МенюРубрики

Сонячна батарея

Сонце — це джерело невичерпної енергії, завдяки якій утворилася й існує життя на нашій планеті.
Людина завжди намагався максимально використовувати одержуване тепло, що випромінюється сонцем, а з розвитком науки і спеціальних технологій, навчився з максимальною користю, використовувати й сонячні промені. Одним з таких способів, стало отримання електричної енергії, шляхом перетворення сонячного світла.

Що таке сонячна батарея?

Сонячна батарея (панель) – это устройство, в котором под воздействием солнечных лучей, вырабатывается электрический ток. Техническим языком – солнечная панель является объединением определенного количества фотоэлементов, являющимися полупроводниковыми устройствами.

Види сонячних батарей

В даний час, завдяки розвитку технологій і постійно зростаючого інтересу до поновлюваних джерел енергії, промисловістю випускається велика кількість різноманітних видів сонячних панелей, які розрізняються по конструкції, використовуваних матеріалів, технічними характеристиками та ціною.

Основні види сонячних батарей:

  • Виготовлені на основі кремнію.

Даний вид підрозділяється на:

  1. Полікристалічні панелі;
  2. Монокристалічні панелі;
  3. Аморфні панелі.
  • Виготовлені на основі плівкових матеріалів.

Даний вид підрозділяється на:

  1. Виготовлені на основі телуриду кадмію;
  2. Виготовлені на основі селеніду міді-індія;
  3. Полімерні панелі;
  4. Аморфні панелі.

Основу сонячних батарей, виготовлених на основі кремнію, становить, як видно з назви – кремній, який є поширеним матеріалом, що не вимагає значних витрат при видобутку і володіє хорошими фізичними властивостями.

Монокристалічні батареї.

Для виготовлення батарей даного виду використовується очищений кремній, без присутності домішок. Візуально, монокристалічні панелі виглядають як соти, які об'єднані між собою в єдину конструкцію. При виготовленні окремих сот, використовують монокристали, після затвердіння яких, їх поділяють на тонкі пластини (до 300 мкм), які надалі з'єднуються електродної сіткою. Даний вид є дорогим варіантом сонячних батарей, але завдяки високому ККД (до 20%), тим не менш користується попитом у споживачів.

Полікристалічні батареї.

При виготовленні батарей даного виду, для отримання полікристалів, кремнієвий складу, після його підготовки, охолоджується. Процес охолодження відбувається тривалий час. При виробництві даного виду панелей, витрачається менша, ніж при виготовленні монокристалічних пристроїв, кількість енергії, що відбивається на вартості даного виду. Полікристалічні панелі коштують дешевше, але володіють меншим ККД – до 18%.

Аморфні батареї.

Цей вид панелей можна віднести як до кремниевому типу, так і до плівковому, тому як обидва способи виготовлення, присутні у даного виду пристроїв.
Основу даних батарей виготовляють з кремневодорода (силану), який наноситься на підкладку батареї. Даний вид має ККД значно нижче, ніж у розглянутих вище пристроїв (до 5,0 %), але у зв'язку з тим, що панелі даного виду, володіють кращою здатністю поглинання і здатні виробляти електричний струм навіть при відсутності прямих сонячних променів (похмура погода), то також є затребувані на ринку подібних пристроїв.

Плівкові батареї на основі телуриду кадмію.

В основі даних пристроїв закладена здатність кадмію до високої світлової приймальності. ККД пристроїв даного виду становить 10 %, вартість – нижче ніж у аналогів. З недоліків використання – отруйність кадмію.

Плівкові батареї на основі селеніду міді-індія.

При виготовленні даного виду пристроїв використовують мідь, індій і селен. ККД установок вище, ніж у батарей з телуриду кадмію і становить до 20%.

Полімерні сонячні батареї.

Основу пристроїв (плівку), виготовляють з полифенилена, фурелленов, фталоцианина міді. Товщина плівки складає близько 100 нм. Недолік даного виду — низький ККД (близько 5%). До переваг можна віднести – низька вартість, відсутність вреднхй викидів в атмосферу і доступність комплектуючих, до того ж даний вид володіє еластичністю.

