Как обеспечить автономное отопление дома с помощью солнца. Сонячні батареї для будинку


Сколько нужно солнечных батарей для дома или другого объекта?

Принципы, по которым работает система

Сегодня, как источник электроэнергии, солнечные батареи уже трудно отнести к числу самых передовых технологий. Впервые они были применены более 40 лет назад для энергообеспечения космических станций, а в настоящее время они прочно вписались в быт загородного дома, в роли источника бесплатной и экологически чистой энергии, исходящей от солнца в том количестве, сколько нужно.

Типовая электрическая схема автономного энергоснабжения на основе солнечных батарей, модулей, панелей.

Солнце постоянно посылало и продолжает посылать на нашу землю миллиарды киловатт энергии, и данный источник еще много миллионов лет не иссякнет. Казалось бы, для чего строить тепловые, атомные и гидроэлектростанции? Ведь можно брать и пользоваться солнечной энергией сколько нужно. Но система, о которой идет речь, пока используется весьма ограниченно. Так в чем же заключается причина?

Принцип работы солнечной батареи представляет из себя фотоэлектрическую генерацию постоянного тока, которая преобразует лучистую энергию в электрическую.

Иными словами, такая система применяет свойство полупроводников на базе кристаллов кремния.

Кванты света попадают на пластину полупроводника и с внешней орбиты атома этого химического элемента выбивают электрон, что способствует созданию достаточного количества свободных электронов, для того чтобы образовался электрический ток.

Схема работы солнечных батарей.

Однако, чтобы мощности и напряжения такого источника хватило для использования в хозяйстве загородного дома или какого-либо другого объекта, одного-двух кремниевых элементов будет недостаточно. Для этого их собирают в целые панели и соединяют последовательно или параллельно. При этом площадь данных панелей может составлять он нескольких сантиметров в квадрате до нескольких метров в квадрате. Увеличивая количество панелей, можно достигнуть большей мощности, производимой данными элементами.

Производительность солнечных батарей зависит как от площади, так и от интенсивности солнечного света и угла падения солнечных лучей. Соответственно, их производительность зависит от географической широты и от местности, где расположен частный дом, от времени года и погоды, от времени суток. Помимо этого, чтобы система работала и подавала энергию в сеть, необходимо установить некоторые дополнительные электроприборы, в частности:

  • инвертор, который будет преобразовывать постоянный ток в переменный;
  • аккумуляторную батарею, которая будет накапливать энергию и сглаживать перепад напряжения вследствие изменения освещенности;
  • контроллер заряда аккумулятора, не позволяющий ему разрядиться раньше времени или перезарядиться.

Это все в комплексе имеет название «автономная система энергоснабжения на основе солнечных батарей».

Вернуться к оглавлению

Технические характеристики солнечной батареи

Как и любое другое техническое устройство, солнечные батареи имеют свои технические и эксплуатационные характеристики, отличающиеся для различных моделей и производителей, но с довольно небольшим расхождением.

Панель с площадью примерно 0,2 квадратных метра будет иметь мощность модуля примерно 10 Вт и напряжение около 25 В при максимальной нагрузке. Ток короткого замыкания в данном случае составляет приблизительно 500 мкА. Такой модуль будет весить около 2 кг. Типичный КПД такого элемента составляет 14-18%. Срок службы данной пластины — не меньше 25 лет.

Вернуться к оглавлению

Эффективность и преимущества солнечных батарей

Схема подключения солнечных батарей.

Несмотря на низкий КПД, солнечные батареи считаются наиболее эффективным источником электроэнергии среди автономных и альтернативных источников питания. Но вследствие достаточно высокой стоимости и зависимости от условий погоды, в большинстве случаев они позиционируются не в виде основного, а в виде дополнительного источника питания для загородного дома. Это вызвано двумя причинами: их довольно высокой стоимостью и сравнительно невысоким выходом электроэнергии с одной единицы площади.

