Слънчеви панели за дома: схеми за приложение и връзка

Съдържанието на статията

• Характеристики на слънчевата енергия в средните ширини
• Икономическа осъществимост
• Основните видове соларни панели
• Слънчево енергийно комплексно оборудване
• Заявление за домакинство

Алтернативната енергия става все по-достъпна. Тази статия ще ви даде пълно разбиране на локалната слънчева енергия, видовете слънчеви клетки и панели, принципите за изграждане на слънчеви ферми и икономическата осъществимост..

Характеристики на слънчевата енергия в средните ширини

Алтернативната енергия е много привлекателна за жителите на средните ширини. Дори в северните ширини средната годишна дневна доза радиация е 2,3–2,6 kWh / m². Колкото по-близо е на юг, толкова по-висок е този показател. В Якутск например интензитетът на слънчевата радиация е 2,96, а в Хабаровск – 3,69 кВтч / м². Показателите през декември варират от 7% до 20% от средната годишна стойност, а през юни и юли се удвояват.

Ето пример за изчисляване на ефективността на слънчевите панели за Архангелск, регион с един от най-ниските показатели за интензивност на слънчевата радиация:

Където:

• Q е средногодишното количество слънчева радиация в региона (2,29 kWh / m)²);
• ДА СЕ_от – коефициент на отклонение на повърхността на колектора от южна посока (средна стойност: 1,05);
• P_ном – номиналната мощност на слънчевия панел;
• ДА СЕ_пот – коефициент на загуба в електрически инсталации (0,85–0,98);
• Q_{интернет доставчик} – интензивността на излъчване, при която панелът е тестван (обикновено 1000 kWh / m2²).

Последните три параметъра са посочени в паспорта на панелите. По този начин, ако панелите KVAZAR с номинална мощност от 0,245 kW работят в условията на Архангелск, а загубите в електрическата инсталация не надвишават 7%, тогава един блок фотоволтаични клетки ще осигури генериране на около 550 Wh. Съответно за обект с номинална консумация 10 кВтч ще са необходими около 20 панела..

Икономическа осъществимост

Периодите на изплащане на слънчевите панели са лесни за изчисляване. Умножете дневното количество енергия, произведено на ден, с броя на дните в годината и от експлоатационния живот на панелите, без да се намалява – 30 години. Електрическата инсталация, разгледана по-горе, може да генерира средно от 52 до 100 кВтч на ден, в зависимост от продължителността на дневната светлина. Средната стойност е около 64 кВтч. Така за 30 години електроцентралата на теория трябва да генерира 700 хиляди кВтч. С курс на една част от 3,87 рубли. а цената на един панел е около 15 000 рубли, разходите ще се изплатят след 4–5 години. Но реалността е по-прозаична.

Факт е, че декемврийските стойности на слънчевата радиация са по-малко от средногодишните с около порядък. Следователно, за напълно автономна работа на електроцентралата през зимата са необходими 7-8 пъти повече панели, отколкото през лятото. Това значително увеличава инвестициите, но намалява периода на изплащане. Перспективата за въвеждане на „зелена тарифа“ изглежда доста обнадеждаваща, но дори и днес е възможно да се сключи споразумение за доставка на електроенергия в мрежата на цена на едро, която е три пъти по-ниска от тарифата на дребно. И дори това е достатъчно, за да изгодно да продадете 7-8 пъти повече от излишъка на произведена електроенергия през лятото.

Основните видове соларни панели

Има два основни типа слънчеви панели.

Твърдите силициеви слънчеви клетки се считат за клетки от първо поколение и са най-разпространените: около 3/4 от пазара. Има два вида от тях:

• монокристалните (черни) имат висока ефективност (0,2-0,24) и ниска цена;
• поликристалният (тъмносин) е по-евтин за производство, но по-малко ефективен (0,12-0,18), въпреки че тяхната ефективност намалява по-малко при дифузна светлина.