Принцип роботи

Перш ніж описати принцип роботи сонячної батареї, необхідно звернути увагу на кілька основних моментів, це:

  1. Сонячна батарея является устройством, состоящее из определенного количества фотоэлектрических элементов (преобразователей), которые помещены в единый корпус и соединены между собой в определенной последовательности.
  2. Структура фотоелементів складається з двох шарів, які відрізняються за типом електричної провідності, це: «n» і «р» провідності.
  3. Основою для виготовлення фотоелементів є кремній або інший матеріал, що володіє здатністю поглинати світлові промені.
  4. В шарі з «n» провідністю, на основі (кремнію або іншого матеріалу), доданий фосфор, у зв'язку з чим, при їх взаємодії, в шарі утворюється надлишок електронів з негативною полярністю.
  5. В шарі з «р» провідністю, на основі додано бор, в результаті їх взаємодії, в шарі утворюється недолік негативних зарядів, і як наслідок, утворюються «дірки».
  6. Шари розташовуються між електродами з різною полярністю.

Робота сонячної панелі здійснюється наступним чином:

  • На шар, заряджений негативно, потрапляє сонячне світло;
  • Сонячні промені викликають активне утворення додаткових негативних зарядів і «дірок»;
  • У зв'язку з тим, що в «p-n» перехід присутній електричне поле, то під його впливом відбувається поділ позитивно і негативно заряджених частинок;
  • Позитивні частинки направляються у верхній шар;
  • Негативні частинки — в нижній;
  • З'являється різниця потенціалів між шарами, тобто утворюється постійна напруга.

Для будинку

Сонячні батареї, будучи основною складовою сонячних електростанцій, отримують все більш широке поширення серед власників приватних домоволодінь.
Сонячні електростанції, в залежності від їх потужності та географічного розташування, використовують як основне або резервне джерело електричної енергії.
У цьому випадку, при виборі потужності станції, і в якій якості вона буде працювати, не маловажну роль відіграють саме сонячні батареї.

Критеріями вибору сонячних батарей, при використанні для електропостачання будинку, є:

  1. Потужність пристрою.
    Ця величина вимірюється у Вт * год, і визначає здатність батареї до виробництва електричної енергії, при заданих умовах, в одиницю часу (годину роботи);
  2. Габаритні розміри.
    Чим потужніший панель, тим вона більше за розмірами. Цей показник визначає здатність установки (монтажу) пристроїв, на тому чи іншому ділянці території або конструкцій.
  3. ККД пристрою.
    Даний показник залежить від типу батареї, тим самим, при меншому ККД буде потрібно більшу кількість панелей, для створення необхідної потужності, але зросте ціна, і навпаки. Тому в кожному конкретному випадку необхідно прораховувати економічну доцільність того або іншого типу батарей.
  4. Терміни і умови експлуатації.
    Цей параметр закладається виробниками, тому слід уважно ознайомитися з рекомендаціями по установці і обслуговуванню пристроїв.
  5. Вартість пристрою.
    Даний показник складається з усіх вище наведених. До того ж, на вартість впливає бренд виробника і популярність конкретної моделі на момент її придбання.

Як видно з наведених критеріїв вибору, у кожному конкретному випадку вибір того, чи іншого пристрою здійснюється індивідуально.
В даний час, для комплектації сонячних електростанцій, що служать для електропостачання індивідуальних будинків, використовують різні сонячні батареї. У зв'язку з тим, що більшу частину ринку сонячних батарей, що забезпечують виробники з Китаю, то саме на них слід орієнтуватися, при комплектації сонячних станцій.

Популярністю у відвідувачів користується продукція компанії «TOPRAY Solar» (Китай), це:

  • Сонячні батареї TopRaySolar TPS-FLEX, гнучкі, випускаються різної потужності;
  • Сонячні батареї TopRaySolar типу «П», полікристалічні, випускаються різної потужності;
  • Сонячні батареї TopRaySolar типу «М», монокристалічні, випускаються різної потужності.

