Солнечная батарея как устроена: Страница не найдена – Совет Инженера

Содержание

как устроена и работает солнечная панель

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

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

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

Содержание статьи:

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

Солнечные батареи: терминология

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Внутреннее устройство гелиобатареи

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

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

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

Виды кристаллов фотоэлементов

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

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

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

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

Кремниевые пластины фотоэлементов различаются по технологии изготовления на:

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

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

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

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

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

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

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

    Принцип работы солнечной панели

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

    Эффективность батарей гелиосистемы

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

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

    Эффективность солнечных панелей зависит от:

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

    Схема электропитания дома от солнца

    Система солнечного электроснабжения включает:

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

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

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

    Выводы и полезное видео по теме

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

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

    Как устроены солнечные батареи смотрите в следующем видеоролике:

    Сборка солнечной панели из фотоэлементов своими руками:

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

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

    Источник sovet-ingenera.com

    Как работает солнечная батарея?

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

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

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

    Как работает солнечный элемент

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

    Секционные солнечные батареи

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

    Солнечные батареи в космосе

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

    Солнечная теплоэлектростанция

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

    Солнечные батареи – виды и принцип работы преобразователей

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

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

    Как устроена солнечная батарея?

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

    Солнечные батареи – принцип работы

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

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

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

    Кремниевые преобразователи солнечной энергии

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

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

    Полимерный преобразовать солнечной энергии

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

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

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

    Работа солнечной батареи в плохую погоду

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

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

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

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

    Как работает солнечная батарея и и её устройство

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

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

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

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

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

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

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

    Основные термины

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

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

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

    Устройство 

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

    Одна панель не даст никакого результата без дополнительных комплектующих:

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

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

    Виды кристаллов фотоэлементов

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

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

    Этот момент следует учитывать, планируя приобретение солнечной панели.

    Принцип работы

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

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

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

    Виды солнечных батарей

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

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

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

    Тонкопленочные панели представлены тремя видами неорганических пленочных солнечных элементов:

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

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

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

    Для небольших частных домовладений это вполне удобный вариант.

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

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

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

    Самые крупные производители 

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

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

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

    Преимущества установки солнечных батарей

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

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

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

    Выводы

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

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

    Принцип работы солнечных батарей: как устроена и из чего состоит? | Альтернатива24

    Еще не так давно автономная система снабжения дома электричеством была чем-то фантастическим. С развитием альтернативных источников энергии это стало реальностью. Сегодня в европейских странах широко используются солнечные панели, и это неудивительно, ведь они являются неисчерпаемым источником недорогой энергии. В нашей стране такие батареи только начинают набирать популярность. Процесс протекает медленно, что связано с высокой стоимостью системы.

    Солнечная батарея: устройство, принцип работы

    Альтернативная энергетика имеет множество нюансов, поэтому начинающим пользователям важно разобраться в терминологии. Важно понимать, что солнечные батареи и коллекторы, работающие от солнца, являются разными устройствами. Так, батареи создавались для преобразования излучения главного светила в электричество, а коллекторы используются для трансформации энергии Солнца в тепло.

    Под словом «батарея», как правило, понимают устройство, накапливающее выработанную электрическую энергию. Однако важно понимать, альтернативные системы не создавались для накопления энергии солнца. Эти устройства предназначены только для выработки электричества. Ток для обеспечения дома собирается в аккумуляторных батареях, которые являются обязательным элементом энергоснабжающей системы.

    Солнечная батарея является совокупностью компонентов одного типа, соединенных в единую систему. Сегодня эти устройства становятся доступными широкому потребителю, появляются новые модели, демонстрирующие высокую эффективность. Подобные батареи обеспечивают необходимой энергией не только высокотехнологичные объекты, такие как космические станции или спутники. Их применение позволяет обеспечить работу бытовых приборов, автотранспорта, дома. Сегодня такие батареи нашли широкое применение, их используют для строительства полноценных электрических станции, способных вырабатывать большие объемы энергии.

    Отвечая на вопрос, что представляет собой солнечная батарея какое у нее внутреннее устройство, кратко можно описать ее, как блок, состоящий из ряда модулей, объединенных с помощью полупроводников в определенной последовательности.

    Основные виды солнечных панелей

    Фотоэлементы, в основе которых лежат разные виды химических элементов, сегодня находятся в стадии разработки, что говорит о том, что альтернативная энергетика развивается стремительными темпами. Сегодня крупными производителями выпускаются фотоэлементы, для изготовления которых используется кремний.

    Главным блоком солнечного модуля является тончайшая пластина из двух кремниевых слоев. Каждый слой обладает уникальными физическими характеристиками. Технология изготовления делит фотоэлементы для альтернативных электростанций на:

    · монокристаллические модули;

    · поликристаллические блоки.

    Монокристаллические модули демонстрируют высокий коэффициент полезного действия, если сравнивать с поликристаллическими моделями.

    Внешне эти два вида панелей можно отличить по разной форме. Монокристаллические модули имеют однородную структуру и выпускаются в форме квадрата с усеченными углами. Поликристаллические фотоэлементы выпускаются в форме обычного квадрата.

