Присоединяйтесь к нам
в социальных сетях

Экономно и навсегда: солнечные батареи для дома — стоимость комплекта, цена на установку и способы монтажа

Чем хороши солнечные батареи для дома? Стоимость комплекта, цена монтажных работ пока достаточно высоки, но этот вопрос все чаще звучит от жителей частных домов, владельцев дач или людей, планирующих строительство дома в отдаленных районах, где проблемы энергоснабжения окончательно не решены.

...

Оглавление:

Фотоэлектрические преобразователи

Солнечная батарея – соединенные в единую систему фотоэлектрические преобразователи, иначе говоря – солнечные элементы. Они работают по принципу преобразования солнечной энергии в постоянный ток.

Каждый элемент генерирует некоторое количество электроэнергии, которое при соединении в батарею увеличивается до паспортного значения. Использование определенного количества солнечных батарей позволит обойтись без подключения к сети, хотя наиболее частым способом их применения является дополнительное электропитание.

Где применяются солнечные батареи

Солнечные батареи используются как независимый источник питания или обогрева помещений в жилых или производственных зданиях, как источник питания при зарядке аккумуляторов, для портативных устройств (калькуляторов, часов и т.д.), в медицине для кардиостимуляторов, в космических станциях для приборов и систем. Солнечные батареи чаще всего используются для обеспечения электричеством загородного дома в местах, куда еще не проведены линии электропередачи.

Преимущества солнечных батарей

Наиболее важным преимуществом фотоэлектрических преобразователей является независимость от ресурсных организаций. Электроэнергия вырабатывается полностью автономно, без подключения к сети. Необходимо лишь наличие источника — солнечного света, в ночное время система работать не может. Имеются и другие преимущества:

  • Экологичность. Система никак не воздействует на окружающую среду, не выделяет никаких вредных веществ.
  • Длительный срок службы. Оборудование может работать практически неограниченное время при условии периодического обслуживания специалистами.
  • Полная бесшумность работы.
  • Возможность увеличить мощность системы добавлением новых модулей.
  • Окупаемость оборудования. Цена комплекта постепенно возвращается к владельцу в виде экономии расходов на электроэнергию. Через несколько лет оборудование уже начинает приносить прибыль.
  • Постоянное снижение стоимости комплектов. Объемы производства такого оборудования велики, и это вызывает снижение цен. Система солнечных батарей для дома, купленная через несколько лет, будет дешевле той, что приобретена сегодня, и это вселяет уверенность в развитии технологии и доступности оборудования.

Как работают солнечные батареи

Рассмотрим, как работают солнечные батареи для дома. Сама по себе батарея — лишь источник определенного количества постоянного тока. Для эффективного функционирования локальной сети нужен комплекс оборудования, состоящий из специализированных устройств:

  • аккумулятор;
  • контроллер заряда;
  • инвертор.

Принцип работы солнечных батарей основан на использовании фотоэлектрического эффекта. Каждая ячейка солнечной батареи — полупроводник, испускающий поток электронов при попадании на него солнечного света.

Важно! Чем ярче свет, тем больше сила тока, генерируемая ячейкой.

Объединение ячеек в единую систему — батарею — образует автономный источник энергии, который зависит только от времени суток и погоды.

Соединение элементов производится либо последовательно с увеличением напряжения на выходе, либо параллельно, для увеличения на выходе силы тока.

Батарея содержит систему ячеек с обоими способами соединения, чтобы выход из строя одной из них не прекратил функционирование всей батареи. Определенная комбинация типов соединения ячеек позволяет получать разные параметры батареи.

При затемнении части батареи элементы, оказавшиеся в тени, становятся потребителями. Вместо того, чтобы отдавать, они получают энергию с аккумулятора, перегреваются и могут выйти из строя. Для исключения такой ситуации все элементы батареи шунтируются диодами, которые прекращают поступление энергии на временно незадействованный элемент.

