Сонячні батареї електричні, електростанція на сонячних батареях, корисні поради

Безкоштовне електрику та опалення, повна автономність і незалежність від постачальників електрики - ну не мрія чи? А завдяки стрімкому розвитку технологій цю мрію стає реалізувати простіше і дешевше з кожним роком. Ми говоримо про електростанції на сонячній енергії, які можуть забезпечити приватний будинок електрикою і теплом. Чи так це насправді? Наскільки це дорого? Чи вигідно? Як вибрати обладнання? Як його обслуговувати? Читаємо нижче.

Сонячні батареї для домашньої електростанції - як вибрати обладнання?

Не будемо ще раз перераховувати всі вигоди від використання безкоштовної сонячної енергії, говорити про екологічність, автономність, і.т.д. Припустимо, що ви - власник приватного будинку, надихнулися ідеєю альтернативних джерел енергії, і вирішили встановити в своїх володіннях що-небудь отаке. Але на практиці є в цьому питанні, м'яко кажучи, «чайником». Спробуємо вам допомогти. Вся домашня електростанція виглядає ось так:

Нижче ми розглянемо окремо кожен вузол.

Отже, почнемо з того, що проблема вибору сонячних батарей для домашньої електростанції досить непроста. Для того щоб визначитися з вибором устаткування, вам необхідно врахувати кілька факторів. Перший, і найголовніший: чи достатньо у вас площі для установки необхідної кількості панелей? Якщо немає, то краще купувати комплекти сонячних батарей з монокристалічного кремнію, що володіють найвищим ККД.

Ці батареї займають менше місця, а енергії дають більше, ніж дешевші аналоги. Поверхня батарей з монокристалічного кремнію складається з псевдоквадратіков чорного кольору - так що визначити тип за зовнішнім виглядом неважко.

Якщо місця більш ніж достатньо, тоді є сенс заощадити і придбати панелі на основі полікристалічного кремнію.

До речі, вони непогано працюють в похмуру погоду за рахунок того, що елементи, які перетворюють сонячне світло в електрику мають різну орієнтацію кристалів кремнію. Поверхня батареї розбита на рівні квадрати синього кольору з різними відтінками.

Якщо ж у вас, скажімо так, особливі умови - наприклад, дах має вигнуту форму, або зроблена з полікарбонату, радимо звернути увагу на батареї з аморфного кремнію.

Їх можна легко приклеїти на будь-яку поверхню, не використовуючи при цьому ніяких додаткових кріплень. Цей тип батарей відмінно працює з розсіяним світлом. Це вагомий аргумент, якщо у вашому регіоні мало сонячних днів.

Ще один варіант - батареї з мікроморфного кремнію.

Вони відносяться до нового покоління, працюють у видимій та інфрачервоній частині спектра. Дослідження показали, що ці батареї в рік виробляють значно більше енергії, ніж класичні аналоги. Також батареї з монокристалічного кремнію менш вимогливі до розміщення по сторонах світу і куту нахилу. А ще вони дешевше, так як при їх виробництві витрачається менше кремнію.

Ціни на сонячні батареї для дому

• Найдешевший варіант - панель з аморфного кремнію: 0.9 - 1.1 долара за 1 Вт.
• Після них мікроморфние панелі: 1 - 1.2 долара за 1 Вт.
• Полікристалічні сонячні батареї: 1.1 - 1.3 долара за 1 Вт.
• Найдорожчі - панелі з монокристалічного кремнію: 1.3 - 1.5 долара за 1 Вт.

Як визначитися з потужністю?

Для цього потрібно підрахувати, скільки в середньому ви споживаєте енергії. Просто подивіться в рахунки за електрику в різні місяці, найкраще за січень. Після цього подумайте, скільки відсотків ви хочете компенсувати з цього за рахунок сонячної електростанції. Припустимо, в місяць у вас йде 300 кВт-годин. Неважко підрахувати, що це близько 10 кВт в день. Припустимо, що розрахунки проводяться для літнього періоду, протягом якого батарея віддає свою номінальну потужність протягом 6-ти годин, якщо світить сонце.

Для повної компенсації витрат доведеться встановлювати панелі на 3 кВт (12 штук по 250 Вт кожна, площа 1.65 кв.м однієї панелі). Якщо 12 панелей відразу поставити немає можливості, купите 6, половину можна встановити пізніше. При цьому обладнання міняти не треба.