Ясным солнечным днем с 1 квадратного метра элемента можно получить 120 Вт мощности. Такого количества энергии не хватит даже для того, чтобы обеспечить работу компьютера. Для этого с целью получения более высокой мощности солнечные панели объединяются в целые мини-электростанции. Одна солнечная батарея площадью 10 квадратных метров способна дать уже больше 1 кВт энергии, а это в силе обеспечить нормальную работу нескольких лампочек, телевизора и компьютера.

Для загородного дома, в котором проживают 3-4 человека, в светлое время года и светлое время дня, может оказаться достаточно 20 квадратных метров площади солнечных батарей (это примерная ежемесячная потребляемая мощность — 200-300 кВт).

Как правило, участка крыши, ориентированного на юг, для установки данной площади солнечной батареи будет достаточно. В случае если площадь крыши, которая ориентирована на юг, составляет 40 квадратных метров, то это при 18-20 солнечных днях может выдавать до 500 кВт ежемесячно.

В зимнее время солнечная батарея будет неэффективна. В то же время нельзя не отметить и очевидные достоинства:

Типичная схема элементов солнечной батареи.

  • длительный срок службы;
  • независимость от технических неполадок организации, поставляющей энергию;
  • крайне невысокая вероятность выхода из строя солнечной батареи;
  • отсутствие необходимости в постоянном техническом обслуживании;
  • бесплатность энергии (после того как в данную систему вложены немалые средства).

Как у источника энергии, недостатки у солнечных батарей тоже имеются, но их не так уж и много, однако они весьма конкретны и убедительны:

  • высокая стоимость и длительный срок окупаемости;
  • зависимость от погодных условий;
  • низкий КПД в сравнении с традиционными источниками электроэнергии;
  • невозможность применения для приборов, которые потребляют большую мощность.

Для того чтобы пользоваться дармовой солнечной энергией, потребуется инвестировать в солнечную электростанцию сразу очень значительную сумму. Это всегда труднее, чем платить регулярно, но небольшие суммы.

Монтаж солнечных батарей.

Поэтому наличие на крыше частного дома солнечной батареи в большинстве случаев свидетельствует не только о приверженности владельцев к экологичным технологиям и техническому прогрессу, но и о наличии у них избыточных сумм денег на банковском счете. Именно в связи с этим в странах Европы солнечные батареи можно встретить гораздо чаще, поскольку там намного выше покупательная способность, нежели в других странах.

Помимо этого, использование солнечных батарей требует выбирать в доме подходящее помещение, для того чтобы установить аккумуляторы, оборудовать схему синхронизации напряжения с тем, что подается от местной подстанции.

Вернуться к оглавлению

Когда солнечные батареи наиболее актуальны?

Подключение солнечной батареи к аккумуляторам.

Одним из случаев, когда себя оправдывают солнечные батареи, является ситуация, когда в частном доме или на другом объекте лимитировано энергопотребление ввиду недостатка мощности. Местная подстанция не способна изменить лимит потребления, а если и может, то это будет стоить дороже, чем солнечные батареи. Оправдано использование солнечных батарей в тех случаях, когда дома удалены от трансформаторной подстанции настолько, что протянуть к ним кабель или провода окажется по стоимости соизмеримо с самостоятельным источником электроэнергии.

Имеет смысл использовать солнечную электростанцию и в тех случаях, когда надо обеспечить бесперебойное питание какой-нибудь системы, например, компьютерной сети или охранной сигнализации. Естественно, окупаемость и рентабельность систем на основе солнечных батарей тем выше, чем больше в году ясных солнечных дней в данной местности. К примеру, в Крыму, в южных районах, на курортах и высокогорных плато, где большую часть дня небо свободно от облаков.

Большинство задается вопросом: где приобрести солнечные батареи и сколько это будет стоить? Само собой, в специализированных магазинах, торгующих качественными изделиями. Это могут быть как китайские устройства, так и немецкие панели высокого качества и изделия производителей других стран.