    Процесс изготовления поликристаллов предусматривает плавление кремния и его последующее постепенное охлаждение. Данный способ изготовления элементов простой, не требующих больших материальных затрат, что позволяет выпускать недорогие системы. Однако такие модели имеют относительно невысокий показатель производительности.

    Монокристаллы изготавливаются из цельного кристалла кремния, выращиваемого в искусственных условиях. КПД таких панелей, в сравнении с поликристаллами, гораздо выше и достигает показателя в 20-22 процентов.

    Попадая на поверхность фотоэлементов, лучи солнца генерируются и, проходя «p-n» переход одного полупроводникового слоя в другой, образуют напряжение в цепи. Подключение к аккумулятору создает замкнутое кольцо. В результате, панель начинает работать, как колесо, где вместо белки бегают электроны.

    Как повысить результаты работы солнечных панелей

    Установка одного модуля позволит даже в условиях ясной погоды обеспечить нужным количеством энергии мелкую технику. Для повышения мощности используются несколько батарей, объединенных параллельной схемой. Такой подход позволяет увеличить значение постоянного тока.

    Насколько эффективным будет использование солнечных батарей, зависит от следующих факторов:

    · температуры модуля и воздуха;

    · правильность подбора сопротивления нагрузке;

    · угла падения лучей;

    · мощности потока света;

    · наличия на поверхности модуля антибликового покрытия.

    Стоит отметить, что фотоэлементы работают эффективнее при невысоких температурных значениях. При расчете нагрузки важно учитывать погодные факторы той местности, где устанавливается электростанция.

    Для повышения эффективности солнечных панелей приходится постоянно следить за многими параметрами, чтобы вовремя вносить коррективы в ручном режиме. Поскольку такой подход требует много времени, современные пользователи могут воспользоваться таким устройством, как контроллер управления. Он в автоматическом режиме выполняет настройки солнечных панелей, добиваясь оптимальных условий ее работы, максимального показателя производительности.

    Как добиться высокой эффективности? Одним из основных факторов, влияющих на продуктивность альтернативной станции, является угол падения лучей Солнца на поверхность панелей. Оптимальным показателем принято считать попадание лучей под прямым углом. Эффективной работа станции будет, если отклонение этого показателя будет находиться в пределах не более 30 градусов от прямого угла. Увеличение этого параметра приведет к существенному снижению коэффициента полезной деятельности модулей. Чтобы станция вырабатывала максимальное количество энергии, при установке панели важно ориентировать под прямым углом к лучам Солнца.

    Еще одним немаловажным фактором, который существенно влияет на уровень производительности солнечных батарей, являются пыль и загрязнения. Скапливаясь на поверхности панелей, они создают преграду и не пропускают лучи, что не дает системе преобразовывать энергию Солнца в электричество. Регулярный уход позволит не допускать скапливания пыли, а значит, повысит уровень производительности работы панелей.

    Некоторые виды панелей оснащены для концентрации солнечного излучения на поверхности фотоэлементов линзами. Если погодные условия благоприятные, погода ясная, это повысит КПД до максимальной отметки. При пасмурной погоде линзы могут только навредить. Если стандартная батарея, пусть и в меньших количествах, при пасмурной погоде продолжит генерировать электроэнергию, то линзовые модели могут прекратить работу. Поэтому, чтобы обеспечить максимальную эффективность работы станции ее блоки должны быть равномерно освещены.

    Источник: https://eco-energetics.com/solar-energy/printsip-raboty-solnechnyh-batarei#/

    Как устроены и как работают солнечные батареи?

    Обновлено: 17.02.2021

    Как устроен и работает фотоэлемент?

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

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

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

    Как устроена солнечная панель

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

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

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

    КПД и эффективность солнечных батарей

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

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

    Как рассчитать рентабельность солнечной электростанции - описано здесь.

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

    Виды солнечных панелей

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

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

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

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

    Ниже - представлены новости развития технологий солнечных батарей.


    2021. В Корее создали солнечную панель, которую можно свернуть в рулон

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

    2020. Созданы первые перовскитные фотоэлементы с КПД 18%

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

    2020. Украинский стартап создал солнечную электростанцию в виде куба

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

    2019. Созданы прозрачные солнечные батареи из кремния

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

    2019. Создано покрытие для солнечных батарей, следящее за солнцем

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

    2019. Солнечные батареи могут использовать снег для выработки дополнительной энергии

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

    2019. Корейцы сделали фотоэлементы из перовскита на 80% эффективнее

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

    Как работают солнечные батареи - принцип работы солнечных панелей

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

    Комплектация

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

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

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

     

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

    Кристаллы фотоэлементов: виды и различия

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

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

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

     

    Принцип работы солнечных панелей

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

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

     

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

    Какие плюсы получает владелец солнечных батарей

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

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

     

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

    Как хранится солнечная энергия?