Який потрібен інвертор?

Чи є у вас вдома мережу 220 Вольт? Якщо такої немає, і не передбачається, слід купувати автономний інвертор. Така система буде заряджати АКБ, одночасно електроенергія буде витрачатися за призначенням при різних навантаженнях. І не завадить купити генератор, яким можна буде підзарядити акумулятори, якщо погода довгий час буде дуже вже похмурої.

Якщо ж мережа 220 є, виникає питання: чи так необхідно повністю резервувати електропостачання, або ви просто хочете економити? Якщо останній варіант, тоді купуйте мережевий інвертор, який не потребує акумуляторах. Енергія від сонячних батарей буде перетворюватися в 200 В і відразу потрапляти в мережу.

Але набагато цікавіше система, яка запасає електрику. При цьому використовується інвертор гібридного типу. Його особливість - можливість одночасної роботи від мережі і батарей. При цьому можна вибирати пріоритетний джерело енергії. Говорячи простіше - інвертор працює від мережі, але з обмеженням потужності. Якщо споживання зростає, інвертор бере відсутню потужність від батарей або акумуляторів. Якщо виставити пріоритет - сонячні батареї, то інвертор буде живити будинок від них, а відсутню потужність брати з мережі. Потужність мережевого інвертора потрібно вибирати рівну або трохи більше, ніж загальна потужність всіх сонячних батарей.Однако для повністю автономної системи розрахунок буде трохи складніше.

Для цього необхідно підрахувати сумарну потужність всіх наявних в будинку електроприладів, якщо вони будуть включені одночасно.

Припустимо, у вас в будинку є такі прилади:

• 10 лампочок по 20 Вт = 200 Вт
• Холодильник 300 Вт
• Насос 500 Вт
• Телевізор 70 Вт
• Зарядний пристрій мобільного телефону 5 Вт
• Ноутбук 60 Вт
• Пилосос 1500 Вт,
• Мікрохвильовка, 2000. Вт
• Електрочайник 1800 Вт
• Кондиціонер 1500 Вт

У підсумку отримуємо 7935 Вт. Плюсуя 20%, отримуємо 9500 Вт. У продажу є інвертори МАП «Енергія» на 12 кВт. Але це, так би мовити, крайність, так як навряд чи ви будете задіяти всі електроприлади одночасно. Наприклад, якщо не включати електрочайник, пилосос і мікрохвильову піч, то потужність складе тільки 4600 Вт + 20% = 5500 Вт. Тобто, можна купувати інвертор на 6 кВт, що набагато дешевше і доцільніше.

Контролер заряду АКБ

Ось тут-то вибір невеликий. У продажу є всього два типи контролерів:

ШІМ

МРРТ

Різниця між ними полягає в тому, що МРРТ контролер може взяти з сонячних батарей на 20 відсотків більше потужності, ніж ШІМ. Але варто МРРТ в два-три рази більше. Щоб правильно зробити вибір, зробіть простий розрахунок. Наприклад, у вас встановлені батареї потужністю 1 кВт. Контролер МРРТ може зняти з них всі 1000 Вт, а ШІМ тільки 800. Щоб компенсувати різницю, доведеться встановити ще одну панель на 250 Вт. Однак і в цьому випадку ШІМ буде знімати тільки 80% потужності. А якщо врахувати, що сонячні панелі працюють кілька десятиліть, то втрати в сумі виходять дуже вже великі. Тому, якщо є можливість, краще відразу встановлювати МРРТ контролер. Так би мовити, на перспективу.

Що стосується потужності контролера, то тут необхідно орієнтувати на показники, зазначені в паспорті виробу. У цьому документі має бути зазначено, яку саме потужність контролер може передати через себе в акумулятор. І потужність повинна бути більша за ту, яку видає комплекс сонячних батарей, встановлений у вас вдома. Дуже бажано (тільки для ШІМ), щоб клас напруги сонячних панелей відповідав напрузі на АКБ. В іншому випадку будуть втрати на перетворенні напруга в контролері.

Для МРРТ контролера все це несуттєво. Швидше навпаки, можна брати більшу напругу. Тоді навіть в похмуру погоду контролер буде справно знімати потужність з панелей.

