Виды солнечных батарей. Просто о сложном

27.03.2018

Последнее десятилетие превратило солнечные батареи из дорогостоящей разработки технологий будущего в один из самых популярных источников альтернативной энергии. Их активно используют для энерго- и теплоснабжения жилых домов и небольших производственных цехов, а также для зарядки гаджетов в условиях удаленности от традиционных источников электропитания. Уже сейчас модули устанавливают на автотранспортные средства в качестве дополнительного источника питания.

Доступность оборудования обеспечила возможность электроснабжения частных домов. В связи с этим у многих собственников загородной недвижимости возникает вопрос о том какие виды солнечных батарей существуют и как выбрать вариант, наиболее подходящий к конкретным условиям эксплуатации. Для того чтобы ответ на этот вопрос был понятен, следует поближе познакомиться с технической стороной вопроса.

Что такое солнечные батареи. Основные понятия и принципы

Солнечные батареи состоят из алюминиевой рамки со вставленными в нее элементами (ячейками) с полупроводниковыми фотоэлементами, в которых происходит переработка световой энергии в электрическую. Под воздействием света свободные электроны в каждой ячейке начинают активно двигаться, в результате чего образуется ток, передаваемый по проводам к нагрузке. Элементы соединены между собой проводниками, для герметичности покрыты ламинированной пленкой с обеих сторон. Конструкция заключена в соединительную коробку и защищена специальной пленкой и закаленным стеклом с антибликом.

В зависимости от вида солнечной батареи, изменяется количество кристаллов, так монокристаллическая пластина состоит только из одного полупроводника, роль которого играет кремниевый кристалл, а поликристаллическая включает в себя множество кристаллов.

Для полноценного функционирования фотопанелей необходимо создание системы, состав которой зависит от того в каком режиме будет работать оборудование: как основной или дополнительный источник питания.

Автономная система предполагает наличие:

  • одной или нескольких панелей, последовательно соединенных между собой;

  • накопительных емкостей, аккумулирующих энергию;

  • контроллера;

  • инвертора.

В системе, обеспечивающей основное электроснабжение, накопители не используются, так как электричество направляется непосредственно в сеть. Исключение составляют случаи, когда необходимо обеспечить поступление альтернативной энергии в темное время суток.

Два типа панелей

В мире выпускаются несколько видов солнечных модулей, производимых на основе кремния, теллурида кадмия, различных соединений меди, индия, галлия и селена. Российская промышленность выпускает кремниевые панели:

  • монокристаллические — более мощные и более дорогие модели с эффективностью от 22 до 38%;

  • поликристаллические — производится из обрезков и стоит примерно на 10% дешевле, устойчивы к высоким температурам, снижение мощности в процессе эксплуатации происходит медленнее чем у предыдущего вида солнечных батарей.

Большую роль играет и подвижность конструкций, обеспечивающих максимальную продолжительность воздействия солнечного света на панель. Несмотря на то что, неподвижные системы стоят дешевле, их производительность несколько ниже из-за отсутствия возможности изменения угла падения лучей на поверхность.

Независимо от мощности батарей, их работа в темное время суток прекращается, а потому важную роль в энергообеспечении объектов играет наличие и объем накопителей, аккумулирующих электрическую энергию.

Какие батареи выбрать для частного дома

Одним из наиболее важных вопросов в устройстве альтернативного электроснабжения, является вопрос о том, какому виду солнечных батарей отдать предпочтение. Для принятия правильного решения необходим сравнительный анализ. В таблице приведены сравнительные характеристики изделий.

Наименование панели

Снижение мощности в год

Цена изделий с одинаковой мощностью

Суммарная выдаваемая электроэнергия равных по площади модулей

Монокристаллическая

3,00%

дороже на 10%

выше на 30%

Поликристаллическая

2,00%

дешевле на 10%

ниже на 30%

Процент снижения мощности зависит также от качества изделия, которое определяется следующими категориями:

  • высокое качество (Grade A) утрачивает порядка 5%;

  • среднее (B) — до 30%;

  • низкое — более 30%.

Входное напряжение зависит от качества и количества полупроводниковых элементов. Одна ячейка выдает 0,5 В, т.о. стандартный модуль, состоящий из 36 элементов выдает напряжение в 12 В. Увеличить его можно последовательным соединением модулей, а для увеличения силы тока их соединяют параллельно. 

Важно учитывать также характеристики изделий конкретных производителей и особое внимание уделять результатам тестирования предлагаемого оборудования. Эксплуатационный срок батарей для дома от 10 до 25 лет, за это время они полностью окупают свою стоимость.

Составляющими выбора являются также: наличие защитных диодов, качество и количество ячеек, полнота комплектации.


Возврат к списку