    Последнее обновление 14.02.2021

    Системы солнечных панелей стали одним из самых быстрорастущих источников энергии в США. По данным Ассоциации производителей солнечной энергии, ожидается, что к 2023 году рынок солнечной энергии увеличится вдвое и к тому времени составит 4,5 миллиарда долларов.

    Популярность солнечной энергии привела к появлению другой возобновляемой технологии: солнечных батарей, которые могут накапливать дополнительную солнечную энергию для дальнейшего использования.Такие компании, как Tesla, разрабатывают батареи, которые можно установить с солнечными панелями, чтобы создать системы «солнечная энергия плюс накопители» для вашего дома. Читайте дальше, чтобы узнать больше о солнечных батареях в жилых домах и узнать, стоит ли вам подумать об установке солнечной системы с накоплением в вашем доме.

    Solar plus storage: описание солнечных батарей для дома

    Чтобы понять, почему вы можете выбрать установку солнечной системы с накоплением в своем доме, вам сначала нужно понять, как работает стандартная домашняя солнечная фотоэлектрическая система.

    Типичная солнечная энергетическая система включает солнечные панели, инвертор, оборудование для установки панелей на крыше и систему мониторинга производительности, которая отслеживает производство электроэнергии. Солнечные панели собирают энергию солнца и превращают ее в электричество, которое проходит через инвертор и преобразуется в форму, которую вы можете использовать для питания вашего дома.

    Подавляющее большинство жилых систем солнечной энергии подключены к электросети (или «привязаны к сети»). Когда ваши панели производят больше электроэнергии, чем нужно вашему дому, избыток возвращается в электросеть.И наоборот, когда вашему дому требуется больше электроэнергии, чем вырабатывают солнечные батареи, вы можете получать электроэнергию из электрической сети.

    В большинстве случаев вы получаете кредит на счет за электроэнергию, которую вы отправляете обратно в сеть. Позже, когда вы потребляете больше электроэнергии, чем произведено вашими солнечными панелями, вы можете использовать эти кредиты вместо того, чтобы платить больше коммунальным предприятиям. Этот процесс известен как чистое измерение.

    Как солнечная энергия хранится в батареях?

    Солнечные батареи работают, накапливая энергию, произведенную вашими солнечными панелями, для дальнейшего использования.В некоторых случаях солнечные батареи имеют собственный инвертор и предлагают интегрированное преобразование энергии. Чем выше емкость вашего аккумулятора, тем больше солнечной энергии он может хранить.

    Когда вы устанавливаете солнечную батарею как часть вашей системы солнечных панелей, вы можете хранить излишки солнечной электроэнергии у себя дома вместо того, чтобы отправлять ее обратно в сеть. Если ваши солнечные панели производят больше электроэнергии, чем вам нужно, избыток энергии идет на зарядку аккумулятора. Позже, когда ваши солнечные панели не производят электричество, вы можете использовать энергию, которую вы ранее хранили в батарее, для использования в ночное время.Вы будете отправлять электричество обратно в сеть только тогда, когда ваша батарея полностью заряжена, и вы будете потреблять электроэнергию из сети только тогда, когда ваша батарея разряжена.

    На практике это означает, что дома с солнечной батареей и накопителем могут накапливать излишки солнечной энергии на месте для использования позже, когда солнце не светит. В качестве бонуса, поскольку солнечные батареи хранят энергию в вашем доме, они также предлагают краткосрочное резервное питание на случай отключения электричества в вашем районе.

    Домашний накопитель энергии может быть полезен даже без солнечной энергии

    Хотя батареи обычно используются вместе с домашними солнечными энергетическими системами, они также могут быть полезны домовладельцам без солнечных панелей.Маломасштабное накопление энергии, технология, используемая в системах солнечного накопления и накопления, также может заряжаться электричеством из сети для обеспечения резервного питания без использования резервного генератора с дизельным двигателем.

    Стоит ли устанавливать у себя дома солнечную батарею?

    Сможете ли вы сэкономить деньги, установив солнечную батарею, зависит от того, каким образом ваше коммунальное предприятие компенсирует вам солнечную энергию. Большинство коммунальных предприятий предлагают полное нетто-измерение, что означает, что вы получаете кредит на счет за электроэнергию за каждый киловатт-час электроэнергии, производимой вашими солнечными панелями (даже если вы не используете их сразу).Это означает, что вы не получите дополнительной экономии на ежемесячных счетах за электроэнергию, если установите солнечную батарею.

    Однако есть много ситуаций, когда солнечная батарея может улучшить экономику солнечных панелей для вашего дома или бизнеса. Если в вашем коммунальном предприятии установлены тарифы на время использования или плата за потребление, или они не предлагают нетто-учет, солнечные батареи могут помочь вам сэкономить больше , когда вы перейдете на солнечную энергию.

    Хранение в солнечной сети: как солнечные батареи вписываются в более широкую экосистему электроэнергии

    Солнечные батареи и другие технологии хранения энергии, возможно, еще не стали обычным явлением, но так будет ненадолго.GTM Research и Ассоциация по хранению энергии ожидают, что к 2020 году он станет рынком в США с оборотом 2,5 миллиарда долларов.

    Почему ожидается, что накопление энергии будет расти такими быстрыми темпами? Те же преимущества, которые солнечные батареи предлагают домовладельцам, а именно возможность хранить возобновляемую электроэнергию для дальнейшего использования, также могут быть применены в более крупном масштабе для всей электросети. Технологии хранения энергии, такие как солнечные батареи, предоставляют электроэнергетическим компаниям и потребителям энергии большую гибкость в способах производства и использования электроэнергии, особенно электроэнергии, получаемой от солнца и ветра.

    У электроэнергетических компаний и руководителей сетей сложная задача. Им необходимо предоставить своим клиентам постоянный и надежный доступ к электричеству, от которого питаются их дома и предприятия. Для этого они должны убедиться, что в сети достаточно электроэнергии для удовлетворения спроса. Если в данный момент в системе слишком мало или слишком много электроэнергии, клиенты с большей вероятностью столкнутся с отключением электроэнергии.

    Этот тщательный баланс спроса и предложения становится еще более сложной задачей, поскольку в сеть добавляется больше возобновляемых ресурсов, таких как солнечная и ветровая энергия.Солнечные панели производят электричество, когда светит солнце, а ветряные турбины производят электричество, когда дует ветер. В отличие от традиционных электростанций, работающих на угле или природном газе, мощность солнечных панелей и ветряных турбин невозможно быстро увеличить для удовлетворения спроса - мы не можем заставить солнце выходить в ночное время!

    Установив больше технологий хранения энергии, таких как солнечные батареи, электроэнергетические компании и операторы сетей смогут легче управлять потоками электроэнергии из возобновляемых источников.В долгосрочной перспективе это означает, что в структуру электроэнергетики нашей страны будет интегрировано больше возобновляемых источников энергии, включая домашние системы солнечных батарей.

    Начните свое солнечное путешествие сегодня с EnergySage

    EnergySage - это национальный онлайн-рынок солнечной энергии: когда вы подписываетесь на бесплатную учетную запись, мы связываем вас с солнечными компаниями в вашем районе, которые конкурируют за ваш бизнес, предлагая индивидуальные расценки на солнечную энергию, адаптированные к вашим потребностям. Ежегодно в EnergySage приходят более 10 миллионов человек, чтобы узнать о солнечной энергии, сделать покупки и инвестировать в нее.Зарегистрируйтесь сегодня, чтобы узнать, сколько солнечной энергии можно сэкономить.

    Как работает накопитель на солнечных батареях?

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

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

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

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

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

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

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

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

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

    Причина для добавления батареи # 2) Вы хотите иметь резервное питание , если сеть выходит из строя.

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

    а) поглощают излишки солнечной энергии или

    б) недостаточно солнечной пополнения.

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

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

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

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

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

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

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

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

    Приступим!

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

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

    Все, что требуется для этой интеграции аккумулятора:

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

    b) Отдельный инвертор батареи или гибридный инвертор солнечной батареи + батареи. Оба варианта потребуют подключения к системе управления аккумулятором (BMS), чтобы аккумулятор не перезарядился.

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

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

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

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

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

    Системы

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

    1) Полностью отключите солнечные панели при отключении сети.

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

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

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

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

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

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

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

    Что такое солнечные батареи и как они работают?

    Если вы изучали способы сделать ваш дом более энергоэффективным, вы, возможно, встречали термин накопление солнечных батарей. Батарея теперь просто необходима, если вы хотите максимально сэкономить на счетах за электроэнергию от солнечных батарей.Но что такое солнечные батареи и как они работают?

    Чтобы вы были в курсе всей последней информации, мы составили это краткое руководство. В нем объясняется, что такое бытовые аккумуляторные батареи, как они работают и какие преимущества они могут вам принести.

    Что такое бытовые солнечные батареи?

    Хранение солнечных батарей - огромный шаг к энергетической независимости. Это дает вам возможность накапливать электроэнергию для использования в вашем доме, когда она вам действительно нужна.

    Например, вы можете хранить электроэнергию, вырабатываемую солнечными батареями в течение дня, для использования ночью.Если у вас нет аккумулятора, электричество, которое вы не используете в течение дня, будет потрачено впустую - хотя вы можете продать его обратно в сеть через Smart Export Guarantee (SEG). С батареей электричество, которое вы не используете, будет накапливаться в батарее, готовой к использованию вечером, когда ваши солнечные панели не вырабатывают.

    Накопитель на солнечной батарее позволит вам сократить счета за электроэнергию более чем на 30%. в дополнение к любой экономии, которую вы получаете за счет выработки собственной электроэнергии с помощью солнечных батарей.Это экономия, которую нельзя нюхать!

    Как работают солнечные батареи?

    Солнечные панели могут вырабатывать электричество только при наличии солнечного света. Таким образом, это создает очевидную проблему, когда темно, а вам все еще нужна энергия для вашего дома.

    В этом случае вам обычно нужно покупать электроэнергию у поставщиков энергии. Однако при использовании аккумуляторной системы хранения этой проблемы можно избежать.

    Когда ваши солнечные панели вырабатывают электроэнергию, которую вам не нужно использовать сразу, батарея преобразует это электричество постоянного тока в мощность переменного тока и сохранит ее, готовую к использованию позже.По сути, ваши солнечные панели заряжают аккумулятор, когда вам не нужно использовать энергию, которую они производят.

    Когда стемнеет и ваши солнечные панели не производят электричество, ваша система будет потреблять энергию, накопленную вами ранее, из батареи для использования вами. Это означает, что будут времена, когда ваш дом будет полностью независимым, он вообще не будет полагаться на National Grid и, следовательно, не будет платить ни копейки. Вот быстрое и простое объяснение того, как работает система хранения аккумуляторов SolaX X-Hybrid, которую Forever Green Energy может установить для вас:

    Летом вы можете обнаружить, что аккумулятор полностью заряжен.В этом случае вы можете отправить любую избыточную электроэнергию, вырабатываемую вашей солнечной панелью, обратно в сеть и получить за это оплату через SEG. Когда ваша батарея разряжена, вы будете использовать электричество из сети.

    Пока у вас есть солнечные панели и аккумуляторная система, которые работают в идеальной гармонии, этот цикл будет продолжаться многие годы, и вам не нужно будет обращать на него внимание.

    Преимущества хранения солнечных батарей

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

    1. Используйте больше электроэнергии, которую вы уже производите

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

    2. Уменьшите счета за электроэнергию

    Вы значительно снизите свои затраты на электроэнергию, установив солнечную батарею. Если вы работаете днем, вы будете использовать большую часть электроэнергии по вечерам, когда вернетесь домой. Но в настоящее время ваши солнечные панели не будут вырабатывать электричество, поэтому, если у вас нет батареи, вы будете полагаться на сеть, чтобы обеспечить вас энергией.

    Благодаря аккумуляторной батарее вы будете заряжать аккумулятор в непиковые часы и разряжать его в часы пик, что означает, что вы не будете платить за электроэнергию своей энергетической компанией.

    Plus, вводятся повременные тарифы на электроэнергию. Это означает, что вы можете запасать электроэнергию, пока она дешевая, обычно на ночь, чтобы использовать ее в часы пик. Следите за поставщиками энергии, поскольку они начинают предлагать эти тарифы - в настоящее время Octopus Energy - единственная, кто их предлагает.

    3. Зарабатывайте на своей энергетической компании

    Если ваша энергетическая компания разрешает чистые измерения, вы можете зарабатывать деньги, продавая энергию, хранящуюся в вашей солнечной батарее, обратно в сеть, когда цены на электроэнергию высоки.Если вам самому не нужно электричество, это отличный способ заработать немного денег.

    Вы также можете заработать немного дополнительных денег, разрешив определенным фирмам использовать вашу батарею для хранения избыточной электроэнергии из сети.

    Это два прибыльных варианта, но убедитесь, что вы взвесили, лучше ли вам хранить и использовать собственное электричество, прежде чем продавать его каким-либо энергетическим компаниям.

    4. Будьте независимы от электросети и уменьшите выбросы углекислого газа

    Прекратите полагаться на National Grid и станьте на 100% энергонезависимыми с аккумуляторной системой хранения.С солнечными панелями и батареями вы можете сократить выбросы углекислого газа на 1,6 тонны углекислого газа, но, возможно, и намного больше.

    Когда мне следует устанавливать солнечную батарею?

    Кажется очевидным выбор использовать аккумулятор, если у вас уже есть солнечные батареи. К счастью, если у вас уже есть солнечные батареи, довольно легко добавить батарею к вашей установке.

    Тем не менее, идеально установить солнечную батарею одновременно с вашими солнечными панелями, потому что вы получите лучшую цену - в Forever Green Energy мы предоставим вам конкурентоспособное предложение для установки солнечных панелей и батареи по адресу в то же время.

    Какую солнечную батарею выбрать?

    Поскольку все больше и больше компаний производят солнечные батареи, у вас есть достаточно широкий выбор и гибкость в отношении цен и системы, которую вы выбираете.

    У нас есть два лучших выбора в области солнечных батарей - Tesla Powerwall и SolaX Triple Power. Доступны и другие варианты, но мы думаем, что это два надежных варианта. Вот краткий обзор их сравнения:

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

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

    Solar-Plus-Storage 101 | Министерство энергетики

    Размещение фотоэлектрической системы и системы хранения в одном месте, известное как совместное размещение, позволяет двум системам совместно использовать некоторые аппаратные компоненты, что может снизить затраты. Совместное размещение может также снизить затраты, связанные с подготовкой площадки, приобретением земли, трудозатратами на установку, выдачей разрешений, подключением, а также накладными расходами и прибылью застройщика.

    Когда фотоэлектрические элементы и аккумуляторные батареи расположены вместе, они могут быть подключены по схеме со связью по постоянному току или по переменному току.Постоянный ток или постоянный ток - это то, что батареи используют для хранения энергии и как фотоэлектрические панели вырабатывают электричество. Переменный ток или переменный ток - это то, что используют электросети и приборы. Системе с подключением по постоянному току требуется двунаправленный инвертор для подключения аккумуляторов напрямую к фотоэлектрической матрице, в то время как системе со связью по переменному току требуется двунаправленный инвертор и инвертор PV. На выбор системы влияют различные факторы, и владелец решает, какая из них будет работать лучше всего.

    При выборе между постоянным и переменным током необходимо учитывать технические факторы, влияющие на производительность системы, а также затраты.Стоимость совместно размещенной системы с соединением по постоянному току на 8% ниже, чем стоимость системы с фотоэлектрической системой и хранилищем, расположенными отдельно, а стоимость совместно размещенной системы с соединением по переменному току ниже на 7%. Новую модель затрат NREL можно использовать для оценки затрат на солнечные системы плюс накопительные системы в масштабах коммунального предприятия и помочь направить будущие исследования и разработки для снижения затрат.

    Куда все это идет?

    По мере того, как солнечная энергия становится более дешевой и более широко используемой, рыночный потенциал устройств хранения энергии растет.Задача состоит в том, чтобы сделать хранилище доступным с более дешевыми батареями, улучшив при этом методы управления и интеграции. Цель, конечно же, состоит в том, чтобы убедиться, что электрическая сеть США может использовать достаточно энергии для размещения всех в часы пик по доступной цене, обеспечивая надежность сети.

    Узнайте больше об исследованиях солнечной энергии в Управлении энергоэффективности и возобновляемых источников энергии.

    Резервные батареи - солнечная энергия солнечного света: батареи солнечных батарей

    СОЛНЕЧНЫЙ СЦЕНАРИЙ + АККУМУЛЯТОР: Изучая солнечную энергию, вы наверняка много слышали о батареях.Вы задаетесь вопросом, нужны ли батареи для работы солнечной энергии? В самом общем смысле да. Солнечная система должна иметь батарею, чтобы быть полезной. Однако продукт, о котором вы можете подумать, - бытовой аккумулятор для дома, такой как Tesla Powerwall, - часто является дополнительной функцией, которая дает дополнительные преимущества. Чтобы глубже понять, как батареи и солнечные энергетические системы работают вместе, давайте начнем с рассмотрения простой абстрактной солнечной системы. В этой системе у вас одна солнечная панель. Эта панель получает свет от солнца в течение дня.Это когда он вырабатывает напряжение, которое можно использовать для питания чего-то вроде лампочки. Когда облако проходит между солнцем и солнечной панелью, напряжение может немного упасть. Ночью панель вообще перестает вырабатывать напряжение. Это означает, что лампочка включается только днем, когда солнечного света достаточно для выработки напряжения. Однако вполне вероятно, что вы захотите использовать лампочку, когда солнце не светит. Вот где приходит аккумулятор. Солнечная батарея накапливает электричество, производимое нашей солнечной панелью.Энергия, накопленная аккумулятором, позволяет использовать его, когда солнце село. Несмотря на то, что существуют системы, требующие наличия реальных аккумуляторов на месте - в частности, автономные системы без подключения к электросети, - подавляющее большинство систем могут работать без них. В системе, привязанной к сети, электрическая сеть действует как аккумулятор. Когда солнечные панели производят избыток электроэнергии, этот избыток перетекает в сеть, где «хранится». Когда панели не производят электричество, вы все равно можете использовать электроэнергию, используя «сетевую батарею». Итак, если подавляющему большинству солнечных систем для работы не требуются батареи на месте, то что вообще такого шума по поводу потребительских батарей, таких как Tesla Powerwall?

    Аккумуляторы для хранения солнечной энергии - Работа и преимущества солнечных батарей

    Как работает солнечная батарея и преимущества установки батарей?

    Развитие солнечной энергии как ценного источника энергии для жилищного и коммерческого рынка увеличило потребность в устройствах хранения энергии, которые могут сохранять солнечную энергию, генерируемую в течение дня, для последующего использования в ночное время.

    Соединяя солнечную батарею с фотоэлектрической батареей и гибридным инвертором или контроллером заряда, фотоэлектрические модули, установленные на вашей крыше, будут отправлять электричество постоянного тока для питания электрических нагрузок вашего дома и использовать избыточную солнечную энергию для зарядки батарей. Это позволяет максимизировать использование и ценность вырабатываемой солнечной энергии

    По-настоящему понять, как работают солнечные батареи, может быть сложной задачей, но мы можем упростить ее для вас.

    Как работают солнечные батареи?

    Процесс хранения солнечной батареи на самом деле очень похож на процесс хранения автомобильной батареи.

    В основном, контроллер заряда устанавливает определенное напряжение, которое выбирается в соответствии с напряжением самой батареи. Когда фотоэлектрическая матрица вырабатывает электричество постоянного тока, устройство контроллера регулирует выходное напряжение и подает соответствующий электрический ток на батарею.

    Этот электрический ток проходит через процесс преобразования энергии, который переходит из электричества в химическую энергию во время процесса зарядки. Между тем, при разряде происходит преобразование химической энергии в электрическую.

    Для создания этих преобразований энергии два электрода из разных металлических компонентов должны быть помещены в проводящую среду, называемую электролитическим раствором. Эти электроды представляют собой положительную и отрицательную клеммы, которые будут подключены к устройству контроллера, а раствор электролита - это среда, через которую электроны будут проходить от одной стороны электрода к другой.

    Типы солнечных батарей

    В основном на рынке представлены солнечные батареи двух типов.Давайте проанализируем их обоих

    Они состоят из двух электродов, погруженных в раствор серной кислоты и воды. Положительный электрод изготовлен из оксида свинца, а отрицательный - из чистого свинца. Электроизоляционная мембрана предотвращает их столкновение друг с другом при перемещении аккумулятора.

    Эти батареи требуют большего обслуживания и внимания, чем литий-ионные. Однако они дешевле литиевых.

    Здесь вы можете найти список различных типов и подтипов свинцово-кислотных аккумуляторов:

      • Свинцово-кислотный завод (FLA)
      • Свинцово-кислотный клапан с регулируемым клапаном (VRLA)
        • Мат из абсорбированного стекла (AGM)
        • Гелевые ячейки

    Безопасные аккумуляторные батареи, состоящие из анода и катода, которые накапливают ионы лития и погружены в электролит, который переносит их от одного к другому через сепаратор.Это движение частиц создает свободные электроны на аноде, создавая заряд на положительном коллекторе тока.

    См. Рисунок ниже, чтобы получить более наглядный подход к последнему объяснению.

    Рис.1: Механизм зарядки литий-ионных аккумуляторов.

    Почему я должен устанавливать солнечные батареи?

    Существует внутренняя проблема с солнечной энергией, которая связана с перемежаемостью.Картины солнечной радиации меняются в течение дня, а также меняются в зависимости от сезона. Несмотря на то, что существуют модели и данные для прогнозирования этих изменений, ваша солнечная батарея может быть не в состоянии покрыть все потребности ваших нагрузок в течение всего дня, особенно в пасмурные дни.

    Однако, используя солнечную батарею, у вас будет резервный резерв, который позволит вам покрыть ваши потребности в энергии в течение дня.

    Кроме того, вы сможете перенести избыточную солнечную энергию, которую ваш фотоэлектрический массив генерирует в течение дня, чтобы хранить ее внутри батареи и использовать в ночное время.Это сэкономит вам деньги при тарифах на электроэнергию на время использования, когда ночные тарифы будут намного дороже, чем дневные тарифы, по которым вы будете получать оплату за дополнительную солнечную энергию.

    Более того, наиболее важным преимуществом установки системы резервного питания с привязкой к сети является то, что у вас будет питание в случае отключения электроэнергии или отключения электроэнергии для покрытия критических нагрузок в вашей установке.

    Можете ли вы добавить батареи в существующую солнечную систему?

    В течение многих лет батареи были способом хранения избыточной энергии для солнечных систем.Но до недавнего времени из-за их высокой стоимости и низкой эффективности они имели смысл только для немногих, в основном автономных солнечных систем. Однако по мере того, как цены на батареи продолжают снижаться, а сами батареи становятся все более и более эффективными, они также становятся жизнеспособным вариантом для многих сетевых солнечных систем.

    Если вы установили свою систему несколько лет назад, батарейки, возможно, не имели смысла. Но по мере изменения рынка и развития технологий вы можете захотеть воспользоваться накоплением энергии.

    Если вам интересно, можно ли установить батареи в существующую солнечную систему, ответ - да! Есть несколько способов интегрировать энергию батареи в существующую солнечную систему.

    Как работают солнечные батареи?

    Прежде чем мы перейдем к вашим вариантам добавления батарей в вашу систему, мы хотим быстро рассмотреть, как работают батареи.

    Когда светит солнце, ваши солнечные панели собирают энергию и превращают ее в электричество постоянного тока.Затем электричество отправляется на ваш инвертор, который преобразует эту мощность в электричество переменного тока - форму, которую вы можете использовать в своем доме или на работе. Поскольку ваша система вырабатывает энергию, она используется для питания ваших осветительных приборов, приборов и устройств. Но что происходит, когда ваша система производит больше электроэнергии, чем вы потребляете?

    Если вы установите батарею, вот где она пригодится. Когда вы потребляете больше электроэнергии, чем производит ваша солнечная система, вы можете использовать энергию, хранящуюся в батарее, вместо того, чтобы брать ее из сети.

    Добавление батареи к существующей солнечной системе

    В большинстве случаев добавление батареи к существующей подключенной к сети солнечной системе возможно, однако уровень сложности зависит от того, была ли ваша система спроектирована с таким намерением. Вот способы установить батарею в существующую солнечную систему.

    Солнечная система, готовая к хранению

    В лучшем случае вы знали, что в конечном итоге захотите установить батареи, и запланировали это при установке системы.Возможно, вы ждали падения цен или хотели максимально снизить первоначальные вложения во время установки. В любом случае, вы подготовили себя к будущему. Ваш инвертор готов к установке батареи, когда вам это будет выгодно с финансовой точки зрения. Это самый дешевый и простой вариант, требующий меньше труда и материалов, чем два других варианта.

    Если вы не установили систему, готовую к хранению, есть два основных способа интегрировать аккумулятор в вашу систему - со связью по постоянному току и со связью по переменному току.

    Система со связью по постоянному току

    При использовании системы со связью по постоянному току ваш инвертор будет заменен на инвертор, работающий от батареи и солнечной системы. Они известны как гибридные инверторы. Мощность постоянного тока, вырабатываемая солнечными панелями, используется для зарядки аккумулятора. Оттуда мощность проходит через гибридный инвертор, который преобразует мощность в электричество переменного тока. Затем переменный ток можно использовать дома или на работе, либо подключить к электросети.

    Если вы пойдете по этому пути, ваша система будет терять меньше энергии, производимой панелями в процессе преобразования.Это связано с тем, что мощность переходит только от постоянного тока к переменному току, тогда как в системе со связью по переменному току (поясняется далее) вся энергия, хранящаяся в батарее, переходит из переменного тока в постоянный (для зарядки батареи) и снова возвращается в переменный ток. Однако этот вариант, вероятно, будет стоить дороже из-за стоимости инвертора и большего количества трудозатрат.

    Соединение постоянного тока

    может быть отличным вариантом для вас, если у вас есть солнечная система в течение некоторого времени, и ваш инвертор приближается к концу своего ожидаемого срока службы. Срок службы большинства струнных инверторов составляет пятнадцать лет, поэтому замена инвертора немного раньше на инвертор, работающий от батареи, может быть вам на пользу.

    Система, сопряженная по переменному току

    Следующий вариант, система с подключением по переменному току, использует ваш традиционный инвертор в дополнение ко второму инвертору, или «накопительному инвертору», который заряжает аккумулятор. Электроэнергия постоянного тока, вырабатываемая панелями, поступает на инвертор и преобразуется в мощность переменного тока, как всегда. Оттуда инвертор отправляет ее в ваше здание, если вы используете электричество, в аккумулятор, если вы производите больше электроэнергии, чем потребляете, или в сеть, если аккумулятор полностью заряжен.

    Обычно более простая в установке, AC Coupling предлагает гибкость с точки зрения местоположения, работает с различными инверторами и, вероятно, будет более дешевым вариантом. Однако он немного менее эффективен. Электроэнергия, хранящаяся в сети и используемая в вашем доме, - это переменный ток, но батареи хранят энергию постоянного тока. Чтобы батарея обеспечивала питание, которое вы можете использовать дома или на работе, ее необходимо преобразовать в переменный ток. Этот дополнительный шаг вызывает большие потери энергии по сравнению с соединением по постоянному току.

    Имеет ли смысл установка батарей?

    Одним из преимуществ установки батарей является возможность доступа к электричеству при отключении электричества в вашем районе.Хотя это может быть важным преимуществом для вас, есть еще несколько вещей, которые следует учитывать при принятии решения о том, является ли добавление батарей в вашу солнечную систему правильным выбором.

    Некоторые коммунальные службы взимают плату за время использования (TOU). Эти ставки колеблются в зависимости от времени суток. Когда спрос на электроэнергию выше (часто днем ​​и ранним вечером), вы платите больше за кВтч, чем если бы меньше людей использовали электроэнергию (например, в 3 часа ночи). Если у вас есть батареи в вашей солнечной системе, вы можете избежать уплаты этих повышенных ставок, используя запасенную в ваших батареях энергию.

    Точно так же плата за спрос - это плата, взимаемая с потребителя в зависимости от периода, в течение которого он потребляет больше всего электроэнергии, или его использования в период пиковой нагрузки. Он основан на максимальной мощности, достигнутой в течение определенного интервала времени. Эта комиссия добавляется к счету клиента. Обычно это коммерческие и промышленные объекты, а не жилые дома.

    Эти дополнительные расходы могут накапливаться, и аккумулятор может помочь снизить эти расходы. Используя энергию, хранящуюся в вашей батарее, в периоды высокого спроса вы можете снизить эти дополнительные расходы.

    Однако, если у вас нет этих комиссий, вы можете подумать, стоит ли это вложение. Хотя снижение вашей зависимости от сети может показаться привлекательным, чистые измерения - это рентабельный способ доступа к электроэнергии, когда ваша солнечная система не производит. Чтобы узнать о политике вашего штата в отношении нетто-измерений, ознакомьтесь с Обзором политики Национальной конференции законодательных собраний штатов.

    Хотя батареи быстро дешевеют, более дешевым вариантом резервного источника энергии является генератор.Генераторы различных марок и моделей можно приобрести в местном хозяйственном магазине и перевезти в разные места. Однако они ограничены количеством топлива, которое вы можете хранить и транспортировать. Подробнее о сравнении аккумуляторов и генераторов читайте в этом блоге.

    Большинство генераторов также можно транспортировать и использовать в любом месте по вашему выбору.

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *