно слоя лужения на самой шине.
Теперь она закреплена и не сможет сдвинуться, поэтому ее оставшуюся длинную сторону закрепить на поверхности будет совсем просто.
Для этого пластину необходимо повернуть к себе противоположной стороной, так чтобы длинная часть шины оказалась под рукой.
Придерживая шину и слегка ее натягивая, по ней аккуратно проводят паяльником, следя за тем, чтобы он не соскользнул в сторону. Луженая лента хорошо припаивается к правильно подготовленной поверхности — достаточно один раз без спешки провести по ней хорошо разогретым паяльником.
Если на ленте останутся заусеницы, то их сразу же необходимо загладить, так как эта сторона пластин должна быть прижата к акриловому стеклу.
Припаяв обе ленты к пластине, их необходимо протереть спиртом с помощью ватной палочки или диска. Необходимо удалить с поверхности весь оставшийся флюс.
Таким же образом последовательно подготавливаются все 36 пластин, или же только 9 фотоэлементов, чтобы собрать одну из четырех полос солнечной панели.
Здесь каждый мастер поступает так, как ему будет удобнее.
Далее будет рассмотрена сборка подготовленных фотоэлементов в одну полосу. Таким же способом производится и соединение остальных трех полос солнечной панели.
Вначале берется пластина, которая будет первой в полосе.
Она укладывается на стол лицевой стороной вниз, вместе с припаянными к ней шинами. Затем полосы под пайку, выделенные на обратной стороне пластины контактными окошками, обрабатывается спиртом, а потом флюсом.
Далее, отступив от края примерно 3 мм по линии, проходящей через окошки, укладывается отрезок шины, и по тому же способу, что и с внешней стороны, припаивается к поверхности.
Свободные концы шин должны расположиться в противоположном направлении относительно припаянных к лицевой поверхности – они будут нужны при коммутации всего ряда элементов в общую батарею широкими шинами.
Теперь необходимо соединить между собой первую и вторую пластины ряда. Для этого концы шин, припаянных к лицевой стороне первой пластины, необходимо вывести на тыльную сторону второй пластины.
Пластины при этом размещаются параллельно друг другу на установленном расстоянии (10 мм). Для удобства можно на рабочем столе заранее выполнить разметку, то есть сделать своеобразный шаблон взаимного расположения пластин.
Точки припаивания контактов обрабатываются спиртом, и затем на них наносится флюс.
Теперь можно осуществить припаивание шин.
Для этого по ним также аккуратно, не торопясь, проводят разогретым паяльником. После окончания пайки обеих шин, их также необходимо протереть спиртом для удаления оставшегося флюса.
Далее, таким же образом коммутируется третья и все последующие пластины ряда.
В результате должно получиться четыре полосы по 9 фотоэлементов, соединенных так, как было показано на иллюстрациях.
Готовые, спаянные ряды фотоэлементов поочередно укладываются на заранее подготовленное акриловое стекло необходимого размера. От краев элементов до края стекла должно быть выдержано расстояние в 50÷60 мм. На стекле ряды временно фиксируются короткими полосками прозрачного скотча.
«Золотое правило» последовательной коммутации источников питания постоянного тока: плюс предыдущего элемента соединен с минусом последующего – и так далее.
В рядах это правило соблюдено. Теперь очень важно его не нарушить и при укладке рядов в батарею.
Так, выступающие слева отрезки шин первого и третьего ряда должны быть припаяны на внешней стороне панели, которая в данном случае повернута к акриловой поверхности. Во втором и четвертом ряду должны выступать концы шин, зафиксированные на тыльной светлой стороне пластин. Если допустить ошибку, то последовательное соединение нарушится, и батарея работать не будет.
В результате конструкция уложенной панели должна будет выглядеть следующим образом.
Когда все ряды будут закреплены на стекле скотчем, их необходимо объединить в одну систему.
Электрическое соединение осуществляется по представленной схеме.
В результате сверху окажется «плюс», снизу «минус».
В качестве соединительных элементов используется широкие шины – это хорошо показано на схеме выше. К ним припаиваются выступающие концы тонких шин.
Излишки после припаивания следует откусить кусачками.
На этой фото хорошо показана крайняя точка коммутации шин.
Закончив работу, панель необходимо проверить на работоспособность с помощью тестера, переключив его на вольтметр и установив щупы на плюс и минус.
Проверку панели можно сначала произвести на рабочем столе – больших показателей не будет, но собранная панель продемонстрирует, что она «живая».
А затем можно провести проверку, вынеся батарею на солнце.
К крайним плюсовой и минусовой шинам закреплены щупы мультитестера.
Даже при облачной погоде на холостом ходу батарея выдает 19,4 вольт — это говорит о правильности соединения панелей.
Солнца на момент проверки не было, и ток невелик, всего около 0,5 ампера. Но даже в пасмурную погоду батарея вырабатывает около 10 ватт энергии.
Параллельно рекомендуется проверить пластины на перегрев — это несложно прочувствовать тыльной стороной ладони.
Если отдельные пластины на общем фоне явно перегреваются, то их желательно сразу же заменить – это пока сделать несложно.
Если батарея работает нормально, то можно ее окончательно герметизировать — закатывать в пленку.
Эксплуатационный срок этой пленки семь лет, но как показывает практика, она отлично функционирует и дольше.
Пленка имеет клеевой слой, закрытый защитной подложкой, которая снимается по мере наклеивания покрытия на фотоэлементы и акриловое стекло.
Первое, что необходимо сделать — это разложить пленку сверху конструкции и выровнять край, от которого начнется ее наклеивание. От того, насколько будет выровнен край, зависит качество приклеивания всего полотна.
Должна быть достигнута полная герметизация, без складок и пустот, так как пленка предназначена для надежной защиты фотоэлементов от любых внешних воздействий.
Далее, необходимо аккуратно отделить защитный слой от пленки по всему краю, примерно на 40 мм, сразу закрепив ее на стекле.
Эта операция проводится очень аккуратно, при приклеивании пленка разравнивается и разглаживается.
Здесь необходимо помнить, что отклеить и выровнять определенный участок пленки — уже не получится, поэтому необходимо делать работу качественно сразу.
Пленку нельзя натягивать, но в то же время она и не должна собираться складками.
Защитная подложка подгибается вниз и по мере приклеивания постепенно снимается. Освободив 20÷30 мм пленки, ее приглаживают к фотоэлементам и просветам между ними, то есть к акриловому стеклу.
Процесс закатывания батареи в пленку — длительный и кропотливый, поэтому необходимо набраться терпения и выполнять его, не торопясь.
Если пленка все-таки замялась или ушла в сторону, ее нельзя отклеивать, так как повредятся фотоэлементы. В этом случае необходимо вырезать и наклеить сверху уже закрепленной пленки дополнительный фрагмент.
Главное — закрыть всю поверхность батареи. На этой иллюстрации показан закатанный в пленку край панели. Хорошо видно, что идеальная гладкость не требуется, главное — плотное прилегание пленки по всей площади.
Когда пленка будет наклеена, можно проводить испытания готовой панели.
Для этого батарею необходимо вынести на солнце и снова подключить к ней тестер.
Как можно видеть, батарея выдает напряжение на выходах почти 20 вольт.
Затем проверяется ток короткого замыкания — он составил 3.94 ампер. А это уже, ни много, ни мало – почти 80 ватт.
Для проверки под нагрузкой к батарее через амперметр была подключена лампочка на 24 В.
Итог на фотографии – горит хоть и не в полный накал, но достаточно ярко.

Многие мастера, кроме стекла и пленки, используют еще и обрамление батареи, одевая ее в жесткую раму. Это придает конструкции необходимую прочность и повышает ее надежность.

Если планируется собрать и использовать несколько солнечных батарей, то их соединяют или последовательно — для увеличения напряжения на выходе, или параллельно – так можно добиться более высоких показателей тока и суммарной мощности

Комплекс панелей через контроллер подключается к аккумулятору — накопителю энергии, а уже от него идет распределение на точки потребления, напрямую или через инвертор.

Узнайте, как сделать солнечный коллектор своими руками, из нашей новой статьи на нашем портале.

*  *  *  *  *  *  *

Итак, как можно видеть из представленной информации, батарею вполне можно собрать своими руками. Потребуется наличие некоторых знаний электротехники и монтажа, усидчивость и внимательность.

Другое дело — что предварительно стоить очень тщательно взвесить ожидаемый эффект от батареи и стоимость комплектующих и всего необходимого для системы оборудования. Насколько система получится рентабельной, тем более с учетом местных климатических условий? Не превратится ли ее создание просто в «игрушку» для деятельного мужчины среднего возраста?

Возможно, некоторые вопросы по этому поводу снимет размещенный ниже видеосюжет:

Видео: Основные ошибки, допускаемые начинающими при планировании создания домашних солнечных электростанций

Как сделать недорогую солнечную панель своими руками

Коммерческие солнечные панели все еще довольно дороги, однако они не должны стоить так дорого. Солнечные батареи от целого ряда поставщиков доступны по всему миру и могут быть легко собраны в вашу собственную солнечную панель.

В этом руководстве мы расскажем об изготовлении солнечных панелей мощностью 36 Вт, хотя методология создания панелей большей мощности, будь то 200 или 300 Вт одинакова.

Для одной панели вам понадобится (со ссылками на Амазон для примера):

  1. 9 солнечных ячеек (0.5V 4W)
  2. 2 листа 3мм ударопрочного стекла 0.5м x 0.6м (также подойдёт плексиглас)
  3. Силиконовый герметик Solar Bus Wire
  4. Электропроводка для солнечных батарей
  5. Флюсова \ солнечная ручка
  6. Паяльник

Стекло можно заменить на фибергласс, фанеру или толстую картонную подложку, чтобы еще больше сэкономить, хотя со стеклянной подложкой панель будет наиболее устойчивой к атмосферным воздействиям.

Шаг 1: Выберите напряжения и мощность солнечных ячеек

Выбор напряжения ячейки

Приятная вещь в создании солнечной панели своими руками заключается в том, что вы можете собрать ее в соответствии со своими потребностями. Солнечные элементы обычно доступны в 0,5 В диапазоне и разной выходной мощности. Они могут быть соединены последовательно, чтобы получить любое требуемое выходное напряжение, кратное 0,5 В.

Если вы хотите заряжать 12-вольтовую батарею с глубоким циклом для автономного применения, вам понадобится панель 18 В, которая будет состоять из 36 ячеек последовательно (36 x 0,5 В = выход 18 В). Вам потребуется 18В, чтобы даже когда панель находится не на ярком солнце, она могла заряжать аккумулятор.

Чтобы уменьшить количество нужных вам элементов, вы можете попробовать разделить солнечные элементы, чтобы получить более высокое напряжение на каждом элементе.

Выбор выходной мощности ячейки

Второе соображение — это необходимая вам мощность. Чтобы рассчитать, сколько солнечных батарей вам нужно, разделите общую мощность, которая вам нужна, на мощность каждой ячейки. Например, если вам нужна панель мощностью 200 Вт и вы используете ячейки 4 Вт, тогда вам нужно 200 Вт / 4 Вт = 50 ячеек. Важно отметить, что выходная мощность не связана с тем, соединены ли ячейки последовательно или параллельно.

Шаг 2: Планирование расположения панелей

Сначала вам нужно начать с дизайна макета панели. Обычно это делается в соответствии со свободным пространством, которое у вас есть. Вы можете быть ограничены в длине или ширине панели и т.д. В проекте для 9 солнечных элементов использовался лист стекла размером 0,5 х 6 м, и элементы были размещены, как показано на прилагаемой схеме.

Панель обычно разбита на ряды и столбцы, не имеет значения, сколько их, но ваша жизнь будет легче, если вы сделаете более длинные цепочки ячеек в направлении электропроводки, а затем соедините их с основным проводом верху и внизу.

Шаг 3: Подключаем панели

Следующий шаг, и, возможно, самый трудоемкий, — это подключение солнечных батарей. Вы можете купить ячейки без вкладок, и это рекомендуется, если вы не знакомы с использованием паяльника. Хотя большинство поставщиков солнечных батарей и так будут поставлять вам ячейки без вкладок. Работа не сложна, если у вас есть правильная техника, но вам может потребоваться сначала попрактиковаться на одной или двух ячейках, так как соединённый провод не так просто удалить.

Отрежьте провод полосками длиной на 1 см больше, чем длина одной ячейки для конечных выступов и удвойте на длину каждой ячейки для соединительных выступов. Теперь приступайте к пайке провода к солнечным элементам (смотрите прилагаемое видео). Сначала нарисуйте линию с помощью флюсовой ручки по длине серебряных линий. Выровняйте провод над линиями, а затем пропустите горячий паяльник по длине вкладки. Не оставляйте паяльник в одной области слишком долго, так как он может перегреть и повредить элемент. Нет необходимости добавлять к проводу припой, так как провод поставляется уже с нужным его количеством.

Шаг 4: Соединяем основной провод

После того, как вы соединили все ячейки, вам нужно соединить все их вместе. Передняя часть каждой ячейки отрицательна, а задняя часть ячейки положительна. Чтобы сформировать цепочку ячеек с задней части к передней, они должны быть соединены как батарейки — последовательно. Припаяйте провода с задней стороны одной ячейки к передней части соседней ячейки, пока не закончите каждую линию. Затем используйте шинный провод для соединения всех линий. Конечный макет должен выглядеть как прикрепленная схема.