Подобные устройства есть и у отечественных производителей. Все упирается в потребности каждого домовладельца, стоимость и мощность панелей. Деньги в данном вопросе экономить не рекомендуется, лучше приобретать самые качественные и передовые солнечные панели, которые окупятся со временем.

Схема подключения солнечных батарей.

Покупая устройства для производства электроэнергии из солнечных лучей, владелец частного дома обретает независимость от централизованного поставщика энергии с постоянно растущими расценками за киловатт электричества и получает столько электроэнергии, сколько ему нужно. Если требуется сделать крышу на солнечных батареях, то лучшим вариантом будет обратиться в проверенную надежную компанию. Тут помогут не только с выбором устройства по доступным ценам, но и полностью установить все оборудование.

Не нужно бояться, что в некоторых местностях мало солнечных дней. Панели эффективно функционируют и в пасмурную погоду, а технологии солнечной энергии развиваются и совершенствуются постоянно.

Солнечные панели можно установить как на крыше, так и в другом доступном месте. Рекомендуется устанавливать их на южной стороне кровли дома, так как при ясном солнце эффективность работы панелей значительно возрастает.

Установка солнечных батарей удобна и несложна. Главное — грамотно установить их в нужном месте. При этом не потребуется переделывать крышу дома. Единственное, что потребуется сделать, — это укрепить конструкции при недостаточно прочной кровельной системе. Наклон солнечных панелей необходим не только для их быстрой очистки от снега.

1poteply.ru

Як вибирати сонячні батареї для дому

Сонячні батареї для дому, особливо в умовах постійних перебоїв з електрикою, – найкраще рішення проблеми енергопостачання. Але перш, ніж купувати це не найдешевше обладнання, потрібно зрозуміти, які саме панелі краще брати, від чого залежить їх вартість, і як вона співвідноситься з ефективністю їх роботи.

При виборі сонячної батареї важливо звернути увагу на такі параметри:

  • потужність;
  • габарити;
  • матеріал виготовлення;
  • напруга і струм;
  • діапазон робочих температур;
  • гарантійний період експлуатації.

Всі ці фактори, природно, впливають на вартість панелей, але при цьому ціна не повинна бути основним критерієм при виборі.

Зміст статті (Содержание)

Фірма-виробник і якість

Вартість сонячних батарей варіюється в досить широких межах і залежить не тільки від потужності, габаритів і робочого ресурсу. Величезне значення має фірма-виробник та особливості її виробничого процесу. Справа в тому, що лише кілька виробників з світовим ім’ям виготовляють геліопанелі з компонентів власного виробництва. Їх структура повністю вертикально інтегрована, якість виробів контролюється на кожному етапі і відповідає всім стандартам. Такі фірми працюють на ринку не менше 5 років (зазвичай близько 10 років). Купити такої якості сонячні батареї для дому можливо тут http://elektrovoz.lviv.ua/products/category/1859072 в інтернет-магазині електротоварів «Електровоз».

Переважна ж більшість фірм займається лише складанням панелей, які закуповуються на стороні складовими частинами. Вартість їх звичайно нижче, але якість часто сумнівна. Перш, ніж вибрати панелі таких компаній, потрібно ретельно вивчити репутацію фірми, відгуки споживачів і наявні сертифікати на продукцію.

Ціна

Вигоду від встановлення сонячних батарей дуже часто оцінюють не за загальною вартістю обладнання, а з вартості одного вата виробленої енергії. Звичайно, цей параметр досить сильно варіюється, але в цілому для панелей з аморфного кремнію він становить 0,9-1,1$/Вт, для мікроморфного кремнію (нове покоління технологій виробництва аморфного кремнію) – 1-1,2$/Вт. Для кристалічних батарей вартість вата становить приблизно 1,3-1,5$ у моделей з моноячейками та 1,1-1,3$ для полікристалічних варіантів.

