Импортные солнечные батареи
Твердо решив отдать предпочтение альтернативной энергетике и начать получать электричество с помощью солнечных батарей, перед потребителем встает вопрос: купить импортные солнечные панели, отдать предпочтение продукции отечественного производителя или приобрести изделие, позиционируемое в качестве солнечной батареи и произведенное в Китае.
Особенности установки солнечных батарей
Установка солнечных батарей должна начинаться с выбора подходящего места, достаточного по площади и не затеняемого в течение светового дня. Следует помнить, что даже в июле эффективная работа солнечной батареи идет лишь в течение 9-10 часов. Обычно это время с 10 часов до 17 часов. Зимой этот период короче. Поэтому нужно стремиться к тому, чтобы зарядка аккумуляторов велась быстро, а это значит, нужно использовать высокий ток заряда.
Это значит, что расстояние между солнечными батареями и аккумуляторами было как можно меньше. Особое внимание нужно уделить кабелям: их сечение должно быть достаточным для передачи токов заряда.
Учитывая то, что большинство аккумуляторов работают хуже при отрицательных температурах, их лучше устанавливать в закрытом отапливаемом помещении. Учитывая все это, выходит, что лучшим местом для установки солнечной батареи является крыша. При этом можно избежать затенения поверхности солнечных модулей и расположить аккумуляторы на чердаке, непосредственно под солнечной батареей, сократив расстояние между солнечными батареями и аккумуляторами до минимума.
Для работы солнечных батарей большое значение имеет температура их поверхности: нагрев выше 60 градусов нежелателен. Для этого часть крыши, где установлены солнечные батареи, можно покрыть слоем алюминиевой фольги, уменьшающей нагрев ее поверхности.
Если установка солнечных батарей на крыше по каким-либо причинам не возможна, можно поместить их на открытой площадке, но при этом нужно обеспечить условия для установки в непосредственной близости к ним аккумулятора и контролера заряда. Для этого можно использовать обычный электрический шкаф, предназначенный для установки в нем электрического оборудования и даже имеющий подогрев на случай работы в зимних условиях.
Для исключения перегрева солнечных батарей, установленных на поверхности земли, площадку вокруг них можно отсыпать белым песком или мраморной крошкой.
Особое внимание следует уделять креплению солнечных батарей: оно должно быть абсолютно надежным. Вся конструкция должна противостоять порывам ветра. Поэтому, при установке на поверхности земли нужно подумать о жесткой конструкции, возможно сделанной из металлических уголков и закрепленной при помощи растяжек, к которой затем крепятся солнечные батареи.
Эти рекомендации актуальны, как для импортных, так и для отечественных солнечных батарей.
Солнечные батареи из Америки
Sunforce 50033 15-Watt Solar Charging Kit –солнечный модуль, мощностью 15 Вт. Может использоваться в качестве автономного источника питания, пригодного для минимального электроснабжения, а может быть использован как один из элементов солнечной батареи.
Для изготовления модуля используются фотоэлементы из аморфного кремния, установленные на панель из прочного пластика. В модуле имеется диод, блокирующий его разрядку в ночное время.
Для его установки имеются специальные ушки, а в комплект изделия включены винты из нержавеющей стали.
Для автономного использования модуля в качестве источника энергии можно сразу приобрести контролер заряда, адаптер, провода, зажимы и аккумулятор. Все это можно купить на сайте http://www.bay.ru/. По заверениям производителя, модуль исправно работает при температурах от -40 до +80 градусов Цельсия, устойчив к механическим повреждениям, граду, ветру и дождю. Не теряет своих свойств при влажности 100%, и имеет гарантированный срок эксплуатации не менее 25 лет, имеет малый разброс технических характеристик и высокую надежность.
Следует добавить, что модули прошли проверку потребителями США и пользуются там успехом.
А теперь немного истории
Как это ни странно, но аморфный кремний был изобретен в нашей стране, московским объединением Квант, почти два десятилетия назад. Предназначалось это изобретение для использования в космосе. Но, кто помнит тот период развития нашей страны, вряд ли удивится, что ученые объединения Квант отдали свое изобретение американцам, поменяв его на какое-то оборудование, необходимое им в тот период времени.
Вот и получилось, что уникальная технология, позволяющая выпускать солнечные модули малого веса, удобные и надежные, служит гражданам США, а мы у них покупаем по сути, «наши» разработки.