При подключении линий помните, что они также должны быть подключены от положительного к отрицательному, поэтому соседние линии должны идти в противоположных направлениях.

Когда вы закончите соединять линии, у вас должна быть одна положительная шина и одна отрицательная шина, которые будут выходами вашей солнечной панели. Они могут быть заключены в специальную коробку солнечных батарей или припаяны непосредственно к проводам для небольших панелей.

Шаг 5: Защитите ячейки стеклом

После того, как вы закончили с проводами, можете добавить поверх солнечных элементов защитное стекло или плексиглас. Проведите непрерывную силиконовую полоску по периметру задней панели, а затем осторожно опустите стекло на подложку над ячейками. Силикон должен образовывать сплошное уплотнение по краям панели, и теперь ваши ячейки будут защищены.

Зажмите стекло и подложку (в этом случае подложка также представляет собой лист стекла) и дайте силикону отвердеть в течение ночи. Не используйте винтовые зажимы, так как они создают слишком большое усилие и стекло может треснуть, вместо этого используйте пластиковые пружинные зажимы.

Шаг 6: Установите коробку клемм

Установите клеммную коробку на задней панели и припаяйте клеммы исходящей шины к клеммной колодке. Коробка может быть закреплена винтами на деревянной подложке или, если используется стеклянная подложка, также может быть прикреплена с помощью силикона.

Наконец, прикрепите любой монтажный кронштейн к задней панели, и ваша солнечная панель готова.

Подключите ее к контроллеру заряда для зарядки аккумуляторов или напрямую к вашей сети постоянного тока. Если вам нужен переменный ток, то необходимо подключить инвертор — поищите руководства по выбору инвертора.

Солнечная батарея своими руками: устройство и изготовление

Оглавление статьи:
Солнечная батарея своими руками: принцип работы системы солнечного электроснабжения
Устройство солнечной батареи: технология самостоятельного изготовления

Согласитесь, иметь в загородном доме бесплатную электроэнергию – это мечта практически каждого человека. Мечтают многие, но только некоторые предпринимают шаги к ее осуществлению, несмотря даже на то, что электрифицировать дом с использованием альтернативного источника энергии не так уж сложно, а главное, не дорого. Если все делать самостоятельно, то расходы на такую электрификацию не превысят 300-400 долларов. В этой статье от сайта stroisovety.org мы расскажем, как делается солнечная батарея своими руками и как устроена система электроснабжения с ее использованием.

Использование солнечных батарей

Солнечная батарея своими руками: принцип работы системы солнечного электроснабжения

Прежде чем приступать к решению вопроса, как сделать солнечную батарею, сначала разберемся с принципом работы альтернативной системы электроснабжения в целом. Понимание того, для чего и какой именно ее элемент предназначен, даст вам возможность наглядно представить сложность системы, и вы уже определитесь, насколько реально самостоятельно электрифицировать дом в такой способ. Итак, система солнечного электроснабжения дома состоит из трех основных частей.

  1. Солнечная батарея – это комплекс небольших по размерам элементов, в задачи которого входит преобразование солнечного света в поток положительно и отрицательно заряженных электронов (электрический ток, если кто не знает). Особенность этих солнечных элементов заключается в том, что они не в состоянии вырабатывать ток большого напряжения – нормальным считается, если один такой элемент генерирует 0,5V. Поэтому о генерировании напряжения в 220V не может быть и речи, так как такая электростанция будет занимать огромную площадь. В задачи солнечных батарей входит выработка электроэнергии напряжением в 18V – этого вполне достаточно, чтобы зарядить двенадцати вольтовую аккумуляторную батарею. Это и есть второй элемент системы солнечного электроснабжения.
  2. Аккумуляторы. В одной системе их может использоваться свыше 10шт. Дело в том, что зарядки одной батареи не хватит надолго для обеспечения дома нужным количеством электричества. Здесь все зависит от количества и мощности одновременно используемых потребителей – по крайней мере, количество этого элемента системы можно со временем увеличивать. Но следует понимать, что одновременно придется выполнять подключение дополнительных солнечных батарей.
  3. Инвертор для солнечных батарей – в задачи этого устройства входит преобразование тока с низким напряжением в электричество высокого напряжения. Такое устройство можно свободно приобрести в готовом виде за сравнительно небольшие деньги. Приобретая инвертер, нужно обратить внимание на выдаваемую им мощность – для энергоснабжения дома понадобится купить устройство с выходной мощностью не менее 4кВт.

Солнечная батарея своими руками фото

Именно с этими элементами системы придется поработать, чтобы сделать использование солнечных батарей эффективным. Последние два лучше приобрести (они продаются по вполне доступным ценам), а вот первые можно изготовить самостоятельно, если, конечно, не хотите платить баснословные деньги.

Как сделать солнечную батарею своими руками фото

Устройство солнечной батареи: технология самостоятельного изготовления

Для начала придется решить вопрос с приобретением солнечных элементов – ведь не думаете же вы, что их можно повынимать из дешевых китайских калькуляторов? Тут есть один нюанс – новые элементы обойдутся достаточно дорого (проще уже будет купить готовую батарею в сборе). Поэтому лучше приобретать поврежденные, но работоспособные элементы – купить их можно на аукционе eBay или других подобных торговых площадках. Для одной батареи таких элементов понадобится 36шт. – лучше взять с запасом, так как некоторые из них могут быть не совсем рабочими. Их нужно сразу проверить прибором и убедиться, что они справляются со своими задачами. После этого спрятать их подальше до стадии непосредственного монтажа, так как эти элементы очень хрупкие.

Изготовление и подключение солнечной батареи

А пока элементы отлеживаются и ждут своего часа, самое время заняться изготовлением корпуса солнечной батареи. Для этого понадобятся деревянные бруски, фанера, ДВП и оргстекло. Из фанеры, предварительно рассчитав размер, вырезаем днище корпуса и обрамляем его по периметру бруском толщиной 20-25мм. В брусках с шагом 15-20см нужно будет насверлить отверстий диаметром 10мм – они обеспечат вентиляцию внутреннего пространства батареи и не дадут элементам перегреваться в процессе работы.

Устройство солнечной батареи

После того как с этим будет покончено, самое время заняться подложкой для солнечных элементов – ее изготавливают из ДВП и она должна четко ложиться внутрь корпуса. Подложку так же, как и бруски, нужно снабдить вентиляционными отверстиями. Они сверлятся квадратно-гнездовым способом через каждые 5см. Сразу же после этого можно позаботиться о крышке корпуса – она вырезается из оргстекла и крепится с помощью саморезов через заранее просверленные отверстия.

После того как корпус будет готов, его можно красить в два слоя и откладывать для высыхания. А пока он сохнет, достаем из укромного местечка солнечные элементы, выкладываем их на подложке из ДВП вверх тормашками и занимаемся их распайкой – все элементы соединяются между собой последовательно. Здесь нужно тщательно продумать механизм спаивания – дело в том, что впоследствии переворачивать соединенные воедино элементы будет непросто. Соединять их нужно сначала рядами, потом переворачивать, а затем уже объединять ряды в единый последовательный комплекс. Как только с этой работой будет покончено, элементы следует приклеить с помощью силикона – одной капли в центре каждого солнечного элемента будет вполне достаточно.

Как изготовить солнечные батареи для частного дома фото

Теперь проверяем, что у нас получилось – подсоединяем приборчик и измеряем выходное напряжение. Если все правильно собрано, то на выходе должно быть почти 19V. Если так и есть, то впаиваем в цепь (последовательно) небольшой диод марки Шоттки 31DQ03 или ему подобный для предотвращения разрядки аккумуляторов в солнечные батареи для частного дома, выводим выходные провода и устанавливаем крышку из оргстекла.

Все, батарея готова. После нескольких дней тестирования на ее способность заряжать аккумулятор герметизируем все стыки, кроме вентиляционных отверстий и приступаем к сборке системы индивидуального электроснабжения.

В заключение несколько слов о том, где и как выполняется установка солнечных батарей. Здесь правило одно – солнечные батареи устанавливаются в самом незатененном месте. Как правило, это крыша дома, и здесь дополнительно понадобится изготовить специальные опоры. В принципе, это несложно – если вами была изготовлена солнечная батарея своими руками, то разработать и сделать для нее опоры не составит никакого труда.

Автор статьи Александр Куликов

Солнечная батарея своими руками: подробная инструкция сборки

Солнечные лучи, как альтернативный источник энергии, приобретают все более широкую популярность среди населения. Особенно это касается жителей частного сектора, постепенно избавляющихся от энергетической зависимости. Однако подобные системы еще довольно дороги и не все могут их приобрести. В таких ситуациях наилучшим выходом становится солнечная батарея изготовленная своим руками из подручных материалов.

Выбор фотоэлементов

Любая солнечная батарея для дома сделанная своими руками, будет в любом случае стоить значительно ниже, чем заводская. У известных производителей производится тщательный отбор фотоэлементов, в процессе которого отсеиваются заготовки, имеющие пониженные или нестабильные показатели. Поверхность готовых изделий покрывается специальным стеклом, снижающим отражение света, отсутствующим в свободной продаже. В производстве применяются многие другие методы исследования пластинок, совершенно не подходящие для домашних условий.

Однако, солнечная батарея своими руками вполне может быть изготовлена, а полученные самоделки обладают хорошей работоспособностью и не столь заметно отличаются от изделий промышленного производства. Зато экономия денежных средств получается практически в два раза, и в определенных условиях делать панели не только целесообразно, но и выгодно.

Следовательно, основная цель на стадии подготовки заключается в правильном выборе наиболее подходящих фотоэлементов. По техническим причинам пленочные или аморфные изделия можно сразу же исключить и остановиться на пластинках их кремниевых кристаллов. В самых первых домашних опытах рекомендуется воспользоваться более дешевыми элементами из поликристаллов и лишь потом переходить к работе с монокристаллическими кремниевыми материалами.

Приобрести фотоэлементы для солнечной батареи возможно на известных зарубежных торговых площадках, таких как Алиэкспресс, Амазон и других. Они находятся там в свободной продаже в виде отдельных пластинок с различной производительностью и габаритными размерами, что позволяет собрать солнечную панель требуемой мощности.

Кроме того, существуют бракованные изделия, относящиеся к так называемому классу В, имеющие различные повреждения в виде небольших сколов и трещин. На производительность это почти не влияет, зато их стоимость значительно ниже, поэтому они чаще всего используются в самодельных гелиосистемах.

Выбор пластинок прежде всего осуществляется по их внешнему виду. Монокристаллические элементы имеют однотонную поверхность темно-синего цвета, на которой расположена хорошо заметная электродная сетка. В поликристаллических пластинках поверхность покрыта более светлым узором, образованным многочисленными мелкими кристалликами. Подробнее чем отличаются монокристаллические панели от поликристаллических читайте здесь https://electric-220.ru/news/monokristallicheskie_i_polikristallicheskie_solnechnye_batarei/2018-12-26-1624

Расчет и проектирование

Для расчетов солнечной батареи, собранной дома, обязательно потребуется перечень всех электроприборов и оборудования, имеющихся в доме. Сразу же нужно выяснить потребляемую мощность каждого из них.

Данные о мощности указываются в маркировке или в техническом паспорте устройства. Их значения довольно приблизительные, поэтому для панели, работающей с инвертором нужно ввести поправку, то есть среднее энергопотребление умножается на поправочный коэффициент. Полученная таким образом общая мощность дополнительно умножается на 1,2, учитывая потери при работе инвертора. Мощные приборы при запуске потребляют ток, в несколько раз превышающий номинальный. В связи с этим, инвертор также должен в течение короткого времени выдерживать двойную или тройную мощность.

Если мощных потребителей довольно много, но одновременно они практически не включаются, то применяемый в системе инвертор с большим выходным током получится слишком дорогим. При отсутствии значительных нагрузок рекомендуется использовать менее мощные недорогие приборы.

Солнечная батарея в домашних условиях рассчитывается по времени работы каждого электроприбора в течение суток. Вычисленное опытным путем, значение умножается на мощность, и в результате получается суточное энергопотребление, измеряемое в киловатт-часах.

Обязательно понадобятся сведения с местной метеостанции о количестве солнечной энергии, которую можно реально получить в этой местности. Расчет данного показателя выполняется на основе показаний среднегодовой солнечной радиации и ее среднемесячных значений при самой плохой погоде. Последняя цифра позволяет определить минимальное количество электроэнергии, достаточное для решения текущих задач.

Получив исходные данные можно приступать к определению мощности одного фотоэлемента. Вначале показатель солнечной радиации нужно разделить на 1000, в результате, получаются так называемые пикочасы. В это время интенсивность солнечного свечения составляет 1000 Вт/м2.

Формула для расчета

Количество энергии W, вырабатываемое одним модулем, определяется по следующей формуле: W = k*Pw*E/1000, в которой Е – величина солнечной инсоляции за определенный период времени, k – коэффициент, составляющий летом – 0,5, зимой – 0,7, Pw – мощность одного модуля. Поправочный коэффициент учитывает потери мощности фотоэлементов при нагревании солнечными лучами, а также изменение наклона лучей относительно поверхности в течение дня. Зимой элементы нагреваются меньше, поэтому и значение коэффициента будет выше.