Меките фотоклетки се наричат ​​филмови клетки и се получават или от силиконово пръскане, или от многослоен състав. Силиконовите клетки са по-евтини за производство, но ефективността им е 2–3 пъти по-ниска от кристалните. Въпреки това, в дифузна светлина (здрач, затъмнен) те са по-ефективни от кристала.

Някои видове композитни филми имат ефективност от около 0,2 и струват много повече от твърдите елементи. Използването им в слънчеви централи е много съмнително: филмовите панели са по-податливи на разграждане във времето. Основната им област на приложение са мобилните електроцентрали с ниска консумация на енергия.

Хибридните панели включват, освен фотоклетката, колектор – система от капилярни тръби за нагряване на вода. Предимството им е не само в спестяването на пространство и възможността за подаване на топла вода. Поради водното охлаждане, слънчевите клетки губят по-малко производителност при нагряване.

Таблица. Преглед на производителите

Модел	SSI Solar LS-235	SOLBAT MCK-150	Канадска соларна CS5A-210M	Chinaland CHN300-72P
Страна	Швейцария	Русия	Канада	Китай
Тип	Поликристалната	Монокристална	Монокристална	Поликристалната
Мощност при 1000 kWh / m2, W	235	150	210	300
Брой елементи	60	72	72	72
Напрежение: без товар / под товар, V	36.9 / 29.8	18/12	45,5 / 37,9	36.7 / 43.6
Ток: при натоварване / късо съединение, A	7.88 / 8.4	8.33 / 8.58	5,54 / 5,92	8,17 / 8,71
Тегло, кг	деветнадесет	12	15.3	24
Размери, мм	1650x1010x42	667x1467x38	1595x801x40	1950x990x45
Цена, търкайте.	13900	10000	14500	18150

Слънчево енергийно комплексно оборудване

По време на работа батериите генерират постоянен ток до 40 V. За да го използвате за битови нужди, са необходими редица трансформации. Следното оборудване е отговорно за това:

1. Батерия. Позволява ви да използвате генерираната енергия през нощта и в часове с ниска интензивност. Използват се хелиеви батерии с номинално напрежение 12, 24 или 48 V.
2. Контролерите за заряд поддържат оптимален живот на батерията и предават необходимата мощност на потребителите. Необходимото оборудване е избрано за параметрите на батерии и акумулатори.
3. Инверторът на напрежение преобразува постоянен ток в променлив ток и има редица допълнителни функции. Първо, инверторът задава приоритета на източника на напрежение и ако има липса на мощност, той „смесва“ захранването от друг. Хибридните инвертори също позволяват излишъкът от генерирана енергия да бъде прехвърлен към градската мрежа.

1 – слънчеви панели 12 V; 2 – слънчеви панели 24 V; 3 – контролер на заряда; 4 – батерия 12 V; 5 – осветление 12 V; 6 – инвертор; 7 – автоматизация на „умен дом“; 8 – блок на батерията 24 V; 9 – авариен генератор; 10 – основни консуматори на 220 V

Заявление за домакинство

Слънчевите панели могат да се използват за абсолютно всякакви цели: от компенсиране на получената енергия и доставка на отделни линии до пълна автономия на електроенергийната система, включително отопление и захранване с топла вода. В последния случай важна роля играе широкомащабното приложение на енергоспестяващи технологии – рекуператори и термопомпи..

При смесена употреба слънчевата енергия използва инвертори. В този случай мощността може да бъде насочена или към работата на отделни линии или системи, или частично да компенсира използването на градска електроенергия. Класически пример за ефективна система за захранване е термопомпа, захранвана от малка слънчева електроцентрала с батерия.

1 – градска мрежа 220 V; 2 – слънчеви панели 12 V; 3 – 12V осветление; 4 – инвертор; 5 – контролер на заряда; 6 – основни консуматори на 220 V; 7 – батерия

Традиционно панелите се монтират на покривите на сградите, а в някои архитектурни решения напълно заместват покривното покритие. В този случай панелите трябва да са ориентирани към южната страна по такъв начин, че честотата на лъчите върху равнината да е перпендикулярна.