Тип АКБ

Найдоступніші акумулятори для сонячної електростанції - свинцево-кислотні. Тут можна вибирати з декількох видів: герметичні і обслуговуються.

Герметичні АКБ є сенс купувати, коли планується використовувати акумулятор в буферному режимі, який передбачає дуже рідкісні повні розряди, і невеликі розряди в процесі роботи. Герметичність є перевагою, так як таку батарею можна вільно встановлювати в житловому приміщенні.

Обслуговуються акумулятори дуже бажано встановлювати в добре провітрюваному приміщенні, оскільки в процесі роботи вони виділяють водень. Але цей тип акумуляторних батарей має дуже великий ресурс - від 1500 циклів при повній розрядці. Тому їх рекомендується встановлювати в повністю автономних системах, де передбачаються часті повні розряди (відсутність мережі 220 В).

Як варіант, можна встановити акумулятори від автомобіля, але вони вкрай погано реагують на розрядки малим струмом, і мають дуже великий саморозряд. Термін служби такого акумулятора в системі сонячної електростанції для будинку буде дуже невеликим.

Що стосується ємності АКБ, тут порада проста: чим більше, тим краще. Однак розрахувати, скільки знадобиться штук АКБ, можна. Для цього необхідно визначити, скільки електроприладів і якої потужності має опрацювати в разі повного відключення електрики. Отримана кількість електроенергії множимо на бажаний час роботи. Щоб не втомлювати читачів розрахунками, скажімо, що для безперервної роботи протягом 6-ти годин холодильника (40Вт), Висвітлення (70Вт), ноутбука (60 Вт), необхідний АКБ на 200 Ампер годин.

Ну а більш докладні інструкції по розрахунку ємностей акумуляторів для сонячних електростанцій можна без зусиль знайти на сайтах фірм-реалізаторів спеціалізованого обладнання.

А наостанок, якщо ви все ще сумніваєтеся в доцільності використання альтернативних джерел енергії, наведемо

5 Міфів про сонячних батареях

міф №1 - сонячні панелі ще малоефективні, краще почекати

Середній ККД від перетворення сонячної енергії в електричну складає 18%. При цьому на 1 квадратний метр поверхні землі за один сонячний день потрапляє 1000 Вт енергії. Як неважко підрахувати, 1 кв.м сонячної батареї може віддавати 180 Вт. Не так вже й мало. Тому сенс вкладати кошти в сонячну енергетику є вже зараз.

міф№2 - сонячні панелі не будуть працювати в хмарному або туманному кліматі

Будуть. Батареї працюють не тільки в жарку сонячну погоду, але і в похмурі дні. Зрозуміло, що потужності, що виробляється буде трохи менше, ніж при яскравому сонці. Але, що цікаво, сонячні батареї працюють більш ефективно при низьких температурах. Наприклад, взимку вироблення електричної енергії може бути більше номіналу. Німеччина є лідером з виробництва сонячної електроенергії, хоча цю країну навряд чи можна назвати теплою і сонячною.

міф№3 - сонячні батареї необхідно постійно обслуговувати

Панелі не мають рухомих частин, і зовсім не вимагають регулярного догляду. Все що потрібно робити - раз або два на рік помити поверхню водою. На ділі власники сонячних електростанцій не звертають на це уваги, справедливо вважаючи, що поверхня батарей від пилу очистить дощ. Пил може «вкрасти» тільки до 5% потужності панелі. Але від снігу їх все ж доведеться чистити, і для деяких регіонів це може представляти проблему.

міф№4 - для сонячних панелей завжди необхідна система стеження за сонцем

Бажана, але зовсім не потрібна. До того ж, витрати на установку такого обладнання, як правило, не окупаються.

міф№5 - сонячні панелі невиправдано дороги, вони не окупляться

Можливо, сьогодні це один з найневдаліших міфів про сонячних панелях - мовляв, це тільки для багатих і фанатів боротьби за екологію. Насправді це вигідно, і досвід цивілізованих країн - переконливий тому приклад. На території країн СНД багато приватний особи і організації вкладають кошти в сонячні електростанції, що частково або навіть повністю звільняє їх від великих рахунків за електроенергію. А якщо ще врахувати інфляцію і постійне зростання цін на електрику, то термін окупності повної автономної системи складає приблизно 10-12 років.

А про всі супутніх переваги ми вже розповіли вище.