Учитывая суммарную мощность энергопотребления и данные, полученные с помощью формулы, рассчитывается общая мощность фотоэлементов. Полученный результат делится на мощность 1 элемента и в итоге будет требуемое количество модулей.

Существуют различные модели с целым рядов мощностей элементов – от 50 до 150 Вт и выше. Выбирая компоненты с необходимыми показателями, можно собрать солнечную панель с заданной мощностью. Например, если потребность в электроэнергии составляет 90 Вт, то необходимы два модуля по 50 Вт каждый. По такой схеме можно создать любую комбинацию из имеющихся фотоэлементов. В любом случае расчеты следует производить с некоторым запасом.

Количество фотоэлементов оказывает влияние на выбор емкости аккумуляторной батареи, поскольку именно они создают зарядный ток. Если мощность панели 100 Вт, то минимальная емкость АКБ должна быть 60 А*ч. С возрастанием мощности панелей потребуются и более мощные аккумуляторы.

Выбор места установки

Производительность солнечных панелей во многом зависит от места их установки. Поэтому, перед тем как сделать солнечную батарею своими руками, нужно заранее определиться, где она будет расположена.

Одновременно, следует учитывать следующие факторы:

  • Степень затененности. Если вокруг панели находятся здания, заросли деревьев и прочие габаритные предметы, создающие тень, она не сможет нормально функционировать и вырабатывать достаточное количество электроэнергии. Кроме того, панель может очень быстро прийти в негодность, не оправдав расходы на ее изготовление.
  • Ориентирование панелей относительно солнца. Световой поток, создаваемый солнечными лучами, должен максимально захватывать поверхность фотоэлементов. Жители северного полушария направляют панель главной стороной на юг, а в южном полушарии ориентация выполняется строго на север.
  • Угол наклона. Также выбирается в зависимости от положения и местных координат и устанавливается в соответствии с широтой. Для расчетов угла установки панели в интернете существуют онлайн-калькуляторы, выдающие наиболее подходящий градус.
  • Наличие свободного доступа для чистки, ремонта и обслуживания. В процессе эксплуатации лицевая поверхность панели постепенно покрывается пылью, грязью, а зимой – снегом. В результате, ее эффективность заметно снижается. В некоторых случаях требуется полная замена солнечных батарей. Поскольку очистка будет выполняться самостоятельно, батарею желательно устанавливать в удобном и доступном для себя месте.

Подготовка материалов и инструмента

Прежде чем начинать изготовление солнечных батарей своими руками, необходимо заготовить все требующиеся материальные ресурсы и инструменты:

  • Пластинки фотоэлементов.
  • Диоды Шоттки для шунтирования фотоэлектрических элементов.
  • Специальные шины или многожильный медный провод для соединения модулей между собой.
  • Антибликовое стекло хорошего качества или плексиглас. Любые препятствия на пути солнечных лучей приводят к росту потерь энергии. Преломление света должно быть минимальным.
  • Все материалы, необходимые для пайки.
  • Фанера, рейки или алюминиевые уголки для сборки каркаса.
  • Силиконовый герметик.
  • Метизы, крепления.
  • Защитный состав или краска, чтобы обработать деревянные поверхности.
  • Обычные инструменты – отвертки, кисти малярные, стеклорез, паяльник, ножовки по дереву и металлу и другие приспособления для конкретной ситуации.

Самая первая солнечная батарея собранная своими руками из подручных материалов должна изготавливаться из пластинок, к которым уже припаяны выводы. За счет этого снижается риск их повреждений во время сборки. Если же имеется опыт работы с паяльником, то будет дешевле купить обычные фотоэлементы и самостоятельно припаять к ним провода. По результатам расчетов заранее известно, какие пластинки будут соединяться последовательно, а какие – параллельно. Лучше всего составить предварительную схему подключения или макет и по ней делать монтаж.

Размеры каркаса определяются в соответствии с размерами ячеек. Между каждым элементом оставляется тепловой зазор 3-5 мм, а сама рамка не должна перекрывать края элементов.

Как собрать солнечную батарею своими руками

Сборка корпуса солнечной батареи

Сборка солнечных батарей, а именно, корпуса может выполняться в разных вариантах. В первом случае ее можно сделать из фанерных листов и деревянных реек, поэтому такой монтаж не представляет особой сложности. Конструкции выпиливаются по размерам, а затем соединяются между собой саморезами. Все стыки и швы предварительно промазываются герметиком. Все деревянные части покрываются краской или специальными защитными составами. Дальнейшие работы проводятся только после полного высыхания конструкции.

Немного сложнее изготовить солнечную батарею из алюминиевого уголка. В этом случае сборка каркаса происходит в следующем порядке:

  • Сборка из уголка прямоугольного каркаса.
  • В каждом углу конструкции сверлятся отверстия под крепления.
  • Внутренняя часть профиля по всему периметру покрывается силиконовым герметиком.
  • Внутрь каркаса на обработанные места укладывается текстолит или оргстекло, вырезанные по размеру. Их нужно как можно плотнее прижать к уголкам.
  • Внутри корпуса лист прозрачного материала фиксируется крепежными уголками, установленными по углам.
  • Дальнейшие работы проводятся после полного высыхания герметика. Предварительно, все внутренние поверхности протираются от пыли и загрязнений.

Пайка проводов и соединение фотоэлементов

Все элементы для солнечных батарей отличаются повышенной хрупкостью и требуют аккуратного обращения. Перед началом пайки они протираются, чтобы поверхность была идеально чистой. Элементы с припаянными проводниками все равно следует проверить и устранить обнаруженные недостатки.

На каждой фотопластинке имеются контакты с различной полярностью. Вначале проводники припаиваются к ним, а уже потом соединяются между собой.

При использовании шин вместо проводов, необходимо учитывать следующие особенности:

  • Шины размечаются и разрезаются на требуемое количество полосок.
  • Контакты пластин протираются спиртом, после чего на них наносится тонкий слой флюса, с одной стороны.
  • Шина прикладывается по всей длине контакта, после чего по ней нужно провести разогретым паяльником.
  • Пластина переворачивается, и такая же операция повторяется на другой стороне.

Паяльник во время монтажа нельзя сильно прижимать к пластине, иначе она может лопнуть. На лицевой стороне после пайки не должно оставаться неровностей. Если они остались, нужно еще раз пройти паяльником по шву.

Чтобы не ошибиться с размещением пластин, перед тем как их собирать, на поверхность листа рекомендуется нанести разметку с учетом всех размеров и зазоров. После этого фотоэлементы укладываются на свои места. Затем контакты панелей соединяются между собой с обязательным соблюдением полярности.

Нанесение герметизирующего слоя

Перед тем как самому герметизировать конструкцию, нужно выполнить тестирование и проверить солнечные батареи на работоспособность. Она выносится на солнце, после чего на выводах шин замеряется напряжение. Если оно в пределах нормы, можно приступать к нанесению герметика.

Один из наиболее подходящих вариантов предполагает следующие действия:

  • Силиконовый герметик наносится на самодельные солнечные батареи капельками по краям корпуса и между пластинами. После этого края фотоэлементов аккуратно прижимаются к прозрачному основанию и должны прилегать к нему как можно плотнее.
  • На каждый край пластинок укладывается небольшой груз, после чего герметик полностью высыхает, а фотоэлементы надежно фиксируются.
  • В самом конце аккуратно промазываются края рамки и все стыки между пластинами. На данном этапе герметиком покрывается все, кроме самих пластинок, он не должен попасть на их оборотную сторону.

Окончательная сборка солнечной панели

После всех операций остается лишь полностью собрать солнечную батарею в домашних условиях.

В этом случае порядок действий будет следующий:

  • В боковой части корпуса устанавливается соединительный разъем, к которому подключаются диоды Шоттки.
  • С лицевой стороны вся сборка пластинок солнечной батареи закрывается прозрачным защитным экраном и герметизируется, чтобы исключить попадание влаги внутрь конструкции.
  • Для обработки лицевой стороны рекомендуется использовать специальный лак, например, PLASTIK-71.
  • После сборки выполняется окончательная проверка, после чего солнечная батарея из подручных средств сделанная своими руками может устанавливаться на свое место.

Учёные СФУ обнаружили материал, который сможет сделать солнечные батареи эффективнее

Исследователи Сибирского федерального университета вместе с коллегами из Королевского технологического института (Стокгольм, Швеция) открыли новые свойства материала на основе палладия, которые могут увеличить производительность солнечных батарей.

Диселенид палладия — перспективный материал, свойства которого до сих пор не изучены в полном объёме. К примеру, сообщалось, что его двумерная форма может быть эффективна в фотокатализе — процессе расщепления воды на водород и кислород при воздействии солнечного света, который может использоваться для получения экологического топлива. Исследователи недавно научились синтезировать одно- и двухслойные варианты композиции PdSe2, однако сильные и слабые стороны данных материалов оставались неизвестными до недавнего времени. Авторам научной работы с помощью высокоточных методов расчёта удалось впервые детально изучить электронные и оптические свойства одно- и двухслойного материала на основе диселенида палладия, который, как оказалось, может поглощать солнечную энергию эффективнее, чем используемый в солнечных батареях материал на основе кремния.

«Материал демонстрирует более высокие показатели конвертации солнечной энергии в электрическую за счёт более широкого спектра поглощения энергии в сравнении с используемыми сегодня в качестве полупроводников элементами на основе кремния, а значит, может значительно повысить эффективность солнечных батарей. Диселенид палладия (PdSe2) может применяться как самостоятельный материал элементов солнечных батарей в конструировании космических кораблей и искусственных спутников Земли, поскольку эффективность материала в большинстве случаев оправдывает затраты в космической отрасли», — сообщил один из авторов исследования, младший научный сотрудник научно-исследовательской части СФУ Артём Куклин.

Для проведения высокоточных расчётов свойств материала учёные использовали суперкомпьютер «Академик Матросов», расположенный на базе Института динамики систем и теории управления имени В. М. Матросова СО РАН.

«Доля „солнечной“ энергетики будет неуклонно возрастать в России в связи с высокой экологичностью и относительной дешевизной этого способа. На сегодняшний день в нашей стране действует 10 „солнечных“ станций общей мощностью около 100 МВт, а это 0,04 % от всей установленной мощности энергосистемы России. В Якутии стоимость электроэнергии от дизель-генераторов обходится очень дорого и здесь солнечные установки могут существенно снизить затраты на энергоснабжение. Наша цель — разработать более совершенные материалы для того, чтобы эффективность солнечных батарей повышалась», — считает Артём Куклин.

Результаты научной работы опубликованы в журнале Physical Review. Авторы исследования планируют продолжить работу над изучением данного материала, исследуя влияние дефектов на его свойства и вероятность их образования. Научившись управлять дефектами, учёные смогут создавать материал с прогнозируемыми характеристиками.

О полученных исследователями результатах написал портал Наука ТАСС.

Как работают солнечные батареи? | Статья на сайте портативных солнечных батарей S-МОДУЛЬ

Как работают солнечные батареи?

Устройство солнечной батареи наглядно демонстрирует, почему ее так называют. Это панель, собранная из фотоэлектрических преобразователей. Солнечный свет она преобразует в электроток. Известны такие батареи уже много лет, их конструкция и материалы исполнения совершенствуются по сей день, чтобы еще больше поднять эффективность (КПД) и снизить стоимость. Солнечных батарей больше всего используется в жарких регионах, где интенсивность освещения обеспечивает максимум напряжения и выходного тока. Это недешевое удовольствие, но в определенных условиях иметь такую электростанцию оказывается намного выгоднее, чем прокладывать кабель или носить собой аккумулятор.

Принцип работы солнечной батареи находит применение и в северных широтах, потому что морозы сильно уменьшают эффективность топливной альтернативы: чем больше минус на градуснике – тем слабее греет. Для фотоэлементов важна лишь интенсивность излучения. И пусть яркость невелика, достаточно широкие панели все равно аккумулируют энергию в нужных количествах, особенно если их правильно расположить, относительно солнца.

Работа солнечных батарей во многом зависит от технологии изготовления. Типичная панель для солнечной электростанции делается на металлической пластине: два слоя кремния, сверху стекло и ребра жесткости. Такие панели используются для стационарных установок и солнечных электростанций (для дома, для дачи или городского электроснабжения).

Портативная (складная) солнечная батарея имеет тот же принцип работы, только изготавливается, как правило, на тканевой основе и состоит из нескольких отдельных модулей, соединенных между собой гибкими шлейфами. Благодаря такой конструкции панель является мобильной, в сложенном состоянии без труда помещается в сумку или карман рюкзака. Это солнечные батареи широко используются среди туристов. Лицевая сторона панели покрыта не стеклом, а полимерным материалом. Это увеличивает прочность и снижает вес готового изделия.


И в тех и других солнечных панелях опорная подложка одновременно является и электродом.