Как устроен солнечный модуль из аморфного кремния
Каждый отдельный фотоэлемент представляет собой прямоугольник стальной фольги, размером 190х40 мм, на который нанесен тонкий слой кремния. Элементы соединяются последовательно при помощи ламинирования. Для упаковки используется прочная прозрачная пленка ПВХ. На рисунке приведен пример последовательного соединения двух таких фотоэлементов, каждый из которых дает на выходе 1,5В напряжения.
В зависимости от количества соединяемых фотоэлементов, можно получить модули, на выходе из которых будет любое нужное напряжение. Для получения напряжения 6В нужно соединить 4 фотоэлемента и т.д.
Ниже приведена графическая зависимость изменения выходного напряжения от силы тока (вольтамперная характеристика) для одного фотоэлемента
Из графика видно, что рабочее напряжение одного фотоэлемента составляет 1,5В при рабочем токе 300мА.
Нетрудно посчитать, перемножив эти величины, что мощность фотоэлемента составляет 0,45 Вт. Напомним, что все расчеты ведутся при стандартных условиях, отличающихся от реальных. Для сравнения: стандартные условия, это приблизительно те, которые можно наблюдать летом в Крыму, в полдень при ясной погоде.
А теперь вернемся вновь к солнечным батареям, сделанным в США фирмой SunCharger.
Ее продукция отличается стабильным качеством и имеет еще одно неоспоримое достоинство: все технические характеристики соответствуют заявленным в техническом паспорте устройства и даже немного превосходят их. Производитель как бы говорит, что выпускаемая им солнечная батарея непременно обеспечит ваши электроприборы указанной мощностью, и никогда не допустит ситуации, при которой вы останетесь недовольны его продукцией.
Это особенно приятно неизбалованному точной информацией о приобретаемых устройствах, российскому потребителю, привыкшему к тому, что производители «путают» номинальные и максимальные характеристики, пытаясь выдать желаемое под видом действительного.
Еще одним достоинством солнечных модулей из Америки является их поведение при уменьшении освещенности, для иллюстрации которого можно вновь воспользоваться его вольтамперными характеристиками.
Из приведенного графика видно, что при уменьшении освещенности происходит быстрое изменение тока, но величина напряжения меняется незначительно. Это значит, что при эксплуатации модуля, при изменении освещенности, например, из-за набежавшей на солнце тучки, ток может уменьшиться в сто раз, а напряжение изменится незначительно. При этом продолжится зарядка аккумулятора, и работа системы в целом останется стабильной до момента восстановления освещенности.
Еще раз о долговечности
Большая часть российских потребителей товаров недоверчиво относятся к любой продукции, даже той, что сделана, казалось бы, солидными производителями. Причина этого кроется в обилии подделок на российском рынке, большая часть которых произведена в Китае. К тому же, товары из этой страны, вышедшие из строя, порой бывает трудно вернуть продавцу. После покупки их обладатель вдруг узнает, что гарантийный срок распространяется на что угодно, только не на то, что вышло из строя.
Поэтому, потребителей интересует, как долго в действительности прослужат солнечные батареи из Америки и можно ли им доверять.
Следует отметить, что отзывы на них положительные, а сами производители приводят в качестве иллюстрации график, построенный на основе многолетнем эксплуатации фотоэлементов из аморфного кремния.
Как видно из приведенного графика, в начале эксплуатации солнечного модуля из аморфного кремния, его мощность выше номинального значения приблизительно на десять процентов. Вспомним еще раз об общей тенденции производителей США, старающихся продать товар, показывающий лучшие характеристике в ходе его эксплуатации, чем те, что заявлены в техническом паспорте изделия.
Выход на рабочую мощность происходит в течение десяти недель непрерывной эксплуатации. Стабилизация батареи происходит только при ее непрерывном длительном использовании. Если же солнечный модуль эксплуатируется время от времени, например, месяц работает, а затем отправляется на хранение, его мощность будет выше номинальной.
Еще одной особенностью фотоэлементов из аморфного кремния является нелинейная зависимость их мощности от интенсивности солнечного освещения, проиллюстрировать которую можно при помощи графика КПД солнечных модулей различных производителей.