Місце встановлення

Важливо заздалегідь продумати, де і як будуть розміщені сонячні батареї. Так, якщо місце установки має обмежені розміри (наприклад, дах будинку), то краще підібрати моделі з монокристалічними фотоячейками. При рівній потужності вони будуть мати менші розміри, ніж панелі з полікристалів або гнучкі варіанти.

Якщо ж встановлювати батареї можна окремо (припустимо, на окремих стійках), то можна віддати перевагу полікристалічним панелям. Вони трохи дешевше монопанелей. Відмінний варіант – тонкоплівкові батареї, вони мають більшу площу, ніж кристалічні, але набагато ефективніше працюють в умовах похмурого, розсіяного освітлення.

Напруга

Тут все залежить від того, для яких цілей купуються сонячні батареї. Так, для зарядки дрібної техніки краще вибрати моделі з невеликою (не більше 9 В) напругою на виході. У комплекті до них краще відразу придбати акумулятор для зарядки техніки ввечері або в похмуру погоду. Для ноутбуків і середньої по енергоємності техніки підійдуть моделі з 12-19 В. А ось для домашніх енергосистем потрібні батареї 24 В (або більше) на виході.

Енергосистема на сонячних панелях

Потужність

Необхідна потужність панелей залежить від кількості необхідної добової електроенергії і розраховується заздалегідь. Щоб визначити її, потрібно потужність кожного енергоносія, який буде працювати від геліопанелей, помножити на добовий час роботи (у годинах) і скласти отримані результати. У підсумку вийде добова норма споживання. Масив сонячних батарей повинен перекривати по потужності це значення.

Термін використання

В цілому робочий ресурс сонячних батарей розрахований на 20-25 років. Однак з плином часу їх виготовлення починає поступово знижуватися через природне старіння елементів батарей. В результаті падіння потужності може досягти 20% за 20 років використання. Кожен виробник встановлює для своєї продукції певний термін, протягом якого він гарантує повне збереження продуктивності (або падіння не більш ніж на 5%). При покупці треба звертати увагу саме на нього.

Додаткові параметри

Також при виборі сонячних панелей (неважливо, для дачі, дому або для інших потреб) треба враховувати такі фактори, як температурний коефіцієнт і допустиме відхилення потужності. Коефіцієнт показує, який вплив справляє на продуктивність панелі пониження/підвищення температури. В ідеалі зміни температур взагалі не повинні впливати на вироблення електроенергії, тому, чим нижче цей коефіцієнт на градус, тим краще.

Відхилення за потужністю вказується виробником і показує, як може фактично бути змінені вироблювана потужність. Приміром, якщо паспортна потужність становить 100 Вт, а відхилення — ±5%, це означає, що в дійсності панель буде видавати 95-105 Вт. При розрахунках енергоспоживання краще враховувати мінімальне значення цього діапазону, а не середнє.

buduemdim.com.ua

Солнечная батарея нового поколения на дачу для частного дома: отзывы, фото

Благодаря активному развитию технологий появляется все больше возможностей экономичного и безопасного способа отопления загородных домов. Солнечная батарея нового поколения – это возможность получения энергии от природных явлений, к тому же энергия солнца неиссякаемая.

Чем хороши?

Первые солнечные батареи появились давно. Сегодня эти системы модернизированы и усовершенствованы, поэтому есть возможность выбрать новые способы отопления. Солнечные батареи для частного дома имеют целый ряд преимуществ по сравнению с привычными способами обогрева помещений:

  1. Ваше жилье будет обеспечено теплом ровно настолько, насколько вам это нужно.
  2. Вы всегда будете держать под контролем баланс температуры в доме на том уровне, который комфортен для вас.
  3. Ваша отопительная система будет полностью автоматической и не зависимой от того, как работают коммунальные службы.
  4. Вы сможете существенно сэкономить на оплате энергии за счет того, что батареи отличаются большим сроком службы.