Важный момент: производство портативных туристических солнечных панелей является более затратным по материалам и времени, чем производство обычных жестких панелей. Поэтому, складные солнечные зарядные устройства по определению дороже обычных. Помимо этого, на солнечные батареи цена зависит и от структуры кремния – есть на моно- и поликристаллах. Поликристаллические дешевле, их делают методом литья. Подробнее об отличии поликристаллических от монокристаллических пластин мы расскажем в следующих статьях!

На самом деле, для производства солнечных батарей, чистый кремний не используют – для образования электротока нужны примеси. Обычно это мышьяк для отрицательного электрода и бор для положительного. Также для изготовления солнечных батарей применяется медь, галлий, селен, кадмий и пр.

 

А есть ли срок годности?

Наверное каждый, кто ищет солнечную батарею, задумывается какой срок службы у солнечных панелей. Ответ простой: все зависит от качества кремния, из которых собрана солнечная панель! Качественные солнечные батареи служат до 25 лет! Это при условии, что панель постоянно круглогодично находится под солнцем! А Вы представьте, какой срок службы у качественной портативной солнечной батареи, которую разворачивают при необходимости несколько раз в месяц, или несколько раз в год!

Новая солнечная батарея может производить более дешевую чистую энергию

Согласно новому исследованию, новый вид солнечных элементов может хранить электроэнергию без помощи традиционных батарей.

Исследователи из Университета штата Огайо в Колумбусе разработали то, что они называют первой в мире солнечной батареей, — гибридное устройство, сочетающее в себе способность солнечного элемента улавливать энергию и способность батареи накапливать энергию.

По словам исследователей, новая ячейка может снизить затраты на получение возобновляемой энергии солнца на целых 25 процентов.[10 самых безумных экологических идей]

Ключом к успеху устройства является сетчатая солнечная панель, которая позволяет солнечному свету и воздуху проникать в элемент. Этот пористый материал представляет собой отход от твердых полупроводниковых материалов, обычно используемых для изготовления солнечных элементов. Пропуск света и кислорода в элемент позволяет химическим реакциям, которые обычно происходят внутри батареи, происходить внутри самого солнечного элемента.

«Современное состояние состоит в том, чтобы использовать солнечную панель для улавливания света, а затем использовать дешевую батарею для хранения энергии», — говорится в заявлении ведущего исследователя Иин Ву, профессора химии в штате Огайо.«Мы интегрировали обе функции в одно устройство. Каждый раз, когда вы можете это сделать, вы сокращаете расходы».

Но это инновационное устройство может не только снизить стоимость возобновляемой энергии, — сказал Ву. Это также может помочь решить проблему, которая мучила ученых в течение многих лет: как хранить энергию солнца, не теряя при этом много этой энергии.

Потеря электричества естественным образом происходит в любом солнечном элементе, когда электроны, выделяемые полупроводниковыми материалами элемента, перемещаются за пределы элемента в батарею.Только около 80 процентов электронов, производимых солнечными батареями, успешно проходят этот путь. Но новый солнечный элемент разработан, чтобы гарантировать, что 100 процентов захваченных электронов попадут в батарею, говорят исследователи.

Такой высокий КПД возможен, потому что преобразование солнечного света в электрический ток не происходит внутри солнечного элемента до его передачи на батарею. По словам исследователей, поскольку батарея расположена внутри ячейки, электроны не могут уйти.

Гибридная солнечная батарея состоит из трех электродов или материалов, проводящих электричество. Первый электрод представляет собой сетчатую солнечную панель (которая на самом деле представляет собой совокупность солнечных элементов), второй электрод сделан из тонкого листа пористого углерода, а третий электрод представляет собой лист металлического лития. Между этими тремя электродами находится электролит, который может переносить заряды вперед и назад.

Когда батарея используется — фаза, известная как «разряд», — электроды из металлического лития и пористого углерода подключаются к внешней цепи.Затем ионы лития могут перемещаться к угольному электроду и образовывать пероксид лития. Этот химический процесс вызывает внешний электрический ток, сообщил Ву Live Science в электронном письме.

Чтобы перезарядить солнечную батарею, свет попадает на сетчатую панель и генерирует пары электрон-дырка, которые могут нести электрический заряд. Одной из наиболее важных особенностей устройства является то, что в нем используются добавленные молекулы, известные как окислительно-восстановительные добавки, для передачи этих зарядов от сетчатой ​​солнечной панели к литиевому электроду, где они заставляют пероксид лития разлагаться на кислород и ионы лития.

Кислород выделяется из элемента, но ионы лития, а также электрические заряды сохраняются внутри батареи в литиевом электроде, сказал Ву.

«По сути, это дыхательная батарея», — сказал он. «Он вдыхает воздух, когда разряжается, и выдыхает, когда заряжается».

Исследователи все еще экспериментируют с другими способами улучшения конструкции своей солнечной батареи. Проект финансируется Министерством энергетики США. Исследование с описанием новой батареи было опубликовано в октябре.3 номер журнала Nature Communications.

Следуйте за Элизабет Палермо @ techEpalermo . Подпишитесь на Live Science @livescience , Facebook и Google+ . Оригинальная статья о Live Science.

Что нужно для создания резервной солнечной батареи?

Проблема прав человека, о которой вы, возможно, не знали

Солнечные батареи, используемые для хранения избыточной электроэнергии, могут быть очень полезными для домовладельца.Они накапливают дополнительную энергию, которую вы получаете от солнца через солнечные батареи, чтобы вы могли использовать ее позже. Потребители часто выбирают этот путь, потому что считают, что они «зеленые» и вносят свой вклад в снижение воздействия на окружающую среду. Однако то, что многие не принимают во внимание при покупке солнечной системы и резервной солнечной энергии, — это то, как были произведены эти батареи. Процесс производства солнечных батарей не самый экологически чистый. Литий, основной компонент батарей, и другое сырье, которое также используется в производстве, добываются менее чем благоприятными способами.Вот взгляд на практику добычи этих материалов — информация, которую должен знать каждый, рассматривая солнечную систему и солнечную резервную батарею.

Когда потребителям может потребоваться резервная батарея

Солнечная энергия сейчас является горячим (каламбур) источником зеленой энергии. Солнечные панели предназначены для использования солнечной энергии в домах, зданиях и автомобилях. В теории все это звучит великолепно, но все мы знаем, что когда солнце не светит, электричество не производится. В то время как дома, обшитые солнечными панелями, подключены к электросети, которая подает электроэнергию, когда дом не производит достаточного количества электроэнергии, бывают случаи отключения электроэнергии в целях общественной безопасности и других непредвиденных отключений электроэнергии.В этих случаях дома на солнечной энергии больше не имеют источника электроэнергии.

Другие домовладельцы могут выбрать полное отключение от электросети и все время жить без подключения к электросети. Эти потребители могут использовать солнечные батареи и пропан для питания своих домов. Ознакомьтесь с нашим сообщением в блоге о жизни вне сети для получения дополнительной информации.

В обоих случаях некоторые предполагают, что батарея для хранения дополнительной энергии, вырабатываемой солнечными панелями, необходима, чтобы обеспечить вас энергией, когда она вам нужна

Добыча сырья для резервных солнечных батарей

Эти резервные батареи могут быть не такими экологически чистыми, как можно было бы подумать.Литий-ионные батареи доступны в системах хранения энергии в масштабах коммунальных предприятий и в жилых помещениях для хранения избыточной солнечной энергии. Большая часть лития в мире поступает из «литиевого треугольника» в Чили, Аргентине и Боливии. Хотя этот район поставил почти 12 000 тонн лития, этого все еще недостаточно для удовлетворения спроса на химические вещества, необходимые для производства батарей.

В Южной Америке материал производится с использованием рассолов. Соленая вода собирается в течение нескольких месяцев, солнце испаряет воду, и литий становится более концентрированным.Затем он извлекается для переработки в хлорид лития для использования в батареях. В некоторых случаях для этих рассолов требуется полмиллиона галлонов воды на тонну лития. Использование воды вызывает беспокойство у людей, живущих в районах, где расположены рассолы, потому что эти районы часто страдают от засухи. Использование ограниченных источников воды для рассола могло оставить жителей без воды для питья.

Хотя литий является основным компонентом солнечной батареи, существуют и другие компоненты, которые используются в создании этих запоминающих устройств: графит, кобальт и никель.Методы добычи, связанные с получением лития и кобальта для аккумуляторов электромобилей, могут нанести вред людям, живущим в странах, производящих эти материалы. Одна из серьезных проблем заключается в том, как добыча кобальта влияет на местное население в Демократической Республике Конго (ДРК). Шахтеры не носят масок и перчаток, и зачастую им не исполнилось 18 лет. Обрушения шахт также являются обычным явлением, вызывая травмы и смерть. По оценкам, 35 ​​000 детей работают над добычей кобальта из земли в ДРК.

Никель преимущественно добывается в Австралии, Канаде, Индонезии, России и на Филиппинах. Это сырье также наносит ущерб окружающей среде и здоровью: облака двуокиси серы душат небо, земля покрыта раковой пылью и т. Д. Хотя Tesla заявила, что никель, используемый в ее автомобилях, можно на 100 процентов повторно использовать в конце срока службы, компания не раскрыла, откуда берется никель.

В декабре 2019 года против Apple, Dell, Google, Microsoft и Tesla был подан один иск за нарушение прав человека от имени 14 родителей и детей из Демократической Республики Конго.Правозащитники не предлагают компаниям, использующим кобальт, специально исключать кобальт из районов, где используется детский труд. Вместо этого эти активисты борются за требование, чтобы компании, использующие кобальт, работали над изменением этих условий.

Что происходит с солнечными резервными батареями по истечении срока их службы?

По окончании срока службы батареи менее пяти процентов литий-ионных батарей перерабатываются. Очевидно, что переработка возможна, потому что в Финляндии и Бельгии уже есть компании, успешно перерабатывающие батареи.Финская компания Fortum заявляет, что может повторно использовать 80 процентов старой батареи после обработки материала.

В Соединенных Штатах Tesla объявила, что разработала уникальную систему утилизации аккумуляторов на своем заводе в Неваде, которая может максимизировать восстановление таких минералов, как литий и кобальт, из аккумуляторов. Однако неясно, какая часть сырья будет утилизирована, а затем повторно использована при производстве новых батарей. Tesla не сообщила, сколько батарей было успешно переработано, сколько материалов используется повторно и как Tesla смягчит проблемы с правами человека в отношении некоторых полезных ископаемых, которые она получает из шахт по всему миру.

Солнечные батареи используют энергию для использования, когда панели не производят электричество, но они не являются устойчивыми или экологически безопасными. Один из вариантов готовности к отключению электроэнергии — резервный пропановый генератор. Узнайте больше о резервных генераторах в нашем сообщении в блогах под названием «Не оставайтесь в темноте во время перебоев в подаче электроэнергии» и «Что делает пропан лучшим выбором для резервного питания».

Дополнительные источники:

https: // energypost.ЕС / политически-заряженный-вы-знаете-откуда-ваши-батареи-из /

How Green are Home Batteries? The Environmental Impact of Lithium-Ion

Cobalt: the dark side of a clean future

https://www.greenoptimistic.com/finland-battery-recycling-201

/

https://oilprice.com/Latest-Energy-News/World-News/Has-Tesla-Solved-The-Worlds-Battery-Recycling-Problem.html

Посмотрите наш Пропановый пресс летом 2020 года здесь

Как работают солнечные батареи? Обзор

Последнее обновление 16.09.2021

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

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

Узнайте, сколько стоят солнечные батареи + накопители в вашем районе в 2021 году

Пошаговый обзор работы солнечных батарей

На самом высоком уровне солнечных батарей накапливают энергию для дальнейшего использования .Если у вас есть домашняя система солнечных батарей, есть несколько общих шагов, которые нужно понять:

  1. Солнечные панели вырабатывают электричество от солнца
  2. Это электричество постоянного тока (DC) проходит через инвертор для выработки электричества переменного тока (AC)
  3. Электроэнергия переменного тока питает вашу бытовую технику
  4. Дополнительная электроэнергия, не используемая вашей техникой, заряжает ваши батареи
  5. Когда солнце садится, ваши приборы питаются от энергии, накопленной в вашей батарее

Как батареи работают с солнечными панелями

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

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

При использовании накопительной системы Solar Plus вместо экспорта избыточного солнечного производства в сеть вы можете сначала использовать эту электроэнергию для зарядки вашей системы накопления энергии. Затем, когда вы используете электричество после захода солнца, вы можете использовать солнечную батарею, а не электрическую сеть.

Что дает система хранения Solar plus

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

Батареи обеспечивают резервное питание

Даже несмотря на то, что вы все еще будете подключены к сети, вы можете работать в автономном режиме, поскольку соединение солнечной батареи и накопителя создаст небольшой энергетический остров в вашем доме. Таким образом, в случае отключения электричества из-за экстремальных погодных условий или отключения электроэнергии вы все равно сможете не выключать свет.

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

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

Батареи могут помочь вам избежать высоких тарифов на коммунальные услуги

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

Узнайте, сколько стоит солнечная энергия + накопители в вашем районе в 2021 году

Как аккумуляторы накапливают энергию

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

Как работают литий-ионные батареи

Самым распространенным типом батарей для домашнего накопления энергии на сегодняшний день является литий-ионный аккумулятор. Литий-ионные аккумуляторы питают все виды повседневной техники, от сотовых телефонов до автомобилей, так что это хорошо изученная и безопасная технология.

