Сонячні панелі (сонячні батареї)

Сонячні панелі (сонячні батареї)

8 бер, 2016 переглядів: 25209 коментарів: 0

Сонячні панелі панелі "(сонячні батареї) - це набори з'єднаних один з одним і укладених в раму" сонячних осередків ". "Сонячний осередок" (сонячний елемент) - це невеликий напівпровідниковий пристрій,що перетворює енергію світла в електричну.

Сонячні панелі (сонячні батареї)


Сонячні панелі  панелі "(сонячні батареї) - це набори з'єднаних один з одним і укладених в раму" сонячних осередків ". "Сонячний осередок" (сонячний елемент) - це невеликий напівпровідниковий пристрій,що перетворює енергію світла в електричну. Це явище було відкрито в 1839 році французьким фізиком Едмондом Беккерелем і було названо надалі "фотовольтаїчним ефектом". Дослідженнями в цій області в 19му столітті займалися багато вчених в різних країнах. У 1888 році Олександр Столетов сформулював основні закони перетворення світла в електричний струм і створив першу "сонячну клітинку". У 1954 р були створені перші "сонячні осередки" на основі кристалів кремнію. У 1963 році компанією Sharp була реалізована концепція сонячної панелі. У 1967 сонячні панелі вперше були використані на пілотованому космічному апараті - "Союз-1". Фотовольтаїчні технології активно досліджувалися в різних країнах і особливо в космічних державах США та СРСР. Енергетична криза 1970х років підштовхнула роботи в цій області, але виробництво сонячних панелей ще довгий час залишалося досить дорогим.

З кінця 1980х років продовжувалося зростання виробництва і продажів сонячних панелей. З екзотичної космічної технології сонячні елементи стали настільки звичними, що їх стали використовувати для побутових приладів - калькуляторів, годинників і т.п., а також почали будувати малі і середні електростанції. У 1999 році загальна потужність сонячних панелей встановлених в світі досягла 1 Гігавату. За наступні десять років пішов справжній сонячний бум. У 2009 році загальна потужність фотоелектриних електростанцій світу досягла 23 гігават, в 2010 році збільшилася всього за рік майже дворазово - до 40 гігават. На початок 2015 року загальна потужність сонячної фотовольтаїчної енергетики оцінюється в 150 гігават і, як очікується, продовжить рости.


Україна - на найтепліша країна країна, де можливості використання сонячної енергії природнім чином обмежені. Проте варто задуматися про те, що в сусідньому Європейському Союзі в 2010 році сонячні панелі забезпечили 22,5 терават-годин енергії, причому лідерами сонячної енергетики в ЄС є не самі сонячні Німеччина, Бельгія і Чехія. Сонячні батареї можна і потрібно використовувати в Україні і особливо в південних регіонах.

Особливості використання сонячних панелей (сонячних батарей)


Правильне  використання сонячних панелей в  дозволяє забезпечити електроенергією окремі будинки, виробничі зони, торговельні майданчики, групи будівель або цілі селища.



Використання сонячної енергії для отримання електрики має ряд переваг:


1. Не вимагає палива. Використання енергії сонця вимагає витрат практично тільки на установку. Надалі споживач отримує вже безкоштовну енергію. Ніяких спеціальних профілактичних робіт для сонячних панелей не потрібно. Їх можна хіба що протирати від пилу. Розташування панелей на підвищенні і під кутом гострим градусів сприяє тому, що на панелях не накопичується сніг взимку.
2. Працює постійно. Сонячна система регулюється автоматично. Її не потрібно постійно включати і вимикати як дизель. У системах автономного електропостачання на сонячних батареях електрика запасається в спеціальних акумуляторах. Тому енергія доступна для використання і вдень і вночі.
3. Безшумність. Оскільки електрика виробляється шляхом прямого перетворення енергії світла, то немає абсолютно ніяких шумів. Якщо дизель своїм гулом може заважати вам і вашим сусідам, то з сонячною системою таких проблем немає.
4. Тривалий термін безаварійної служби. Якісні сонячні панелі розраховані на роботу протягом не менше 25 років. За цей час відбувається поступове невелике зниження потужності. На 20% кожних 20 років. Таким чином, загальний термін служби складає 45 років і вище. Для порівняння вітряна система зазвичай розрахована на 15-20 років, а дизель на 5-10 років. При цьому, оскільки в сонячних панелях немає рухомих частин, то практично виключені знос і поломка.
5. Надійність. Сонячна система гарантовано виробляє електроенергію кожен день від сходу до заходу сонця. Продуктивність знижується в похмуру погоду, але все ж сонячні панелі дають електроенергію і в цьому випадку. У цьому сенсі сонячні панелі надійніше вітряних турбін, оскільки вітер значно менш постійний, ніж денне світло. У порівнянні ж з рідкопаливними системами можна припустити, що дизель більш прогнозований і надійний в плані забезпечення електроенергії. Однак, слід пам'ятати, що дизель може не завестися, поламатися, а також залежить від наявності палива. З урахуванням цих чинників сонячні панелі можуть виявитися і надійніші.
6. Загальнодоступність. Сонячне світло є практично скрізь і це в деяких випадках критична перевага сонячних панелей перед вітряними і дизельними системами. Особливості рельєфу, забудови, метеорологічних особливостей, розміру ділянки, можуть не дозволити розмістити вітряк, а ось для сонячних систем обмежень набагато менше. Для сонячних панелей потрібно тільки не затінена поверхня, бажано звернена на південну сторону. При цьому в порівнянні з вітрогенератором, не потрібна установка щогли, адже панелі можна просто розмістити на даху. Переваги у сонячних панелей по доступності установки є і в порівнянні з дизелем. Адже далеко не скрізь є можливість стабільної доставки палива. А іноді така доставка пов'язана зі значними витратами і труднощами. Сонце ж є скрізь.
7. Можливість довільної зміни потужності системи. У рідиннопаливних і вітряних систем потужність фіксована. А ось у сонячних систем це величина довільна. Можна встановити невелику панель і використовувати для дрібних приладів. Це обійдеться дешевше. А якщо з'ясується, що встановленої потужності не вистачає, то можна завжди наростити, доставивши більше панелей потрібного розміру.

Звичайно, ідеальних систем не буває. Хоча сонячні панелі і є оптимальним вибором для автономних систем електропостачання, у них є і обмеження:

- У зимовий час продуктивність сонячних батарей знижується в декілька разів. Велике число сонячних днів в зимовий період в районах з континентальним кліматом частково компенсує зниження продуктивності сонячних систем, але тим не менш потенціал вироблення енергії є мінімальним в листопаді і грудні. Чим далі на північ, тим цей ефект помітніший.
- Низька ефективність для використання в опалювальних системах. Сонячні фотовольтаїчні панелі небажано використовувати для заснованих на електронагрівальних елементах опалювальних систем.. Для опалення та нагрівання води значно більший ефект дають сонячні колектори(зимою і їх не вистачить). Сонячна панель перетворює в електрику лише близько 15% сонячної енергії. Сонячний колектор аналогічної площі перетворює в тепло до 90%  сонячної енергії. При цьому сонячний колектор дешевше. Але тим не менше при бажанні можна використовувати сонячні панелі для нагріву води.
- Необхідність високої енергоефффектівності. Порівняно висока вартість сонячних панелей робить їх рентабельними лише в разі, коли витрата електроенергії  гарно оптимізована. Це означає необхідність використання найсучаснішої енергозберігаючої техніки, світлодіодного освітлення, датчиків руху та ін. З іншого боку використання сучасних технологій робить життя комфортнішим.
- Необхідність достатньої інтенсивності світла. Хоча сонячні батареї можна встановлювати практично скрізь, зрозуміло, що ефективність буде вище там, де більше сонячного світла. Наприклад, якщо ділянка планованої установки знаходиться на північній стороні крутого пагорба або затінена ближніми будівлями, то установка в цьому місці може бути нерентабельною. Менша ефективність може бути в місцях з високою сезонною хмарністю або туманами на узбережжі. В цьому випадку слід провести дослідження інтенсивності сонячного світла, за результатами якого буде зрозуміло скільки енергії зможуть виробляти сонячні панелі в заданому місці і чи є установка доцільною.


Головні переваги сонячних систем


У питанні встановлювати або не встановлювати сонячну систему вирішальними є кілька факторів. Є групи споживачів, для яких установка сонячних батарей для отримання електрики виявляється особливо вигідною:

- Об'єкти не підключені до загальної електромережі і де підключення є дорогим через віддаленість об'єкту або нестачу потужності найближчих мереж. У цьому випадку установка автономної системи на сонячних батареях є вигідною просто в силу того, що капітальні витрати на установку дорівнюватимуть або нижче вартості підключення до загальної мережі

- Об'єкти підключені до існуючих електромереж, що оплачують електроенергію за високими тарифами. Це можуть бути об'єкти юридичних осіб або фізичні особи з договорами приватної поставки електроенергії для котеджних селищ або віддалених об'єктів. При ціні за кіловат-годину понад 1,5 грн установка сонячної системи виправдовує себе за термін служби 20 років. При більш високій ціні за кіловат-годину сонячна система окупиться швидше. Об'єкти з існуючим підключенням до електрики мають перевагу в тому, що є резервне джерело енергії. В цьому випадку можна скоротити витрати на установку сонячної системи, зменшивши її запас потужності, адже в разі потреби можна використовувати резервне живлення.

- продаж електроенергії за зеленим тарифом

- Об'єкти підключені до існуючих електромереж, але де напруга в мережах низька або є проблема частих відключень і стрибків напруги. У цьому випадку головною вигодою будуть не гроші, а якість електрики і її стабільність. Установка системи на сонячних батареях виявиться досить дорогим рішенням, але відсутність необхідності оплати зростаючих рахунків за електрику буде поступово компенсувати витрати на установку.

- Малі або мобільні споживачі електроенергії. Є багато випадків, коли електрику потрібно для мінімальних потреб - освітлення, зарядки телефону, роботи телевізора, ноутбука, радіо і т.п. Найчастіше це потрібно на дачі у вихідні, на відпочинку на природі, в морській поїздці або на віддаленому черговому посту. Придбання малої сонячної системи є ідеальним рішенням. Сонячні батареї не гудуть на відміну від генераторів і не вимагають палива, а накопичена на акумуляторі електрика доступна в будь-який момент і поповнюється від сходу до заходу сонця.



Цікаві факти про сонячні панелі


Сонячні панелі приносять найбільше користі в автономних системах де багато різних побутових електроприладів, які не включені постійно. Таким чином загальне споживання невелике, особливо якщо використовується світлодіодне освітлення або енергоефективні прилади. Потужність генерації всього 3-4 кВт зазвичай досить для забезпечення потреб в електриці середньої сім'ї. Але з умовою, що не використовуються електронагрівальні прилади: електроплита, водонагрівач, електрокотел. Для цього краще користуватися іншими джерелами енергії, наприклад газом або сонячними колекторами. Чи можливо в принципі використовувати сонячні панелі для електронагрівальних елементів?  - відповідь читайте тут

Різні сонячні системи і ціни на сонячні батареї


Існують різні види сонячних панелей і велике число виробників. Лідером світового виробництва сонячних панелей зараз є Китай, який займає близько третини світового ринку і розвинув виробничі потужності головним чином за рахунок американських інвестицій. В результаті зараз найбільш ефективними, якісними і доступними за ціною є панелі полікристалічні сонячні  з великих заводів Китаю. Термін служби таких панелей складає зазвичай 40-50 років. Продуктивність за кожні 20-25 років служби поступово знижується приблизно на 20%. ККД становить 15-17%.

Якісні сонячні панелі легко витримують будь-які погодні умови, навіть великий град. Єдиний необхідний догляд - час від часу очищати поверхню від снігу та пилу, що може значно збільшувати продуктивність. Є також системи, здатні повертати сонячну батарею слідом за сонцем протягом дня, таким чином можна збільшити вироблення енергії аж до 50% від вироблення в стаціонарному положенні.

Сонячні батареї легше встановлювати в порівнянні з вітрогенераторами. Адже їм не потрібно щогла, а вага сонячної панелі не більше 10-20 кг. Значить не потрібно використовувати кран або привозити вантажівками будівельні матеріали. Треба лише правильно розташувати і закріпити панелі на даху. Ідеальним місцем розташування для приватного споживача є дах будівлі, бажано зверний на південну сторону. Розміри стандартної панелі потужністю 250 Вт становлять 1,6 ×  0,9 м. Таким чином, на ділянці даху 5 × 5 м можна вмістити понад 4 кВт сонячної потужності. Розміщення на землі також можливо, але в цьому випадку потрібен великий відкритий майданчик. На практиці наземне розміщення трапляється частіше в проектах промислового отримання енергії.

Кожна сонячна система автономного електропостачання включає в себе: сонячні батареї, контролер заряду, инвертор і акумулятори. Потужність кожного компонента розраховується залежно від потреб споживача. Термін служби сонячних панелей 40-50 років, контролера і інвертора 15-20 років, акумуляторів в залежності від типу і характеру використання - 4-10 років.


Посилання на публікацію: http://ishop.sutem.com.ua/articles/topics/solar_energy/solar_panel

повязані публікації

 

Коментарі