Конструктивные особенности

Солнечная батарея нового поколения представляет собой фотоэлектрические ячейки, запакованные в общую рамку. Каждая ячейка создана из полупроводниковых материалов, чаще всего из кремния. Лучи попадают на металл, нагревают его, поглощая его же энергию. Под воздействием притока энергии внутри полупроводника высвобождаются электроны. Фотоэлемент дополняется электрическим полем. Его задача – направлять свободные электроны в определенном русле, и именно этот поток способствует образованию электрического тока. Сверху и снизу фотоэлемент можно дополнить металлическими контактами, благодаря чему ток будет направляться по проводам, что обеспечит работу и других устройств.

Как работает?

Солнечная батарея нового поколения в классическом виде имеет следующее устройство:

  • батарея, которая служит генератором постоянного тока;
  • аккумулятор, имеющий устройство, контролирующее заряд;
  • инвертор, задача которого – преобразование постоянного тока в переменный.

Сама батарея – это солнечные элементы (их еще называют фотоэлектрическими преобразователями), благодаря которым солнечная энергия преобразуется в электрическую.

Принцип действия

Солнечные батареи для частного дома – выгодное и простое, хоть и дорогостоящее решение. Специлиасты отмечают, что, несмотря на большие вложенные средства, система оправдает эти затраты уже через год эксплуатации. К тому же использовать ее можно круглый год. Принцип действия солнечной станции сводится к следующему:

  1. Основным источником энергии выступают солнечные лучи. Они попадают на панели – трубчатые радиаторы, которые убраны в короб. Его верхняя часть полностью остекляется и обращается к солнцу. Именно в этих коробах и копится тепловая энергия, которая передается дальше по системе.
  2. Радиаторы можно сварить из стальных труб, причем нужно выбирать изделия разной толщины.
  3. Стенки короба следует сооружать из досок определенной толщины и длины. Для дна используется фанера, оргалит, а усиление выполняется рейками. Важно, чтобы короб был тщательно теплоизолирован. Для этого солнечные батареи на дачу утепляются пенопластом.

Учитываем нюансы

Конечно, солнечные станции – это выгодно, просто, удобно и универсально. Но стоит учитывать несколько особенностей их монтажа:

  • целесообразно ставить солнечные батареи, если в вашем регионе много солнечных дней;
  • установка системы стоит недешево, особенно если нужно снабдить энергией большой дом. Но солнечные батареи для дома отзывы получили хорошие как раз благодаря тому, что, несмотря на дороговизну, система окупается уже за первые годы эксплуатации;
  • чтобы станция работала эффективно, важно, чтобы угол наклона кровли был не меньше сорока пяти градусов. Вокруг батарей не должно быть высоких зданий, деревьев, которые будут образовывать тень, мешая тем самым эффективной работе станции;
  • при монтаже батарей на крышу учитывайте, что элементы системы имеют внушительный вес. А потому тщательно продумайте их расположение на кровле.

Виды и особенности

Солнечные батареи для частного дома могут быть представлены в виде малых или больших фотоэлектрических систем. Малыми считаются панели, аккумуляторы которых имеют напряжение максимум 24 вольт. Согласно отзывам таких систем хватает для получения энергии, количества которой достаточно для обслуживания телевизора или освещения в доме. Особенность больших систем – в возможности обеспечения электрической энергией дома средних размеров.

В стандартной комплектации батарея включает в свой состав солнечный вакуумный коллектор, контроллер (контролирует эффективноссть работы системы), насос, подающий теплоноситель к баку от коллектора, емкость для воды, тепловой насос и электрический ТЭН. При высокой мощности отопительной системы можно не только обеспечить дом горячей водой, но и монтировать теплый пол.

Что учесть?