Литий-ионные батареи

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

Литий-ионные батареи

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

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

Найдите подходящую солнечную систему с накоплением на EnergySage

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

Все, что вам нужно знать о солнечных батареях

К настоящему времени вы, наверное, слышали о солнечных батареях. А теперь пора все выслушать.

К настоящему времени вы, наверное, слышали о солнечных батареях. А теперь пора все выслушать.

Солнечные батареи меняют правила игры как на рынке жилья, так и на рынке солнечной энергии, революционизируя способы использования энергии людьми.Вот все, что вам нужно знать о солнечных батареях. (Предупреждение: как только вы закончите читать это, вам понадобится один. Немедленно.)

Почему все покупают солнечные батареи

Все хотят отказаться от ископаемого топлива и подключиться к чистой, надежной и бесплатной солнечной энергии, которую солнце излучает каждый день. Солнечные панели беспрецедентно появляются на крышах домов, а растущая популярность солнечной энергии снижает цены и делает солнечную промышленность одним из самых быстрорастущих секторов с наибольшим количеством рабочих мест в мире.Но потребители солнечной энергии хотят вывести мир на новый уровень. Домохозяйства, производящие солнечную энергию, хотят иметь возможность снабжать свои дома электроэнергией даже после захода солнца и защищать ценность энергии, которую они вырабатывают внутри дома, особенно в условиях, когда продолжаются споры о чистых счетчиках. Домашние аккумуляторы — это самый простой и лучший способ использовать солнечную энергию дальше, оставив ее дома и заставив работать по вечерам, когда она вам больше всего нужна.

Краткая история солнечных батарей

Хотя технология литий-ионных аккумуляторов была представлена ​​в 1970-х годах, потребовалось двадцать лет, чтобы она стала действительно популярной.Литий, самый легкий из всех металлов, обладает наибольшим электрохимическим потенциалом. Это означает, что литий обеспечивает наивысшую удельную энергию на единицу веса, намного легче и эффективнее, чем ранее популярные свинцово-кислотные батареи. Свинцово-кислотные батареи могут весить тонну (не буквально, но вы ее понимаете), что затрудняет их транспортировку. Вес свинцово-кислотных аккумуляторов также делает их использование менее удобным для бытовых потребителей.

Развитие литий-ионной технологии принесло с собой много преимуществ.По сравнению с батареями, которые широко использовались в прошлом, литий-ионные батареи чище, живут дольше, лучше перерабатываются и требуют гораздо меньшего обслуживания. Но на этом преимущества не заканчиваются. Рынок солнечных батарей стремительно вырос из-за их способности решить проблему с солнечной энергией — тот факт, что солнечная энергия непостоянна (потому что солнце не светит ночью). Подробнее об этом позже.

Солнечные батареи есть, в любую погоду

Когда нам больше всего нужна энергия? Когда невыносимо жарко.Или очень холодно.

В свое время свинцово-кислотные аккумуляторы испытывали серьезные трудности при низких и высоких температурах. На помощь приходят литий-ионные солнечные батареи! Безумно низкие температуры, такие как 0 градусов по Фаренгейту, снизят производительность солнечной батареи всего на десять процентов или около того. Это означает, что даже когда ваш домашний аккумулятор остынет, он все равно может хранить и обеспечивать вашу семью почти таким же количеством энергии, как в обычный день. Когда что-то нагревается, солнечным батареям приходится работать очень усердно, но они все еще могут выдерживать высокую температуру.При температуре 86 градусов по Фаренгейту солнечные батареи продолжают работать, но их производительность падает на 20%. Если для получения энергии в вашем доме используется домашний аккумулятор, надежность является ключевым моментом. Несмотря на падение производительности, ваша солнечная батарея никуда не денется. Емкость солнечных батарей для дома всегда под рукой в ​​любую погоду.

Более чистая чистая энергия

Насколько чиста чистая энергия на самом деле? По сравнению с более старыми технологиями, такими как свинцово-кислотные батареи, литий-ионные солнечные батареи сделали большой шаг в сторону более экологичного будущего.Хотя литий в литий-ионной батарее требует добычи, каждая батарея требует меньше материала, чем батареи других типов, что сводит к минимуму воздействие на землю. Заводы по производству солнечных батарей также стремятся использовать возобновляемые источники энергии для производства электроэнергии (отличным примером является Tesla Gigafactory), что может привести к впечатляюще малому выбросу углерода. Представьте себе производство домашней батареи, используемой для хранения возобновляемой энергии, на фабрике, которая работает на возобновляемых источниках и в самом хранилище энергии. В этом есть смысл, не так ли?

Долгоживущие солнечные батареи

Солнечные батареи обладают сверхвысоким сроком службы.Это означает, что солнечные батареи могут поддерживать большее количество полных циклов зарядки / разрядки, прежде чем их емкость упадет ниже 80%. Это означает, что солнечные батареи не требуют частого обслуживания или замены. После тысячи раз зарядки и разрядки солнечных батарей они по-прежнему остаются в высшей степени функциональными. Фактически, солнечные батареи практически не требуют обслуживания, что позволяет владельцам использовать их с удовольствием, не беспокоясь о необратимых повреждениях из-за глубокой разрядки. В жизни есть много других вещей, которые требуют и привлекают наше внимание.Ваша солнечная батарея не обязательно должна быть одной из них. Теперь ваша система накопления энергии может быть здесь, чтобы поддерживать вас и вашу семью, а не наоборот.

Умнее, чем ваша средняя батарея

Новые модели солнечных батарей произвели революцию в области накопления энергии в жилых помещениях, поскольку они подключаются и управляются через облако. «Умные» технологии проникают во все устройства (например, телефоны и телевизоры), и солнечные батареи не являются исключением.

«Умные» солнечные батареи предоставят пользователям возобновляемых источников энергии, например тем, у кого есть солнечные батареи, огромные преимущества.Умные солнечные батареи способны изучать погодные и энергетические тенденции, поэтому они могут сосредоточиться на хранении энергии, чтобы обеспечить ее доступность, когда солнечные лучи не такие сильные. Эта практика может помочь максимизировать потребление энергии, а также свести к минимуму потери энергии, когда ее много. Умные солнечные батареи также облегчают общение с владельцами и способны принимать беспроводные команды, что дает владельцам еще больший контроль над своей энергией.

Свобода солнечных батарей

Пользователи солнечных батарей, которые наслаждались частичной независимостью производства собственной энергии в светлое время суток, все еще чего-то не хватало: солнечной батареи и, как следствие, способности накапливать энергию в течение дня для использования в ночное время.Благодаря таким системам накопления энергии, как солнечные батареи, потребителям солнечной энергии больше не нужно полагаться на сеть в ночное время, когда они часто нуждаются в электроэнергии больше всего. Вот где действительно хорошо.

Использование солнечных батарей — отличный способ использовать чистый возобновляемый источник энергии. Но солнечные батареи революционизируют всю солнечную промышленность. Накопление энергии позволяет домовладельцам воспользоваться защитой от отключения электроэнергии и свободой жить без электросети, не жертвуя при этом своим образом жизни.Солнечные батареи накапливают энергию в течение дня, когда большинство клиентов даже не используют энергию, вырабатываемую их солнечными панелями. Владельцы накопителей энергии возвращаются домой к солнечной батарее, заряженной полной энергией, готовой к любому приготовленному вечеру.

Крупные имена в индустрии солнечных батарей

Если вы думаете о том, чтобы провести исследование солнечных батарей, вот несколько громких имен, которые вам следует знать:

Tesla Powerwall — Powerwall от Tesla привлек много внимания из-за элегантного дизайна, но настоящим хедлайнером является его цена.Батарея суточного цикла на 7 кВтч доступна установщикам всего за 3 тысячи долларов. На аккумуляторную батарею емкостью 220 фунтов, предназначенную для использования внутри и вне помещений, предоставляется 10-летняя гарантия, поставки и установка уже ведутся по всему миру. Tesla также объявила, что в ближайшем будущем представит новый улучшенный Powerwall 2.0. В типичной для Tesla моде компания всегда настраивает и улучшает свой продукт, чтобы сделать его лучшей солнечной батареей на рынке … но они не единственные.

Аккумулятор переменного тока LG-Eguana — LG Chem объединилась с Eguana, чтобы создать полнофункциональный и надежный домашний аккумулятор, идеально подходящий для домашнего использования.Батарея может регулировать частоту, реагировать на спрос и поддерживать напряжение фидера. Внешняя связь также осуществляется через дисплей HMI, а интеллектуальная технология батареи выполняет мониторинг сети за вас. Аккумулятор переменного тока Eguana позволяет использовать собственные фотоэлектрические устройства, регулировать частоту сети и рассчитан на надежность и долговременную работу. Аккумулятор переменного тока имеет фиксированный или регулируемый коэффициент мощности и обеспечивает постоянную мощность 5000 ВА при температуре до 114 градусов по Фаренгейту. Мониторинг сети активен во всех состояниях, а собственное потребление энергии составляет 3 Вт в спящем режиме и 30 Вт при работе.Рабочая температура аккумулятора переменного тока Eguana составляет от 14 до 114 градусов по Фаренгейту, и его можно закрепить на стене для использования в помещении или на улице. Размеры самой батареи — 44 на 30,8 на 14,5 дюймов, а ее вес — 199 фунтов.

Sonnenbatterie. Система накопления энергии от немецкой компании Sonnenbatterie — это «больше, чем просто аккумулятор». Это умная система хранения, которая автоматически учитывает энергопотребление вашего дома. Особенно интересная функция использует алгоритм обучения вместе с прогнозами погоды, чтобы предсказать, сколько солнечной энергии будет генерироваться и сколько будет необходимо или храниться в доме каждый день.В солнечные дни он может отложить зарядку до полудня, когда фотоэлектрические батареи будут иметь максимальную мощность. Этот домашний аккумулятор также позволяет в режиме реального времени отслеживать выработку и использование электроэнергии.

Каждому дому нужна солнечная батарея

Это слова генерального директора Tesla Илона Маска, а не наши, но мы полностью согласны. По словам Маска,

«Без домашней батареи избыток солнечной энергии часто продается энергетической компании и покупается вечером [по более высокой цене]», — утверждает Маск. «Несоответствие увеличивает спрос на электростанции и увеличивает выбросы углерода.”

Мы считаем, что солнечные батареи и батареи лучше, когда они вместе.

Если вы пытаетесь экологизировать, поддерживать ценность своей солнечной энергии или установить надежное резервное питание, солнечные батареи — ваш ответ. Вот почему Swell здесь: мы считаем, что солнечные батареи и батареи лучше, когда они вместе.

Руководство по солнечным батареям для новичков

Какие батареи используются для солнечных панелей? Как долго они длятся? Как выбрать подходящий? Получите ответы на свои вопросы о солнечных батареях и информацию, чтобы стать умным покупателем системы хранения солнечной энергии.

Узнайте о различных преимуществах солнечной технологии, а также о передовых методах выбора правильной солнечной батареи для солнечной установки.

Интерес к хранению энергии растет

По данным опроса более 150 наших клиентов, более 63% проявили интерес к хранению энергии. Изначально начавшись как решение для людей, живущих вне сети, он расширился, чтобы обеспечить отказоустойчивость домовладельцев с помощью солнечной энергии.Системы хранения на солнечных батареях помогают решить самые разные проблемы с солнечной энергией. Добавление солнечной батареи к подключенной к сети солнечной энергетической системе позволяет системе продолжать обеспечивать электроэнергией критические нагрузки даже при отключении сети, вместо того, чтобы отключаться и воздерживаться от выработки электроэнергии. Эту функцию обычно называют «изолированием», и она является важной функцией, которой раньше не хватало. Солнечные батареи также могут помочь коммерческим потребителям снизить расходы на пиковое потребление и повысить устойчивость к перебоям в подаче электроэнергии.Некоторые местные органы власти и правительства штатов имеют ограничения на использование генераторов, работающих на углеродном топливе, и на продолжительность их использования. Поскольку спрос на солнечные системы хранения растет, а штаты продолжают поощрять использование солнечной энергии, мы рады видеть, как много людей вдумчиво думают о том, как сделать свое сообщество лучше.

Аккумуляторная батарея, используемая для солнечных батарей, помогает снизить требования к нашей электросети, заменяя нестабильную сетевую энергию на экологически чистую электроэнергию, обеспечивая интенсивную езду на велосипеде (зарядку и разрядку) и нерегулярную подзарядку на полную мощность.Существует множество типов батарей, отвечающих этим уникальным требованиям. При выборе батареи необходимо учитывать стоимость солнечной батареи, установку, срок службы и техническое обслуживание.

Почему солнечные батареи важнее, чем когда-либо

Электроэнергетические компании по всей стране предлагают изменения в тарифах на коммунальные услуги. Стоимость электроэнергии продолжает расти! 6 декабря 2019 года было заключено предварительное мировое соглашение между компанией Southern California Edison (SCE) и Калифорнийской ассоциацией солнечной и солнечной энергии (CalSSA), согласно которому с октября 2020 года будет повышена ставка «сверхвысокой нагрузки» в зимний период.Это увеличение приведет к увеличению ставки TOU по умолчанию для клиентов NEM примерно на шесть (6) центов выше, чем текущая сверхнизкая ставка для этого тарифного плана. С учетом возможности дополнительных изменений ставок, которые произойдут в период с настоящего момента до октября 2020 года, окончательное повышение ставки от SCE может быть еще выше.