Також популярністю користуються сонячні батареї компаній:

  1. AXITEC GmbH, Німеччина;
  2. JA Solar Holdings Co., Ltd, Китай;
  3. Telecom-STV, Росія;
  4. «Хевел», Росія.

Вибір, на ринку подібних товарів, досить великий, тому завжди є можливість вибрати необхідний пристрій, в відповідності з критеріями вибору та індивідуальними вподобаннями.

 

Використання на дачі

Дача, це по своїй суті, той же будинок, з тією лише різницею, що на ній, можливо, людина проводить менше часу, і кількість встановлених приладів, що споживають електричну енергію, може бути дещо менше, ніж у житловому будинку.

Використання сонячних електростанцій для електропостачання дачі, є дуже зручним способом вирішення завдання забезпечення електрикою на знову споруджуваних і віддалених від стаціонарних електричний мереж, ділянках.

Критерії вибору сонячних батарей, у разі електропостачання дачі, аналогічні критеріям при виборі пристроїв для дому. Різниця може бути лише в необхідній потужності і способу монтажу пристроїв.

Середні ціни

Вартість сонячних батарей – це один з критеріїв їх вибору.

Роздрібна ціна, для розглянутих вище моделей, що випускаються китайською компанією «TOPRAY Solar», і реалізуються через спеціалізовані організації, становить:

  • Сонячна батарея 60П – 3400,00 рублей;
  • Сонячна батарея 100П – 4980,00 рублей;
  • Сонячна батарея TopRaySolar TPS-FLEX-50W (50,0 Вт) – 6790,00 рублей;
  • Сонячна батарея TopRaySolar TPS-FLEX-80W (80,0 Вт) – 10410,00 рублей;
  • Сонячна батарея TopRaySolar TPS-FLEX-100W (100,0 Вт) – 12440,00 рублей;
  • Сонячна батарея TopRaySolar 100М (100,0 Вт) – 5210,00 рублей;
  • Сонячна батарея TopRaySolar TPS-FLEX-100W (100,0 Вт) – 12440,00 рублей.

Вартість аналогічних за технічними параметрами пристроїв інших виробників, лежить в цьому ж ціновому діапазоні, тому завжди є можливість зробити свій вибір, у відповідності з індивідуальними побажаннями.

Де купити

Сонячна батарея (панель), это довольно дорогостоящее устройство, к тому же, как правило необходимо приобретать несколько панелей, поэтому лучшим местом для приобретения, являются специализированные организации, занимающиеся продажей солнечных электростанций и комплектующих к ним.

У зв'язку з тим, як вже писалося вище, на ринку подібних пристроїв, велика кількість китайських виробів, то можна скористатися покупкою через інтернет. У цьому випадку необхідно використовуючи той же інтернет, вивчити відгуки про виставлений пристрої, а також відгуки про компанії, яка його поставляє.

У російських і європейських компаній, що мають представництва в різних містах нашої країни, можна скористатися їх послугами, попередньо, так само, як і при придбанні через інтернет, ознайомившись з відгуками про вибраному пристрої.

Сонячна батарея для отопления дома

Сонячні батареї бувають декількох видів, конструкцій і принципом дії. Якщо розглядати питання про використання сонячних батарей для опалення будинку, то варіант використання панелей, які працюють на фотоелементах, не вирішить повною мірою, поставлену задачу. Це визначається кількістю виробленої електричної потужності. Якщо до фотоелектричних панелей підключити електричні Тени, службовці для нагріву теплоносія в системі опалення житлового будинку, то потужності для інших споживачів, буде явно не вистачати.

Якщо, як сонячної батареї, що працює для опалення будинку, застосувати сонячний колектор, то таке завдання буде повністю вирішена. В цьому випадку сонячні промені нагрівають теплоносій, циркулює в системі опалення, за рахунок чого і відбувається нагрівання приміщень будинку.

Як зробити своїми руками з підручних засобів

При бажанні, наявності вільного часу та мінімальних знань в електротехніці, можна виготовити сонячну батарею з підручних засобів.
Варіантів може бути безліч, все залежить від наявних матеріалів, «багажу» знань і навичок.

Подібні пристрої можна виготовити:

  1. З використаних раніше транзисторів (електронних пристроїв).
    У цьому випадку, у транзисторів відрізаються кришки і самі транзистори з'єднуються послідовно. При попаданні сонячних променів на внутрішні площини, які мають «p-n» переходом, всередині їх утворюється електричний струм. Транзистори поміщаються в окремий корпус, до кінців припаюються висновки – сонячна батарея готова.
  2. діодів.
    Для виготовлення цих електронних приладів, потрібно їх велика кількість, а також електронна плата, яка використовується в якості підкладки. Верхня частина діодів зрізається, кристал дістається з корпусу приладу (виконується нагрівання і витяг з корпуса). Отримані кристали кріпляться на платі методом пайки в окремі блоки. З'єднання виконується послідовно, для досягнення необхідних значень напруги. Зібрані блоки з'єднуються між собою паралельно.
  3. З мідного листа.
    Мідний лист очищається, після чого нагрівається, для цього використовується відкритий вогонь, електричний ТЕН або інший джерело тепла. В процесі нагріву мідь чорніє, нагрівання продовжується ще деякий час, після чого лист повільно остигає. З даної листа вирізається електрод, такого розміру, щоб помістився в заздалегідь підготовлену ємність, це може бути пластикова пляшка, каністра з відрізаним верхи або інша ємність, але головна умова – виготовлена з матеріалу, що не проводить електричний струм. З іншого листа міді, не піддавався нагріву, вирізається другий електрод, за розмірами аналогічний першому. Електроди містяться в підготовлену ємність, і кріпляться до її стінок, до них приєднуються провідники. Пластини не повинні торкатися один одного. Чистий мідний лист – це позитивний полюс, лист піддавався нагріванню – це негативний полюс. У ємність наливається вода, в якій розчинена кам'яна сіль, пристрій встановлюється на сонячне світло – батарея готова.
  4. З фотоелементів заводського виробництва.
    У цьому випадку спочатку фотоелементи збираються у певній послідовності на підкладці. Виготовляється корпус, в який поміщаються зібрані фотоелементи, корпус герметизується. Батарея готова.

Недоліки і переваги

Недоліків використання сонячних батарей менше, ніж їх достоїнств, тому необхідно почати з них.

До негативних властивостей сонячних батарей відносяться:

  • Висока вартість всього комплекту обладнання;
  • Низький ККД пристроїв, що призводить до збільшення кількості батарей, і як наслідок подорожчання і потреби в значній площі під монтаж;
  • Залежність від погодних, кліматичних та географічних умов.

Позитивних властивостей більше, це:

  • Сонячна енергія – это возобновляемая и неисчерпаемая энергия;
  • Екологічна безпека процесу виробництва електричної енергії;
  • Відсутність шуму і інших подразників, при роботі сонячних електростанцій;
  • Тривалі терміни експлуатації обладнання і тривалі міжремонтні цикли;
  • Можливість створити автономну системи електропостачання, незалежно від енергопостачальних організацій;
  • Можливість збільшення потужностей, без зупинки роботи вже змонтованих;
  • Можливість отримання не тільки електричної, але також і теплової енергії, використовуючи аналогічні вихідні параметри.

Додати коментар

Вашу адресу email не буде опубліковано. Обов'язкові поля позначені *

\n\n<\/ins>\n","html_block":"\n\n<\/ins>\n","group":"0","resolution_from":"\u221e","resolution_to":"\u221e"}]});\n\n<\/ins>\n","html_block":"\n\n<\/ins>\n","group":"0","resolution_from":"\u221e","resolution_to":"\u221e"}]});","html_block":"","group":"0","resolution_from":"\u221e","resolution_to":"\u221e"}]});\n<\/ins>\n\n<\/center>","html_block":"