Солнечные батареи на дачу могут стать альтернативным источником отопления, но для достижения этой цели важно правильно монтировать ее. А для этого, во-первых, нужно исходить из количества проживающих в помещении, во-вторых, из площади жилья, в-третьих, из количества расходуемой энергии. Для отопления солнечными станциями загородного дома важно, чтобы его крыша имела угол ската не меньше тридцати градусов, а сама станция должна располагаться на самой солнечной стороне.

В чем преимущества батарей нового поколения?

Использование энергии солнечных лучей исследуется уже не первым поколением ученых. Как следствие, была разработана современная солнечная батарея нового поколения. Ее уникальность в том, что она будет обеспечивать дом энергией даже при закрытом тучами небе. Для создания батарей использованы нанотехнологии на основе спектра волновых частот. Как следствие, подобные солнечные станции будут более экономичными, к тому же сама батарея представляет собой пленку, которую можно наклеить на любые предметы обихода. Как говорят отзывы, нужно устанавливать подобные станции на открытых местах с захватом больших площадей, что позволит вырабатывать большой объем солнечной энергии.

Еще более совершенной системой стали солнечные батареи нового поколения для дома, в основе которых - свинцовый перовскит заменен оловом. По словам разработчиков, такое технологичное решение приводит к тому, что коэффициент полезного действия батарей намного больше, чем при использовании свинца. Кроме повышения эффективности можно еще и снизить затраты на изготовление новых станций.

Tesla: что особенного?

Если почитать отзывы тех, кто рискнул и установил солнечные системы на своем загородном участке, то можно сделать следующий вывод. Грамотно подойдя к процессу монтажа и выбору конструктивных элементов, можно вполне создать современную и безопасную систему, которая обеспечит минимальным количеством энергии не самый большой дачный дом. К тому же технологии не стоят на месте, и есть возможность оценить современные солнечные батареи нового поколения Tesla. Американская компания Tesla представила инновационную разработку. Солнечные электрические батареи способны снабдить электричеством частные дома.

Как отмечают разработчики, новые системы Powerwall хороши тем, что они будут аккумулировать энергию, поэтому их можно использовать даже в бессолнечные дни. В перспективее Соединенные Штаты Америки планируют полностью перейти на новые источники энергии нового поколения. Продажи аккумуляторов Powerwall уже начались!

Можно ли сделать самостоятельно?

Солнечные батареи для дома отзывы получили хорошие еще и благодаря тому, что их можно собрать в том числе и своими руками. Для этого нужно приготовить конструктивные элементы будущей станции:

  • накопительный бак и аванкамера, которые будут располагаться на чердаке дома;
  • уровень воды в камере должен быть выше уровня воды в баке как минимум на метр;
  • солнечные коллекторы располагаются на южной стороне дома, на крыше, с соблюдением угла наклона в тридцать пять-сорок пять градусов;
  • элементы системы конструкции соединяются двумя видами труб – дюймовыми и полудюймовыми;
  • все соединения труб должны быть максимальными герметичными и теплоизолированными;
  • солнечные системы отопления заполняются водой.

А как быть зимой?

Многие говорят о том, что можно использовать только летом солнечные батареи нового поколения. Фото показывают, что в зависимости от объемов площадей системы могут быть самыми разными по размеру. Что касается эксплуатации станций в зимнее время, то разработчики отмечают: основной источник их работы – это солнечный свет, а электромагнитное излучение будет достигать Земли в любое время года. Просто когда пасмурно, вырабатывается несколько меньше энергии. Солнечные панели будут эффективно работать даже при попадании на них снега. Но стоит понимать, что зимой эффективность систем все-таки ниже по сравнению с летней солнечной погодой.

fb.ru

Солнечные батареи для отопления дома

Обеспечение эффективного отопления частного дома – тема несмолкающих дискуссий. Причем ее актуальность растет день ото дня. Сложившееся устойчивое мнение о том, что газ – это дешево и удобно, оспаривается многими оппонентами. Предвкушение недалекого будущего, когда цена тепла в домах, уже подключенных к системе газоснабжения, станет заоблачной, вынуждает жильцов коттеджей и домов задумываться об энергетической альтернативе.

В этих условиях многие вновь вспоминают о сомнительной экологичности газовых печей. А если к проблемам, которые нуждаются в решении, добавить еще и потребность в строительстве трубопроводов, скепсис становится критическим.

Среди вопросов, будоражащих умы, – взаимоотношения с энергопоставщиками, непрозрачность процедуры подключения, заоблачная стоимость оборудования, неустойчивая цена энергии, ее доставки.

Вероятно, по этой причине технологические новинки сегодня вызывают живой интерес. Специалисты, обсуждая альтернативные источники получения тепла, все чаще вспоминают о солнце. С одной стороны, его энергия может обеспечить жилищу автономность, а с другой – производители с каждым днем предлагают новые надежные и эффективные приборы, преобразующие в тепло солнечный свет.

Типы солнечных батарей для отопления дома и дачи

Все многообразие генераторов разделяют по виду получаемой энергии на две крупных группы:

  • электрические,
  • нагревательные.

Первая группа объединяет все устройства, которые преобразуют солнечные лучи в устойчивый электрический сигнал. Это батареи – полупроводниковые модули, собранные из кварцевых элементов. Они нашли широкое применение в высокотехнологичных промышленных отраслях. Для бытовых нужд применяются относительно недавно, однако их популярность неуклонно растет. Используются в основном как источник, дающий свет и питающий электроприборы.

Для получения тепла в наших широтах применяются в качестве вспомогательного оборудования, позволяющего компенсировать владельцу часть его затрат.

Гелиоколлекторы – накопители солнечного тепла – в качестве нагревательных систем индивидуальных жилищ встречаются значительно чаще. Это объясняется их более высокой продуктивностью по сравнению с солнечными электростанциями. Процесс прямой теплогенерации, протекающий с минимальными потерями, позволяет использовать нагреватели в автономном режиме без дополнительной энергетической подпитки.

Технические особенности, характеристики

Электрические батареи

Принцип действия электрических преобразователей света основан на явлении фотоэффекта – отличительном свойстве всех полупроводниковых кристаллов. Идея фотонной электрогенерации не находила в широком производстве применения из-за малой мощности электрического сигнала, вырабатываемого одним элементом. Современные технологии, позволившие массово выращивать кристаллы, обеспечили крупносерийный выпуск солнечных элементов, объединенных в модули, блоки и станции.

Различают монокристаллические батареи. Это элементы, кристаллические решетки которых имеют четкую однообразную структуру. Их считают наиболее эффективным устройством с максимальным КПД (иногда свыше 16 %). Однако высокий уровень удельных характеристик этих батарей соответствует их высокой стоимости.

Поликристаллические элементы обладают менее однородной решеткой, что снижает количественные характеристики вырабатываемой энергии. Коэффициент соотношения потребленной мощности солнечного света к выработанному электричеству составляет 11 %. Однако конечная стоимость одного ватта мощности, полученной с помощью этих элементов, часто оказывается выше, чем у их монокристаллических собратьев.

Пленочные электрогенераторы из аморфного кремния – наиболее низкопроизводительные приборы. Их коэффициент полезного действия по разным оценкам редко превышает 6–8 %. Однако благодаря высокой технологичности монтажа пленка завоевала признание многих пользователей, что обеспечило ей устойчивую нишу потребления.

Термические батареи

Термические гелиоустановки используют иной эффект – прямой нагрев теплоносителя. Устройство таких батарей отличается максимальной способностью поглощать и сохранять тепло.

В зависимости от используемых физических свойств коллекторы бывают:

  • плоские,
  • вакуумные,
  • концентрирующие.

Плоские нагреватели представляют ряд тонкостенных трубопроводов, помещенных в застекленный корпус с термоизолирующим наполнителем. Особенностью всех элементов является высокая светопоглощающая способность и низкий коэффициент отражения.

Вакуумное устройство – термоблок из капилляров, помещенных в безвоздушную среду. Система заполнена легкоиспаряющейся жидкостью, которая выполняет функцию теплоносителя. Обладает высоким КПД, простотой обслуживания, ремонтопригодностью.

Концентратор представляет собой систему зеркал или линз, фокусирующих луч в точке нагрева. Высокий КПД таких устройств (около 100 %), управляемая фокусировка делают их максимально эффективными для получения тепла в промышленных масштабах. На основании подобных систем возводятся термальные электростанции. В быту применяются редко из-за высокой стоимости.

Цели и оптимальность применения устройств

Фотоэлектрические устройства во многих европейских странах снискали высокую популярность. Их применяют в среднем почти на половине малоэтажных домов. Современные здания без электрических гелиоустановок просто не сдаются в эксплуатацию.

Наиболее распространены поликристаллические блоки. Они обладают достаточно высокой технической эффективностью и относительно доступной ценой. Эти фотоэлементы применяются для энергетической подпитки бытовой техники.

За счет солнечных лучей владельцы энергоустановок экономят до трети электричества, покупаемого в распределяющей компании.

Непосредственно на обогрев полученная энергия направляется редко. В основном солнечные батареи являются частью гибридных энергосистем – гео-, ветрообразующих. В небольших строениях с помощью источника солнечного тепла иногда оборудуют теплые полы – эта технология доказала свою экономичность.

Труднопреодолимой сложностью, ограничивающей применение солнечного электричества для отопления, является недостаток пространства. Чтобы электростанция вырабатывала мощность, достаточную для полной обеспеченности жилища теплом, она ежегодно должна доставлять на каждый квадрат жилища 2 кВт энергии. При этом с 1 кв. метра батарей сегодня можно снять 120 Вт. Таким образом, чтобы разместить мощный генератор, может потребоваться до 100 кв. м поверхности, ориентированной на солнце.

Второй особенностью подобных установок является сезонная и суточная неравномерность получения электричества. К тому же его выработку тяжело сбалансировать со своевременным потреблением. Для сохранения избыточной мощности требуются аккумуляторы.

И еще. Гелиоустановки вырабатывают постоянный ток. Для преобразования его в переменный, обладающий заданной частотой, нужен инвертор.

Другое дело коллекторы солнечной тепловой энергии. Эти устройства, передающие солнечное тепло, лучше всего приспособлены для устройства горячего водоснабжения и обогрева здания. Накопленная жидкостью энергия доставляется к тепловым приборам с помощью циркуляционного насоса. Если его подключить к питанию от солнечных батарей, дом будет оборудован полностью независимой энергосистемой.

Плюсы и минусы использования альтернативных источников тепла

Преимущества, которые обеспечивают высокоуровневые технологии:

  • Все способы получения энергии от солнца связаны с сохранением собственного здоровья. Давно доказано, что печь бытовая газовая и печь мартеновская вырабатывают одни и те же химические элементы. Итоговый «горячий стаж» домохозяйки вполне сопоставим со стажем сталевара.
  • Автономность энергообеспечения – синоним свободы.
  • Технологичность обслуживания внутридомовых систем – принципиально новый порядок жизни, связанный с достижениями XXI века.

Недостатки:

  • относительная дороговизна импортного оборудования
  • необходимость изменения привычного уклада жизни.

Наличие дешевого газа и других видов органики, которые можно сжигать, создают ощущение, что необходимость переоборудования всех инженерных систем домов наступит еще не скоро. Однако скоротечность многих процессов, буквально мелькнувших во времени, подсказывает, что стремительность технического прогресса часто превосходит самые смелые ожидания. Сегодняшние традиционные средства связи, способы перемещения в пространстве еще совсем недавно были альтернативными и непонятными большинству населения.

greenologia.ru


.