Время использования имеет значение! Солнечные батареи увеличивают рентабельность инвестиций от солнечной энергии

В Калифорнии все крупные коммунальные компании приняли меры по корректировке своих тарифных планов, чтобы сделать электричество самым дорогим, когда вы обычно используете его больше всего, с 16:00 до 21:00.Это изменение также влияет на преимущества солнечных панелей, поскольку ваша солнечная энергетическая система вырабатывает электричество, когда солнце отсутствует. Ваше потребление обычно происходит, когда солнце садится. Это влияет на общую выгоду, которую солнечная энергия обеспечивает домовладельцам. Хорошая новость заключается в том, что эта угроза солнечной энергии — это возможность для хранения энергии. Поскольку хранение может помочь ограничить эрозию сбережений от будущих изменений. Разработчики используют возможности накопителей энергии для перспективной экономии солнечной энергии в качестве ключевого аргумента при заключении сделок.

Сглаживание кривой, «Только не эта кривая!» Но кривая утки Калифорнии Калифорния ISO — Что «утиная кривая» говорит нам о спросе на энергосистему

Солнечные батареи прекрасны не только для домовладельцев, но и для коммунальных предприятий. С солнечными батареями вы можете накапливать избыточную электроэнергию, которую вы производите в течение дня, когда спрос самый низкий, и использовать накопленную энергию, когда спрос самый высокий. Помогает сгладить электрическую кривую.

Когда дело доходит до электрической нагрузки от нашей коммунальной компании, мы можем получить кривые, которые выглядят как «Утиная кривая».Основываясь на исследованиях, проведенных независимым системным оператором Калифорнии, независимым агентством, которое помогает контролировать энергосистему Калифорнии, мы можем видеть, что наши потребности в электроэнергии и ее использование сильно колеблются в течение дня. Основанный на возобновляемых источниках энергии, таких как солнечная, и чрезмерно генерируемых в дневные часы, он создает вид «живота» в середине дня, который быстро увеличивается, образуя «дугу», напоминающую шею утки — отсюда и прозвище «Утка». Диаграмма».

Что такое солнечные батареи? Типы и стоимость солнечных батарей

Типы солнечных батарей

Свинцово-кислотный

Свинцово-кислотные батареи — это испытанная технология, которая получила широкое распространение в автономных солнечных энергетических системах.Свинцово-кислотные батареи обладают относительно коротким сроком службы и также являются одним из наименее дорогих вариантов. У них обычно такие аккумуляторы, как правило, находятся в вашем автомобиле, лодке или гольф-мобиле.

Типичный срок службы 3-5 лет

Затраты:

$
Литий-ионно-фосфат железа (LiFePO4)

Железо-фосфатный литий-ионный аккумулятор имеет более глубокую степень защиты, чем NMC. Литий-ионный — фосфат железа остается холодным при комнатной температуре, в то время как литий-ионный нагревается быстрее и может подвергаться тепловому разгону при аналогичных условиях зарядки.Температурный разгон обычно происходит, когда солнечная батарея подвергается воздействию высоких уровней тепла, что часто приводит к разрушительным результатам. Кроме того, если автомобиль ударит батарею с обычным литий-ионным никель-марганцево-кобальтовым оксидом, может произойти тепловой пробой.

Типичный срок службы 10+ лет

Стоимость: $$$$

Литий-ионно-никель-марганец-кобальт оксид (NMC) Аккумулятор

NCA — это наиболее часто используемая технология хранения, используемая для хранения энергии.Как правило, он имеет немного более короткий срок службы и более высокую плотность энергии (меньшую стабильность) и меньший вес. (Рынок сотовых телефонов и электромобилей)

Типичный срок службы 10+ лет

Стоимость: $$$$

Наиболее существенное преимущество литий-ионных аккумуляторов связано с их способностью работать на велосипеде. Литий-ионные батареи обеспечивают больше циклов в течение своего срока службы, чем свинцово-кислотные батареи. Это делает литий-ионные батареи отличным выбором для таких применений, как установка солнечных батарей.

Предоставление дополнительных услуг сети, помогая сгладить кривую спроса на энергию. Сохраняя энергию, которую вы генерируете в течение дня, и потребляя ее ночью, когда спрос намного выше, вы сможете помочь сгладить кривую! Обеспечение питания и дополнительных вспомогательных функций, когда ваши солнечные панели не работают и

Проточные батареи

Если вы используете 100% заряда аккумулятора, срок его службы значительно сократится.Тем не менее, проточные батареи, новичок на рынке солнечных батарей, предлагают 100% DoD. Если вы планируете интенсивно использовать свои батареи, это один из способов продлить их срок службы. Однако для большинства проточных батарей требуется ванадий, относительно редкий и дорогой металл.

Типичный срок службы 5-10 + лет

Стоимость: $$$$

Какие лучшие батареи для солнечных батарей?

Солнечные батареи, используемые для домашнего накопления энергии, обычно имеют один из трех химических составов: свинцово-кислотные, литий-ионные и проточные батареи.В большинстве случаев литий-ионные батареи являются лучшим вариантом для системы солнечных панелей, хотя другие типы батарей могут быть более доступными.

Как сравнить варианты хранения солнечных батарей

При рассмотрении вариантов систем хранения солнечной энергии вы столкнетесь со множеством сложных технических характеристик продуктов и вопросами о том, какое оборудование лучше всего подходит для вашей солнечной батареи. Лучшее место для начала оценки вариантов ваших солнечных батарей — это лучше понять способность солнечной батареи накапливать энергию; это номинальная мощность, глубина разряда (DoD), эффективность в оба конца и гарантия.

Определение размера солнечной батареи

Правильный выбор размера батареи важен, но пользователи и установщики солнечных батарей часто не обращают на это внимания. Батареи в фотоэлектрических системах обычно имеют заниженные размеры из-за стоимости или недооценки системных нагрузок. Важно понимать потребности заказчика в энергии и правильно спроектировать систему, которая наилучшим образом соответствует их целям. Онлайн-калькуляторы размера батареи, предоставляемые производителями солнечных батарей, могут упростить процесс определения емкости батареи для требований нагрузки.Для большинства домов системы мощностью 20 кВт более чем достаточно.

Факторы, которые следует учитывать при покупке солнечных батарей

Есть несколько факторов, которые следует учитывать при оценке общей стоимости добавления солнечной батареи к вашей солнечной энергетической системе.

Цена: Солнечная батарея с низкой начальной ценой может иметь недостаток в качестве и сроке службы батареи, вы можете пожертвовать меньшей первоначальной стоимостью в пользу существенно более высокой стоимости в будущем.Поскольку необходимость частой замены батарей может со временем привести к увеличению стоимости. Вот почему при принятии решения важно не ограничиваться ценой целостным взглядом.

Емкость: Емкость аккумулятора имеет большое значение, потому что это мера количества энергии, которое может накапливать аккумулятор

Напряжение: Необходимо учитывать напряжение банка солнечных батарей, чтобы обеспечить его соответствие требованиям солнечных систем. Ваша солнечная энергетическая система будет поставляться с солнечным инвертором, и в зависимости от напряжения солнечной батареи; вам может потребоваться другой инвертор.Напряжение солнечной батареи зависит от технических характеристик инвертора и от того, установлен ли он в системе, которая преобразует энергию постоянного тока в переменный, а также от напряжения приоритетных нагрузок в энергосистеме постоянного тока.

Срок службы: Наиболее важным аспектом солнечной батареи является ее срок службы. Срок службы — это количество циклов разрядки / зарядки, которое может обеспечить аккумулятор до того, как емкость упадет до заданного процента номинальной емкости. Солнечные батареи могут иметь одинаковую емкость, энергоемкость и вес.Однако дизайн, материал и качество будут влиять на то, сколько раз батарея будет правильно циклически повторяться на протяжении всего срока службы.

Какой вариант солнечного накопителя выбрать

Это может зависеть от того, добавляете ли вы солнечную батарею в новую систему или модернизируете солнечную батарею в существующей солнечной энергетической системе. Это может привести к существенным различиям в типах батарей, которые вы можете выбрать.

Энергетические системы с постоянным током
Сопряженная с постоянным током система накопления солнечной энергии

Сопряженная с постоянным током система солнечной энергии Преимущества

• Очень высокая эффективность — эффективность зарядки аккумулятора от 95% до 97% (с использованием MPPT)

• Отличная недорогая установка для небольших автономных систем до 3 кВт

• Идеально подходит для небольших транспортных средств или морских систем, для которых требуется всего 1 или 2 солнечные панели.

• Масштабируемость — При необходимости можно легко добавить дополнительные солнечные панели и контроллеры.

• Очень эффективен для питания устройств постоянного тока и нагрузок.

Недостатки солнечной энергетической системы с постоянным током

• Становится намного сложнее настроить системы мощностью более 3 кВт, поскольку обычно требуется несколько параллельных цепочек, а также их соединение.

• Может быть намного дороже для систем мощностью более 5 кВт, поскольку требуются несколько контроллеров заряда солнечных батарей более высокого напряжения.

Более низкий КПД (около 90%) при питании больших нагрузок переменного тока в течение дня из-за преобразования из постоянного тока в переменный ток

Энергетические системы с переменным током

Преимущества солнечной энергетической системы переменного тока

• Более высокий КПД при использовании для питания приборов переменного тока в течение дня, таких как кондиционеры или насосы для бассейнов, примерно 95%.

• Может использовать несколько солнечных инверторов в разных местах, что позволяет в нескольких домах потенциально устанавливать микросети, связанные по переменному току.

• Большинство струнных солнечных инверторов мощностью более 3 кВт имеют два входа MPPT, поэтому солнечные панели можно устанавливать с разной ориентацией и углами наклона.

Недостатки солнечной энергосистемы с переменным током

• Немного ниже эффективность при зарядке аккумуляторной системы. Вы можете увидеть снижение общей эффективности на 7%.

• Подходящие солнечные инверторы могут быть дорогими для небольших систем

• Более низкий КПД при питании постоянных нагрузок постоянного тока в дневное время.

Двунаправленная
Энергетическая система со связью по переменному току с изоляцией Двунаправленная система накопления солнечной энергии с подключением по переменному току

Двунаправленная ESS с подключением по переменному току с преимуществами изолирования

• Очень экономичная аккумуляторная система

• Как правило, более простая установка системы с подключением по переменному току

• Готовность к модернизации — может быть добавлена ​​в дома с существующей солнечной установкой

• Масштабируемость — система солнечных батарей может быть расширена модульным способом.

Двунаправленный ESS со связью по переменному току с недостатками изолированности

• Более низкий КПД из-за преобразования (DC — AC — DC) — прибл. 90%

• Некоторые батареи переменного тока не могут работать в качестве резервного источника питания (Enphase)

• Не предназначен для работы в автономных установках.

Ключевые понятия:

Резервное питание

Обеспечивает опорные нагрузки в случае отказа сети. Обычно это делается путем перемещения подмножества домашних цепей на новую вспомогательную панель.В случае отказа сети хранилище может поддерживать эти конкретные нагрузки.

• Время использования

Одной из ролей для хранения энергии является управление счетами за время использования, которое заключается в хранении энергии для последующего использования. Логика системы хранения используется для определения высокой и низкой стоимости энергии.

• Налоговые льготы и скидки SGIP

30% ITC применяется к ESS до тех пор, пока 75% зарядки происходит от возобновляемого источника. При использовании системы хранения солнечной энергии SGIP в среднем стоит около 0 долларов.28 / Втч в SCE со встроенными в программу понижающими значениями.

• PV собственное потребление

Роль накопителя энергии в сценарии собственного потребления или нулевого экспорта состоит в том, чтобы накапливать избыточное производство фотоэлектрических модулей и разряжать эту накопленную энергию позже.

Защита инвестиций в солнечную энергию

Добавление хранилища защитит финансовую стоимость солнечной энергии от изменения ставок TOU и NEM со стороны поставщика коммунальных услуг.

Коммерческие аккумуляторные батареи для всех предприятий
• Снижение спроса Приложения

для снижения спроса используют накопленную энергию для снижения мгновенного потребления энергии.Снижение спроса на привлекательные бизнес-модели для хранения энергии за счетчиком в коммерческих приложениях.

• Сделать возможным самостоятельное производство возобновляемых источников энергии

У большинства компаний нет хорошей крыши для солнечных батарей или достаточного пространства на крыше, чтобы компенсировать использование электроэнергии. Комбинируя систему солнечной энергии с накоплением солнечной энергии, коммерческие здания потребуют меньше солнечных панелей. Как сделать солнечную энергию достаточно выгодной с точки зрения затрат на внедрение.