Электроэнергия, которую отдают батареи, накапливается в аккумуляторах и поступает потребителям. Режим работы аккумулятора совмещает подзарядку с отдачей энергии. Пока батарея отдает много энергии и ее напряжение достаточно высоко, аккумулятор заряжается, а когда выход батареи уменьшается, то аккумулятор начинает отдавать электрический ток в систему. Режим управляется при помощи контроллера заряда. Для получения переменного тока, необходимого для питания потребителей, используется инвертор. Электростанция на солнечных батареях при достаточной мощности может полностью удовлетворить потребность в электроэнергии частного дома.

Какую выгоду получает владелец дома после установки солнечных батарей

Установка фотоэлектрических преобразователей дает возможность получать электроэнергию независимо от поставщиков ресурсов. Если комплект солнечных батарей используется как дополнительный источник энергии, то появляется возможность значительно сократить расходы на электричество.

Обратите внимание! Если дом полностью переведен на питание от автономной системы, то все расходы идут только на приобретение оборудования, после чего никаких затрат не будет.

Кроме того, солнечные батареи для частного дома могут стать источником тепла, но для этого потребуется специальный вид батарей — солнечные коллекторы, которые преобразуют световую энергию в тепло для нагрева носителя.

Еще один момент, который вскоре может стать важным для владельцев автономных электростанций. Правительство планирует ввести новый порядок расчетов за электроэнергию с владельцами автономных комплексов, подключенных к сети.

За энергию, которую частная энергосистема отдает в сеть, владелец будет получать определенную плату. Пока это только проект, но в скором времени он вступит в силу, стимулируя развитие возобновляемых источников энергии. Таким образом, установка солнечных батарей может позволить немного заработать, что никогда не бывает лишним.

Виды солнечных батарей

Устройства подразделяются на классы по степени мощности:

  • маломощная;
  • универсальная;
  • панель солнечных элементов.

Кроме того, имеется три типа батарей с разным назначением:

  1. Фотоэлектрические преобразователи (ФЭП). Осуществляют превращение солнечной энергии в электрическую.
  2. Гелиоэлектрические станции (ГЕЭС). Используются для обеспечения функционирования различных промышленных установок — турбин, паровых машин и т.д.
  3. Солнечные коллекторы (СК). Служат для теплоснабжения помещений.

Выбор и расчет солнечных батарей для частного дома требует от владельца знания конструктивных особенностей оборудования. Существует разделение по физико-химическому состоянию материала батарей. Этот вопрос следует рассмотреть подробнее.

Кремниевые батареи

Элементы из кремния — наиболее распространенные виды фотоэлектрических преобразователей.

Причиной этого является распространенность и доступность этого материала. При этом технология производства весьма сложная, изготовление элементов обходится в значительные суммы, что вынуждает производителей искать варианты снижения себестоимости.

Пока это получается только за счет снижения эффективности, но разработчики непрерывно ищут пути повышения качества и производительности своей продукции. Рассмотрим виды кремниевых батарей.

Монокристаллические

Самые эффективные и дорогие элементы. Используется кремний высокой очистки, технология получения которого отработана при изготовлении полупроводников. Элементы представляют собой тонкие срезы (300 мкм) с одного монокристалла, выращенного специально под такую задачу. Кристаллическая структура имеет правильную форму, зерна направлены в одну сторону. Себестоимость материала высока, КПД составляет 18-22%. Срок службы очень велик, минимум 30 лет.

Поликристаллические

Эти элементы получают путем постепенного охлаждения расплавленного кремния, при котором образуются поликристаллы. Структура такого материала не имеет правильной формы, зерна не параллельны и направлены в разные стороны. Производство обходится намного дешевле, поскольку для такой технологии требуется меньше электроэнергии, но КПД продукта получается более низким – 12-18%.

Аморфные

Аморфные батареи производятся не из кристаллического кремния, а из кремневодорода (силана), который наносится тонким слоем на материал основы. КПД этих батарей невысок – всего 5–6 %, но и цена самая низкая. При этом, есть и свои плюсы – высокий коэффициент оптического поглощения, способность работать при пасмурной погоде, устойчивость к деформации панели.

Гибридные

Гибридные панели представляют собой сочетание фотоэлектрических элементов и солнечных коллекторов. Дело в том, что при выработке энергии панели нагреваются и теряют производительность.

Для снижения нагрева применили водяное охлаждение. Оказалось, что количество тепла, полученное водой от фотоэлементов, может использоваться для бытовых нужд или для отопления помещений.

Такие солнечные батареи хороши как для генерации энергии, так и для отопления дома. Производители утверждают, что КПД таких панелей чрезвычайно высок (некоторые заявляют 80%), но это обычный маркетинговый ход, учитывающий стабильность показателей как возрастание эффективности.

Полимерные батареи

Это еще один вид фотоэлектрических преобразователей, которые изготовлены не на кремниевой основе, а из нескольких полимерных пленок, сложенных в плотную пачку и выполняющих разные функции. КПД таких батарей ниже, чем у кремниевых, примерно в четыре раза, однако они легки, относительно дешевы в производстве и, как следствие, дешевле в продаже. Считается, что полимерные устройства имеют высокий потенциал и будут активно развиваться, поскольку дешевизна и скорость производства являются важнейшими преимуществами материала.

Из чего состоит солнечная батарея

В состав комплекта входят:

  1. Солнечные батареи (фотоэлектрические преобразователи). Осуществляют поглощение солнечной энергии и преобразование ее в электрическую.
  2. Аккумуляторы. Накапливают заряд, полученный от батарей, или отдают его в темное время суток.
  3. Контроллеры заряда. Регулируют режим работы.
  4. Инверторы. Преобразуют постоянный ток в переменный, необходимый для питания бытовой техники.
  5. Кабель, дополнительные приспособления и элементы.

Комплектация оборудования производится либо самостоятельно, либо сразу приобретается готовый комплект, который нуждается лишь в установке.

От каких параметров зависит цена комплекта солнечных батарей для дома

Примерный порядок цен на оборудование

Название Количество Цена
1 Фотоэлектрическая панель 1 1200-40000 руб.
2 Контроллер заряда 1 5000-42000 руб.
3 Аккумулятор 1 15000-42000 руб.
4 Автомат защиты (устанавливается между аккумулятором и контроллером) 1 5000-10000 руб.
5 Инвертор 1 3000-300000 руб.

 

Как можно увидеть из таблицы, солнечные электростанции для дома могут иметь разную мощность, что влияет на стоимость комплекта. Дороговизна основной недостаток данной технологии, с которым пытаются бороться производители, разрабатывая новые технологии производства или используя иные принципы преобразования энергии.

Особенности установки солнечных батарей

Как установить солнечные батареи для дома? Они должны быть расположены рабочей стороной к солнцу под определенным углом. Для размещения обычно используются скаты крыш или площадки на поверхности земли, которые не затеняются в течение всего дня.

Наиболее высокая производительность системы достигается при падении солнечных лучей на поверхность панелей под углом 90°. Поэтому ориентирование панелей всегда производится в южном направлении. Для большей эффективности работы используются специальные поворотные системы — трекеры, механические устройства, поворачивающие панели по мере перемещения солнца.

Важно! Панели должны быть установлены таким образом, чтобы не затенять друг друга ни при каких условиях.

Выбирая, как установить солнечные батареи для дома, надо учесть все параметры системы, в чем поможет схема подключения комплекта. Она прилагается к документации оборудования.

Использование солнечной энергии для получения тепла

Преобразованием энергии солнца в тепло занимаются солнечные коллекторы. Эти устройства не вырабатывают электроэнергию, производя лишь нагрев теплоносителя для последующего использования в отопительных системах.

Отопление на солнечных батареях – очень удобная система для районов, где нет подключения к сети ЦО и плохо с топливом для печного обогрева. Можно использовать как самостоятельную отопительную систему или в качестве дополнительного источника обогрева, интегрированного в основную систему.

Солнечные коллекторы бывают двух видов:

  • Плоские. Более простые и дешевые устройства, осуществляющие прием солнечной энергии на специальную поглощающую поверхность черного цвета.
  • Вакуумные (трубчатые). Работают на том же принципе, но для изоляции нагретого теплоносителя используется вакуум. Кроме того, под каждой трубкой имеется отражатель, фокусирующий солнечные лучи и усиливающий нагрев теплоносителя. Такая конструкция позволяет снизить потери тепловой энергии и создать более высокую температуру на выходе.
  • Концентрационные. Действуют на принципе фокусирования солнечных лучей на емкости с теплоносителем. Используются, в основном, на промышленных предприятиях, так как для нормальной работы требуется дорогостоящая аппаратура для определения положения солнца и корректировки режима фокусирования.
  • Воздушные. Они нагревают воздух, проходящий сквозь поглотитель солнечной энергии. Используются для обогрева помещений или сушки овощей, фруктов и т.д.

В мире использование солнечных коллекторов – давняя технология, там знают все о солнечных батареях для дома. Для России эта методика пока еще мало знакома. Расчеты показывают, что даже в сложных температурных условиях такие устройства могут быть вполне эффективными.

Цены солнечных коллекторов для отопления дома

Стоимость солнечного коллектора зависит от объема системы (количества теплоносителя), количества коллекторов, общей комплектации системы (наличия насоса, системы электроподогрева и т.д.).

Например, небольшая солнечная батарея для дачи, комплект из коллектора и бака без контроллера, стоит 17500 руб. Та же система, но с контроллером, обойдется в 18600 руб., что ненамного дороже, но позволяет автоматизировать регулирование режима работы. Более производительные и мощные системы намного дороже — от 150000 рублей и выше.

Обратите внимание! Стоимость комплекта зависит и от производителя, оборудование родом из Азии дешевле, но качество работы неустойчиво и не всегда соответствует заявленным параметрам.

Какие производители изготавливают солнечные батареи

Производством солнечных батарей занимаются многие фирмы. Среди лучших мировых производителей широко известны:

  • First Solar (США);
  • Canadian Solar (Канада);
  • Sharp (Япония);
  • Sun Power (США);
  • Kyocera Solar (Япония);
  • RenaSola (Китай);
  • Tianwei New Energy (Китай);
  • Schott Solar (Германия);
  • Kaco new energy(Германия) и многие другие.

Среди российских производителей известны:

  • Телеком-СТВ;
  • ООО «Хевел»;
  • «Солнечный ветер»;
  • «Сатурн».

Следует отметить наличие российского производства, которое, несмотря на неблагоприятные климатические условия, успешно функционирует и продвигает свою продукцию на рынке.

Качество продаж и перспективы развития солнечных технологий

Ситуация с продажами солнечных батарей на рынке достаточно стабильна. Потребность пользователей в автономном источнике электроэнергии, недоступность других источников,

дороговизна топлива и прочие причины заставляют все чаще прибегать к новому, но уже ставшему привычным способу обогрева и питания электроприборов.

Технология распространяется все шире, солнечный аккумулятор уже давно имеется на многих калькуляторах или электронных часах, ни для кого не являясь диковинкой.

В России это направление пока не спешит развиваться, в основном из-за дороговизны оборудования. Практика показывает, что цены на любые технологические новинки неминуемо падают через какое-то время, поэтому следует подождать. Потребность в автономной электроэнергии имеется, с увеличением расстояния от населенных регионов она возрастает, количество потенциальных потребителей очень велико.

Будущее за альтернативными источниками энергии

Потребность в энергии растет пропорционально скорости развития технологий. Если сегодня альтернативные источники энергии являются экзотикой и применяются только там, где больше никакие способы не годятся, то через некоторое время ситуация изменится коренным образом. Зависимость от ресурсоснабжающих компаний – не самая радужная перспектива, вынуждающая искать другие, более независимые варианты обеспечения жилья энергией и теплом.

Как только появится более дешевое и производительное оборудование, использование солнечных батарей станет распространяться повсеместно. Толчком к этому послужит перенаселенность центральных районов, нехватка жилья и работы, необходимость расселения в более отдаленные регионы. Если к тому времени параметры оборудования станут вполне стабильными, а цены упадут до доступных размеров, то спрос на солнечные батареи станет весьма высоким.

Полезное видео: цены на солнечные панели, выгода

Солнечные батареи дают возможность автономного обеспечения жилья энергией, как тепловой, так и электрической. Привлекательность такого метода нивелируется высокой стоимостью оборудования и малой производительностью системы. Возможности солнечной энергетики еще не раскрыты в полной мере и подлежат развитию и совершенствованию

Помогла статья?
Звёзд: 2Звёзд: 1
0
Загрузка...
Добавить комментарий

Adblock detector