Здесь
1. BP Solar (mo-Si)
2. Siemens Solar (mo-Si)
3. Kyocera (pc-Si)
4. Shell Solar (pc-Si)
5. Free Energy Europe (a-Si)
6. Солнечные элементы по технологии "Кванта".
7. BP Solar (a-Si)
8. Siemens Solar (CIGS)
Здесь наглядно показано, что при уменьшении интенсивности светового потока, КПД фотоэлементов из аморфного кремния не уменьшается, а возрастает. А теперь вспомним, что все параметры солнечных модулей даются для стандартных условий, получить которые на большей территории нашей страны весьма затруднительно даже ясным солнечным днем.
В результате, в техническом паспорте указана одна мощность модуля, а в реальной жизни получается совсем другая. Но только не в случае с аморфным кремнием. Здесь на лицо противоположная тенденция: производитель традиционно указывает технические характеристики, выдаваемые при стандартных условиях, а в реальной жизни при меньшей освещенности производитель получает лучшие результаты. Ну чем не парадокс?
На приведенных ниже иллюстрациях можно увидеть сравнение выходной мощности панелей из аморфного (красная линия) и монокристаллического(зеленая линия) кремния.
Нетрудно заметить, что модули из аморфного кремния дают большее количество электрической энергии при работе в условиях повышенного нагрева батареи.
Вспомним, что падение выходной мощности модулей из монокристаллического кремния при повышении температуры по сравнению со стандартными условиями может превышать 15%. Производители гарантируют их исправную работу при температуре модуля 60 градусов Цельсия, и сохранение работоспособности при температуре до 75 градусов Цельсия. А ведь в действительности летом модули могут нагреться на солнце до огромных температур. Не держать же над ними зонтик!
Модули из аморфного кремния, напротив, отлично переносят повышение температуры и не теряют своей производительности. В итоге, при сравнении их с обычными солнечными модулями из монокристаллического кремния, при их эксплуатации в равных условиях, выигрыш в мощности получаемой электрической энергии составит не менее 20%.
Нельзя оставить без внимания и повышенное ультрафиолетовое излучение, опасное для батарей из монокристаллического кремния и совершенно безвредное для модулей из аморфного кремния.
Солнечные батареи из Германии
http://www.domteplo.ru/Solar_electric_system_Vaillant.htm
Это один из немногих сайтов, предлагающих солнечные батареи вместе со всеми необходимыми для автономного электроснабжения, компонентами. Компания Вайлант специализируется на выпуске отопительных котлов, а солнечная энергетика это ее сравнительно новое направление в работе, кстати, развивающееся в полнее успешно.
Примером может быть солнечная батарея Vaillant auroPOWER VPM M 175 с номинальной мощностью 162 Вт, изготовленная из монокристаллических фотоэлементов.
Солнечный модуль полностью готов к использованию. Он имеет прочный каркас из алюминия, а также систему креплений, позволяющую установить его в любом месте. Вес модуля составляет 16 кг. Для подключения модуля к аккумулятору используются кабели с двойной защитой от воды и влаги.
На случай затенения предусмотрено три байпаса, надежно защищающие систему от перегрева. Фотоэлементы защищены закаленным стеклом с рифленой поверхностью, позволяющей исключить образование бликов и потерю энергии вследствие этого явления.
В модуле установлены монокристаллические фотоэлементы Sharp. Производители гарантируют его работу в течение 25 лет.
Компания Вайлант выпускает несколько видов солнечных модулей, различающихся по мощности. В таблице приведены их технические характеристики.
Следует отметить, что Германия не относится к солнечным странам, но это не мешает ей занимать лидирующие позиции в солнечной энергетике. К тому же, подкупает немецкая основательность, позволяющая выбрать все необходимое оборудование для установки и начала эксплуатации солнечных модулей.
Если с аккумуляторами вопросов, как правило, не возникает, то инверторы нельзя оставить без внимания.
В таблице приведены их технические характеристики. Они имеют дружественный интерфейс и могут быть подключены к компьютеру.
Несколько слов о солнечных батареях из Китая
http://www.stk-solar.ru/product/solnechnyi-modul-sm-20.html
Мы не хотим отрицательно отзываться ни о каких товарах, но на сайте, торгующем модулями из Китая о продаваемой продукции, кроме ее мощности, нет никакой информации.