Снижение потребности в резервных генераторах

Система хранения солнечной энергии служит резервным источником питания, обеспечивая питание критически важных систем, когда они в нем больше всего нуждаются.Без ограничений по продолжительности они могут работать, простота автоматического включения и возможность непрерывной подзарядки до тех пор, пока есть солнечный свет; он быстро становится одной из наиболее распространенных форм коммерческого резервного копирования энергии. Представьте, если бы ваш бизнес отключился от электричества на день или неделю, был бы ваш офис столь же продуктивным? Сможете ли вы правильно работать? С солнечной батареей можно уменьшить опасения относительно того, когда произойдет следующее серьезное отключение электроэнергии.

Содействие внедрению зарядных станций для электромобилей

Многосемейное жилье, коммерческая недвижимость, предприятия и государственные учреждения беспокоятся о влиянии непредсказуемых зарядных устройств электромобилей на их профили электрической нагрузки.Поскольку внедрение электромобилей продолжает расти, у нас будет появляться все больше и больше станций для зарядки электромобилей. Эти зарядные станции для электромобилей могут стать отличным способом привлечь нужный тип трафика для вашего бизнеса. Опасения по поводу стоимости электроэнергии не должны перевешивать потенциальные выгоды, которые зарядные устройства для электромобилей могут иметь для вашего бизнеса. Чтобы сбалансировать потенциальное потребление электроэнергии, системы хранения энергии могут автоматически обнаруживать события зарядки и разрядки, чтобы избежать скачка спроса.

Обеспечьте дешевую электроэнергию на десятилетия с помощью солнечных батарей

Глоссарий по хранению аккумуляторов

Вместимость —

Емкость аккумулятора — это общее количество электроэнергии, которое может хранить солнечная батарея.Емкость аккумулятора измеряется в киловатт-часах (кВтч). Большинство домашних солнечных батарей спроектированы так, чтобы быть «модульными», что означает, что вы можете добавить несколько батарей к вашей системе «солнечная энергия плюс накопитель», чтобы увеличить свою емкость. Хотя емкость аккумулятора говорит вам, насколько велика ваша батарея, она не говорит вам, сколько энергии может обеспечить солнечная батарея в данный момент. Чтобы оценить лучший аккумулятор для ваших нужд, вы должны учитывать не только емкость аккумулятора, но и его номинальную мощность.

Номинальная мощность —

Номинальная мощность — это количество электроэнергии, которое может обеспечить батарея. Номинальная мощность измеряется в киловаттах (кВт). Батарея с низкой номинальной мощностью, но с большой емкостью будет обеспечивать небольшое количество электроэнергии. Достаточно только для работы нескольких важных устройств, но на долгое время. Батарея с высокой мощностью и малой емкостью может проработать весь ваш дом, но только в течение нескольких часов. Поэтому очень важно понимать, как соотносятся друг с другом номинальная мощность и емкость аккумулятора.

Глубина разряда (DoD) —

Глубина разряда батареи (DoD) относится к количеству использованной емкости батареи. Большинству солнечных батарей необходимо постоянно сохранять минимальный уровень заряда из-за их химического состава. Если использовать 100% заряда солнечной батареи, срок ее службы значительно сократится. Большинство производителей аккумуляторов указывают максимальное значение DoD для оптимальной производительности. Например, если батарея емкостью 10 кВтч имеет степень разряда 90 процентов, вы не должны допускать, чтобы ее емкость упала ниже 1 кВтч перед ее подзарядкой.Как правило, более высокое значение DoD приводит к более высокому использованию емкости аккумулятора.

КПД в оба конца —

Эффективность солнечной батареи туда и обратно представляет собой количество энергии, которое может быть использовано в процентах от количества энергии, которое потребовалось для ее хранения. Например, если вы подаете в батарею 5 кВтч электроэнергии и можете получить обратно только 4 кВтч полезной электроэнергии, батарея будет иметь 80-процентный КПД в оба конца (4 кВтч / 5 кВтч = 80%). Более высокая эффективность приема-передачи означает, что вы получите большую экономическую выгоду от своей батареи, потому что она показывает, что вы можете использовать больше электроэнергии.

Солнечная батарея Часто задаваемые вопросы (FAQ)

На сколько хватит батарей ?

Срок службы солнечной батареи зависит от технологии батареи. Обычно срок службы солнечной батареи составляет от 5 до 15 лет. Если вы установите солнечную батарею сегодня, есть большая вероятность, что вам нужно будет заменить ее хотя бы один раз, если вы хотите, чтобы срок службы вашей системы солнечных панелей составил 25 лет. Однако точно так же, как срок службы солнечных панелей значительно увеличился за последнее десятилетие, в технологии солнечных батарей начинают происходить драматические технологические достижения, которые улучшают их срок службы, производительность и ценность.

Как продлить срок службы солнечной батареи?

Основным фактором, влияющим на срок службы ваших батарей, является надлежащее обслуживание. Температура батареи сильно влияет на срок службы солнечной батареи, поэтому очень важно обеспечить правильное обслуживание корпуса, надлежащее охлаждение для уменьшения нагрева и защиту от отрицательных температур. Если температура солнечной батареи упадет ниже 30 градусов по Фаренгейту, ей потребуется большее напряжение для достижения максимального заряда; когда та же самая батарея поднимается выше порога 90 градусов по Фаренгейту, она перегревается и требует снижения заряда.Чтобы решить эту проблему, многие ведущие производители аккумуляторов, такие как Tesla и LG, предоставляют возможность регулирования температуры в качестве функции. Выбор производителя качественных аккумуляторов и усилия по техническому обслуживанию для обеспечения надлежащего контроля температуры значительно продлят срок службы ваших аккумуляторов.

Как долго батарейки могут питать мой дом?

Это зависит от множества переменных, в том числе от того, сколько энергии потребляет ваша семья в данный день, емкость и номинальная мощность вашей солнечной батареи, какие нагрузки ваша батарея будет поддерживать, и от того, подключены ли вы к электросети. .Батарея должна быть рассчитана на работу в вашем доме в течение нескольких дней, если она полностью заряжена, даже если ваши солнечные панели не производят энергию.

По данным Управления энергетической информации США (EIA), среднее домохозяйство в США потребляет примерно 30 киловатт-часов (кВтч) энергии в день, а типичная солнечная батарея обычно имеет емкость 10 кВтч. Поэтому, если вы хотите использовать солнечную батарею для всего дома, вам понадобятся как минимум три (3) солнечных батареи, чтобы компенсировать ежедневное потребление.Но в реальных приложениях ответ немного сложнее. Вы также будете вырабатывать электроэнергию в течение примерно 6-7 часов в течение дня в часы пикового солнечного света, чтобы компенсировать потребность в использовании батареи. С другой стороны, большинство батарей не могут работать с максимальной емкостью и обычно достигают пика при 90% DoD (как описано выше). В результате ваша батарея на 10 кВтч, вероятно, будет иметь полезную емкость 9 кВтч.

В конечном счете, если вы соединяете свою батарею с солнечной панелью, одна или две батареи могут обеспечить достаточную мощность в ночное время, когда ваши панели не работают.Однако без использования возобновляемых источников энергии вам может потребоваться три или более батарей, чтобы обеспечить питание всего дома в течение 24 часов. Кроме того, если вы устанавливаете домашнее хранилище энергии для отключения от электросети, вам следует установить резервное питание как минимум на день или два, чтобы учесть дни, когда у вас может быть пасмурная погода.

Подробнее о солнечных батареях.

Forme Solar Electric: Местный установщик солнечных батарей

Если вы уверены в том, какой тип солнечной энергосистемы вы ищете, и просто хотите получить расценки на солнечную энергию для сравнения, нажмите здесь.Мы понимаем, что переход на солнечную энергию может сбивать с толку, особенно со всеми различными типами солнечных компаний, которые существуют. Наше желание — охватить как можно больше людей, независимо от того, говорят ли они на английском, испанском, корейском или вьетнамском. Если вы проживаете в Сан-Диего, Риверсайде, Лос-Анджелесе, Сан-Бернардино или округе Ориндж, мы можем позаботиться о том, чтобы вы установили качественную солнечную панель по доступной для вас цене. Мы также можем предоставить конкурентоспособные оптовые цены на установку солнечных панелей за пределами нашего региона.Свяжитесь с нами для качественной и недорогой установки солнечных панелей.

Как работает солнечная батарея?

Солнечная батарея может стать важным дополнением к вашей солнечной энергетической системе. Это помогает хранить излишки электроэнергии, которые можно использовать, когда ваши солнечные панели не вырабатывают достаточно энергии, и дает вам больше возможностей для питания вашего дома.

Если вы ищете ответ на вопрос «Как работают солнечные батареи?», Эта статья объяснит, что такое солнечная батарея, наука о солнечных батареях, как солнечные батареи работают с солнечной энергетической системой, а также общие преимущества с использованием солнечной батареи.

Что такое солнечная батарея?

Давайте начнем с простого ответа на вопрос: «Что такое солнечная батарея?»:

Солнечная батарея — это устройство, которое вы можете добавить в свою солнечную энергетическую систему для хранения избыточной электроэнергии, вырабатываемой вашими солнечными панелями.

Затем вы можете использовать эту накопленную энергию для питания вашего дома в то время, когда ваши солнечные панели не вырабатывают достаточно электроэнергии, в том числе ночью, в пасмурные дни и во время перебоев в подаче электроэнергии.

Назначение солнечной батареи — помочь вам использовать больше солнечной энергии, которую вы создаете.Если у вас нет аккумуляторной батареи, любое избыточное электричество от солнечной энергии идет в сеть, что означает, что вы генерируете электроэнергию и предоставляете ее другим людям, не используя в полной мере электричество, которое сначала создают ваши панели.

Для получения дополнительной информации ознакомьтесь с нашим Руководством по солнечным батареям : преимущества, особенности и стоимость

Наука о солнечных батареях

Литий-ионные батареи являются самой популярной формой солнечных батарей, представленных в настоящее время на рынке. Эта же технология используется для смартфонов и других высокотехнологичных аккумуляторов.

Литий-ионные аккумуляторы работают посредством химической реакции, которая накапливает химическую энергию, прежде чем преобразовать ее в электрическую. Реакция происходит, когда ионы лития высвобождают свободные электроны, и эти электроны текут от отрицательно заряженного анода к положительно заряженному катоду.

Это движение стимулируется и усиливается литиево-солевым электролитом, жидкостью внутри батареи, которая уравновешивает реакцию, обеспечивая необходимые положительные ионы. Этот поток свободных электронов создает ток, необходимый людям для использования электричества.

Когда вы потребляете электричество от батареи, ионы лития возвращаются через электролит к положительному электроду. В то же время электроны перемещаются от отрицательного электрода к положительному электроду через внешнюю цепь, питая подключенное устройство.

Домашние солнечные аккумуляторные батареи сочетают в себе несколько ионных аккумуляторных элементов со сложной электроникой, которая регулирует производительность и безопасность всей солнечной аккумуляторной системы. Таким образом, солнечные батареи функционируют как перезаряжаемые батареи, которые используют энергию солнца в качестве начального входа, запускающего весь процесс создания электрического тока.

Сравнение технологий хранения аккумуляторов

Когда дело доходит до типов солнечных батарей, есть два распространенных варианта: литий-ионные и свинцово-кислотные. Компании по производству солнечных батарей предпочитают литий-ионные батареи, потому что они могут хранить больше энергии, удерживать эту энергию дольше, чем другие батареи, и имеют более высокую глубину разряда.

Также известная как DoD, глубина разряда — это процент использования батареи по отношению к ее общей емкости. Например, если батарея имеет степень разряда 95%, она может безопасно использовать до 95% емкости батареи, прежде чем ее потребуется перезарядить.

Литий-ионный аккумулятор

Как упоминалось ранее, производители аккумуляторов предпочитают технологию литиево-ионных аккумуляторов из-за их более высокого DoD, надежного срока службы, способности дольше сохранять больше энергии и более компактных размеров. Однако из-за этих многочисленных преимуществ литий-ионные батареи также более дороги по сравнению со свинцово-кислотными батареями.

Свинцово-кислотный аккумулятор

Свинцово-кислотные аккумуляторы (та же технология, что и большинство автомобильных аккумуляторов) существуют уже много лет и широко используются в качестве домашних систем хранения энергии для внесетевых источников питания.Хотя они все еще представлены на рынке по доступным ценам, их популярность падает из-за низкого уровня DoD и более короткого срока службы.

Хранилище с подключением по переменному току и хранилище с подключением по постоянному току

Подключение относится к тому, как ваши солнечные панели подключаются к вашей аккумуляторной системе хранения, и возможны варианты подключения по постоянному току (DC) или по переменному току (AC). Основное различие между ними заключается в пути, по которому проходит электричество, создаваемое солнечными панелями.

Солнечные элементы создают электричество постоянного тока, и это электричество постоянного тока необходимо преобразовать в электричество переменного тока, прежде чем его можно будет использовать в вашем доме.Однако солнечные батареи могут хранить только электричество постоянного тока, поэтому есть разные способы подключения солнечной батареи к вашей солнечной энергетической системе.

Накопитель постоянного тока

При подключении постоянного тока электричество постоянного тока, создаваемое солнечными панелями, проходит через контроллер заряда, а затем непосредственно в солнечную батарею. Перед хранением не происходит изменения тока, а преобразование из постоянного в переменный происходит только тогда, когда аккумулятор отправляет электричество в ваш дом или обратно в сеть.

Аккумуляторная батарея с постоянным током более эффективна, потому что электричество нужно только один раз переключить с постоянного тока на переменный.Однако для хранения данных с подключением по постоянному току обычно требуется более сложная установка, которая может увеличить начальную стоимость и увеличить общий срок установки.

Накопитель переменного тока

При подключении по переменному току электричество постоянного тока, вырабатываемое вашими солнечными панелями, сначала проходит через инвертор, чтобы преобразовать его в электричество переменного тока для повседневного использования бытовой техникой в ​​вашем доме. Этот переменный ток также может быть отправлен на отдельный инвертор для преобразования обратно в постоянный ток для хранения в солнечной батарее.Когда приходит время использовать накопленную энергию, электричество выходит из батареи и возвращается обратно в инвертор, который снова преобразуется в электричество переменного тока для вашего дома.

При хранении с подключением по переменному току электричество инвертируется три раза: один раз при переходе от солнечных панелей в дом, другой при переходе из дома в аккумуляторное хранилище и третий раз при переходе из аккумуляторного хранилища обратно в дом. Каждая инверсия действительно приводит к некоторым потерям эффективности, поэтому хранилище с подключением по переменному току немного менее эффективно, чем система с подключением по постоянному току.

В отличие от хранилища с подключением по постоянному току, которое хранит энергию только от солнечных панелей, одним из больших преимуществ хранилища с подключением по переменному току является то, что оно может хранить энергию как от солнечных панелей, так и от сети. Это означает, что даже если ваши солнечные панели не вырабатывают достаточно электроэнергии для полной зарядки аккумулятора, вы все равно можете заполнить аккумулятор электричеством из сети, чтобы обеспечить вас резервным питанием, или воспользоваться арбитражем тарифов на электроэнергию.

Также проще модернизировать существующую солнечную энергетическую систему с помощью аккумуляторной батареи с переменным током, потому что ее можно просто добавить поверх существующей конструкции системы, а не интегрировать в нее.Это делает аккумуляторные батареи с подключением по переменному току более популярным вариантом для модернизации.

Как солнечные батареи работают с солнечной энергетической системой

Весь этот процесс начинается с солнечных панелей на крыше, вырабатывающих электроэнергию. Вот пошаговая разбивка того, что происходит с системой со связью по постоянному току:

  1. Солнечный свет попадает на солнечные панели, и энергия преобразуется в электричество постоянного тока.
  2. Электричество поступает в аккумулятор и сохраняется как электричество постоянного тока.
  3. Электроэнергия постоянного тока покидает аккумулятор и поступает в инвертор для преобразования в электроэнергию переменного тока, которую может использовать дом.

Процесс немного отличается от системы со связью по переменному току.

  1. Солнечный свет попадает на солнечные панели, и энергия преобразуется в электричество постоянного тока.
  2. Электроэнергия поступает в инвертор и преобразуется в электроэнергию переменного тока, которую можно использовать в доме.
  3. Избыточное электричество затем проходит через другой инвертор, чтобы снова превратиться в электричество постоянного тока, которое можно сохранить на потом.
  4. Если дому необходимо использовать энергию, запасенную в батарее, это электричество должно снова пройти через инвертор, чтобы стать электричеством переменного тока.

Как солнечные батареи работают с гибридным инвертором

Если у вас есть гибридный инвертор, одно устройство может преобразовывать электричество постоянного тока в электричество переменного тока, а также может преобразовывать электричество переменного тока в электричество постоянного тока. В результате вам не нужны два инвертора в вашей фотоэлектрической (PV) системе: один для преобразования электроэнергии от ваших солнечных панелей (солнечный инвертор), а другой для преобразования электроэнергии от солнечной батареи (инвертор батареи).

Также известный как аккумуляторный инвертор или гибридный сетевой инвертор, гибридный инвертор объединяет аккумуляторный инвертор и солнечный инвертор в единое оборудование. Это устраняет необходимость иметь два отдельных инвертора в одной и той же установке, работая как инвертор как для электричества от вашей солнечной батареи, так и для электричества от ваших солнечных панелей.

Популярность гибридных инверторов растет, потому что они работают как с аккумулятором, так и без него. Вы можете установить гибридный инвертор в свою безбатарейную солнечную энергосистему во время первоначальной установки, что даст вам возможность добавить в линию накопитель солнечной энергии.

Преимущества хранения солнечных батарей

Добавление резервного аккумулятора для солнечных панелей — отличный способ обеспечить максимальную отдачу от вашей солнечной энергосистемы. Вот некоторые из основных преимуществ домашней системы хранения солнечных батарей:

Накопляет избыточную выработку электроэнергии

Ваша система солнечных батарей часто может производить больше энергии, чем вам нужно, особенно в солнечные дни, когда никого нет дома. Если у вас нет солнечной батареи для хранения энергии, дополнительная энергия будет отправлена ​​в сеть.Если вы участвуете в программе учета нетто , вы можете получить кредит на эту дополнительную генерацию, но обычно это не соотношение 1: 1 для электроэнергии, которую вы производите.

Благодаря аккумулятору дополнительное электричество заряжает аккумулятор для последующего использования, а не в сеть. Вы можете использовать накопленную энергию в периоды низкой генерации, что снижает вашу зависимость от сети для получения электроэнергии.

Обеспечивает защиту от перебоев в подаче электроэнергии

Поскольку ваши батареи могут накапливать избыточную энергию, создаваемую солнечными панелями, в вашем доме будет электричество во время отключения электроэнергии и в других случаях, когда сеть выходит из строя.

Снижает ваш углеродный след

Используя аккумуляторы для солнечных батарей, вы можете стать экологически чистыми, максимально используя чистую энергию, производимую вашей системой солнечных батарей. Если эта энергия не сохраняется, вы будете полагаться на сеть, когда ваши солнечные батареи не вырабатывают достаточно для ваших нужд. Однако большая часть электроэнергии в сети производится с использованием ископаемого топлива, поэтому вы, скорее всего, будете работать на грязной энергии при потреблении энергии из сети.

обеспечивает электроэнергией даже после захода солнца

Когда солнце садится и солнечные панели не производят электричество, сеть вмешивается, чтобы обеспечить столь необходимую электроэнергию, если у вас нет аккумуляторной батареи.С солнечной батареей вы будете использовать больше собственного солнечного электричества в ночное время, что даст вам большую энергетическую независимость и поможет снизить расходы на электроэнергию.

Тихое решение для резервного электропитания

Солнечная батарея — это 100% бесшумный вариант резервного накопителя энергии. Вы получаете выгоду от необслуживаемой чистой энергии и вам не нужно иметь дело с шумом, который исходит от резервного генератора, работающего на газе.

Ключевые выводы

Понимание того, как работает солнечная батарея, важно, если вы думаете о добавлении аккумуляторов энергии солнечных панелей к вашей солнечной энергетической системе.Поскольку он работает как большая перезаряжаемая батарея для вашего дома, вы можете использовать любую избыточную солнечную энергию, которую создают ваши солнечные панели, что дает вам больше контроля над тем, когда и как вы используете солнечную энергию.

Литий-ионные батареи — самый популярный тип солнечных батарей, они работают посредством химической реакции, которая накапливает энергию, а затем высвобождает ее в виде электрической энергии для использования в вашем доме. Независимо от того, выбираете ли вы систему со связью по постоянному току, по переменному току или гибридную систему, вы можете повысить окупаемость инвестиций в свою солнечную энергетическую систему, не полагаясь на сеть.

Правильная конструкция системы жизненно важна для максимально эффективного использования солнечных панелей и батарей. В Palmetto мы обладаем знаниями и опытом, которые помогут вам на пути к чистой энергии. От солнечной энергии , установки и , обслуживания до хранилища энергии , и мониторинга , наши профессионалы в области солнечной энергии готовы помочь вам воспользоваться преимуществами чистой энергии.

Объяснение химии солнечных батарей: знайте свои элементы

Аккумуляторная батарея произвела революцию в области возобновляемых источников энергии, помогая устранить два самых серьезных ограничения солнечной энергии:

  1. Некоторые дни облачнее других
  2. Ночью совсем нет солнечного света

С помощью аккумуляторов вы можете улавливать и хранить дневную солнечную энергию в пасмурные дни или когда солнце наконец заходит.В качестве дополнительного преимущества вы можете управлять использованием энергии, чтобы избежать платы за потребление или изменения нагрузки при повышении цен на время использования (TOU). В результате вы получаете выгоду от:

  • Увеличение ежемесячной экономии
  • Большая энергетическая независимость
  • Более короткие сроки окупаемости
  • Более высокая экономия углерода
  • Повышение окупаемости ваших инвестиций

Однако не все солнечные батареи одинаковы. И прежде чем переходить к той или иной технологии, важно понимать плюсы и минусы двух ведущих вариантов хранения — литий-ионных (LI) аккумуляторов и литий-железо-фосфатных (LFP) аккумуляторов.

Как работают солнечные батареи — и какой тип выбрать? Батареи хранят химическую энергию, которая может быть преобразована в электрическую всякий раз, когда требуется «работа». Это верно для батареек AAA и выше — со спектром химических веществ, начиная от свинцово-кислотных и солевых соединений, и заканчивая всем, что между ними. Но для современных приложений, таких как накопление на солнечных батареях и зарядка электромобилей (EV), двумя наиболее распространенными технологиями аккумуляторов являются литий-ионные и литий-фосфат железа.

Какая солнечная батарея подходит для вашей солнечной установки?

Литий-ионная солнечная батарея: за и против

Литий-ионная солнечная батарея, также известная как литий-кобальтовая батарея, в основном представляет собой усовершенствованную версию технологии хранения, используемой в большинстве мобильных устройств и портативных компьютеров. Он универсален и доступен по цене, что делает его популярным во многих солнечных приложениях. Парк электромобилей Tesla также во многом полагается на эту технологию хранения.

Однако у литий-ионной солнечной батареи есть несколько недостатков:

1. Разгон от перегрева

Литий-ионные аккумуляторы склонны к перегреву. Вероятно, вы видели это на своем собственном смарт-устройстве или ноутбуке. Но безопасность литий-ионных батарей — еще большая проблема для более крупных приложений, таких как солнечные аккумуляторы. Что еще хуже, незначительное повышение температуры часто приводит к дальнейшему увеличению явления, известного как тепловой неуправляемый выброс. И если не остановить это, это может привести к пожару, травмам или даже смерти.

2. Ограниченный срок службы

Из-за более высоких рабочих температур литий-ионные батареи не так устойчивы, как другие технологии хранения. Они выдерживают ограниченное количество циклов зарядки, при этом средний срок службы типичной литий-ионной батареи составляет от двух до трех лет для большей части бытовой электроники. В солнечных батареях с более крупными батареями гарантийное покрытие приближается к пяти годам (или 2000 циклам). Это означает, что вам, возможно, придется заменить батареи как минимум пять раз в течение 25-летнего гарантийного срока службы ваших солнечных панелей.

3. Риски для здоровья и окружающей среды

Литий-ионные батареи используют кобальт для обеспечения электропроводности на этапе зарядки. Добавление этого элемента увеличивает общую стабильность батареи. Но кобальт — редкий материал, добывать который этически сложно. Более того, он токсичен для людей и животных, что делает его дальнейшее использование опасным как для здоровья населения, так и для окружающей среды.

Литий-железо-фосфатная солнечная батарея: за и против

Литий-железо-фосфатные батареи технически являются производными от более традиционных литий-железных батарей, и обе обладают многими одинаковыми преимуществами.Но эта новая технология хранения предлагает несколько важных преимуществ, которых нет у их литий-ионных аналогов:

  • Солнечные батареи LFP используют фосфат, а не кобальт, что устраняет многие риски для здоровья и окружающей среды, связанные с литий-ионными солнечными батареями.
  • Отсутствие кобальта также снижает стоимость производства литиевых солнечных батарей LFP. Фосфат легче и дешевле добывать ответственно.
  • Благодаря фосфатному составу солнечные батареи LFP работают меньше — с меньшим износом.Что не менее важно, они не создают никаких рисков для пожарной безопасности (например, теплового разгона), обычно связанных с литий-ионными солнечными батареями.
Благодаря этим преимуществам LFP обеспечивают непревзойденную надежность и производительность по сравнению с большинством других технологий хранения. А если вы беспокоитесь о безопасности хранения литий-ионных аккумуляторов, LFP представляют меньшую опасность для окружающей среды, здоровья и возгорания.

Лучший подход к обеспечению безопасности и производительности солнечных батарей

Лучше иметь хранилище на месте, чем не иметь его вообще.Но если ваша цель — максимизировать рентабельность инвестиций в экологически чистую энергию, солнечные батареи LFP — явный победитель, учитывая их стоимость, производительность, долговечность и экологическую устойчивость.

Эти преимущества объясняют, почему мы разработали нашу собственную систему хранения Encharge ™ на основе технологии фосфата лития-железа. И, подвергая наши батареи строгому контролю качества и строгим стресс-тестам, мы можем поставлять наши высокоэффективные решения для хранения солнечных батарей с лучшей в отрасли гарантией на 10 лет (или 4000 циклов).

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *