Солнечные батареи российских производителей
Несколько слов о российских товарах
Люди старшего поколения хорошо помнят товары, предлагаемые покупателям в Советском Союзе. В большинстве случаев речь шла о невыразительных изделиях легкой промышленности, некрасивой обуви, неярких тканях. Но при этом вся эта продукция была сделана из натуральных тканей, а обувь из кожи. Купив пальто или туфли, потребитель мог не сомневаться в прочности покупки: туфли советских времен сносить было невозможно.
Такая же ситуация была и с бытовой техникой, часами и прочими предметами быта. Наверняка в каждом доме можно найти вещь, купленную в те времена и так и не вышедшую из строя за весь период ее эксплуатации.
Все это позволяет вести речь о качестве и надежности продукции, выпускаемой отечественным производителем. Возможно, она уступает по дизайну или дополнительным приспособлениям, делающим ее использование более комфортным, по сравнению с зарубежными аналогами, но при этом четко и исправно выполняет свои прямые функции.
Именно по этой причине можно сказать, что солнечные батареи российского производства вполне конкурентоспособны и уж точно превосходят по качеству и надежности изделия китайских производителей.
Сегодня в нашей стране выпускаются солнечные батареи, предназначенные для зарядки аккумуляторов и питания отдельных электрических приборов, а также для создания автономной системы электроснабжения.
Особое место в солнечной энергетике нашей страны составляют автономные системы на основе солнечных батарей, предназначенные для использования в отдаленных районах, зимовьях, юртах кочевников и в домах, расположенных высоко в горах. Например, для оленеводов, солнечная энергетика является единственным способом электроснабжения.
Обзор солнечных батарей, выпускаемых в России, начнем с НПО Квант в городе Москва
Солнечные электростанции от НПО Квант
Производители характеризуют выпускаемые ими электростанции как возобновляемые источники первичного электропитания. Они предназначены для нефтяников, геологов, охотников или туристов, а также для всех, кто не имеет возможности или желания подключиться к районным электрическим сетям.
С помощью солнечных электростанций можно:
Заряжать аккумуляторы мобильных средств связи
Заряжать аккумулятор, предназначенный для накопления энергии
Освещать помещение палатки, юрты или зимовья
В солнечных электростанциях НПО Квант используются фотоэлементы, изготовленные из трехкаскадного аморфного кремния. По качеству и надежности аналогов им просто нет.
Они могут работать в интервале температур от -40 до +75 градусов Цельсия. Напомним, что при нагревании производительность солнечных батарей уменьшается, по этой причине летом, под прямыми солнечными лучами выработка электричества может быть даже меньше, чем зимой на ярком солнце. Большинство производителей, указывая технические характеристики своих изделий, ограничиваются верхним пределом в 60 градусов Цельсия. Но даже при таком нагреве фотоэлементов их производительность уменьшается на 20, а порой и на 30 %.
Мы уже писали о том, что выход из этой ситуации порой находят простым способом, увеличивая количество фотоэлементов пропорционально снижению их КПД. Например, уменьшение производительности батареи при ее нагреве на 20% влечет за собой увеличение ее размера на те же 20%.
Напомним, что речь идет о монокристаллических фотоэлементах, закрытых слоем рифленого стекла и укрепленных в алюминиевом каркасе. В итоге, вся конструкция солнечных батарей разрастается в размере, а ее установка требует дополнительной площади. По этой причине расширение диапазона рабочих температур солнечных батарей на 10-15 градусов имеет немалое значение при их выборе.
Но способность работать при более высоких температурах не единственное достоинство фотоэлементов из аморфного кремния.
Они также имеют более высокую производительность по сравнению с фотоэлементами из монокристаллического кремния при уменьшении освещенности. Выигрыш в мощности может составлять 20%. Если фотоэлементы из монокристаллического кремния при уменьшении освещенности «перестают» работать, то солнечный модуль на основе фотоэлементов из аморфного кремния ведет себя так, как будто ничего не произошло. Это явление можно сравнить с инерцией системы. При восстановлении интенсивности освещения производительность модуля остается прежней.
Немалое значение имеет и надежность модулей. И вновь воспользуемся сравнением с обычными модулями из монокристаллического кремния, для защиты которых от повреждения приходится применять закаленное стекло, а для предотвращения их прогиба использовать металлические каркасы.
Модули из аморфного кремния устойчивы к механическим воздействиям, граду, вождю и ветру. Они легкие, и могут сворачиваться в рулон. Их транспортировка и установка не вызывают никаких проблем. Они могут с успехом использоваться в различных чрезвычайных ситуациях. И заметьте, никакие стекла и каркасы при этом вовсе не нужны.
Для накопления энергии можно здесь же приобрести свинцово-кислотные аккумуляторные батареи.
Технические характеристики солнечных электростанций приведены ниже
Сайт НПО Квант с образцами их продукции находится здесь http://www.npp-kvant.ru/production/index.php
И на первом месте в нем находятся фотоэлементы и устройства на их основе, предназначенные для использования модулями «Звезда» и «Заря», геостационарными установками «Экспресс АМ», космическими аппаратами и спутниками.
Именно для них НПО Квант выпускает солнечные батареи со следующими техническими характеристиками
Складные аморфные солнечные батареи серии БСА
Нельзя оставить без внимания и складные солнечные батареи, относящиеся к серии БСА. Они являются прямыми преобразователями солнечной энергии в электрическую энергию, и используются в зарядных устройствах серии СЗУ-1 и СЗУ-2, а также в электростанциях, работающих от солнца.
Солнечные батареи серии БСА могут использоваться в качестве автономного источника электрической энергии для подключения приборов и устройств, имеющих соответствующие параметры.
Солнечные батареи серии БСА изготовлены в виде складных панелей, предназначенных для транспортировки. Они легко раскладываются и так же легко сворачиваются.
Для их работы используются фотоэлементы, производство которых ведется по недавно разработанной технологии тонкопленочных каскадных солнечных элементов, изготавливаемых из сплавов аморфного кремния.
Для предотвращения перегрева модуля при его затенении в нем предусмотрены шунтирующие диоды. Они надежны, прочны и могут эксплуатироваться в любых, даже в экстремальных ситуациях.
Ниже в таблице приведены технические характеристики складных аморфных батарей. Таблица дана в сокращенном виде. Полностью она доступна на сайте компании Квант.
Из таблицы хорошо видно, что покупка одной солнечной батареи, например, мощностью в 15 Вт и ее использование в составе автономной сети позволит создать комфортные условия для жизни в загородном доме. С ее помощью можно сделать запас энергии (напряжение батареи 20,4, что позволяет быстро заряжать аккумуляторы), достаточный для работы освещения в темное время суток, и даже включения энергосберегающего холодильника.
Не секрет, что количество батарей можно увеличить, сделав устройство необходимой мощности. К тому же, не забывайте, что Квант делает солнечные батареи для космоса и на качество его продукции можно положиться.
Несколько слов о каскадных фотоэлементах
Каскадные фотоэлементы имеют более высокий коэффициент полезного действия по сравнению со всеми существующими сегодня фотоэлементами. Прежде всего, они устанавливаются на космических кораблях. Процесс получения каскадных фотоэлементов относится к нанотехнологиям. Его иллюстрация приведена на рисунке.
В таблице приведены значения КПД каскадных фотоэлементов. Для сравнения: КПД обычных фотоэлементов, сделанных из монокристаллического кремния, составляет всего лишь 14%.
Можно сделать вывод, что покупка и использование солнечных батарей, изготовленных из каскадных фотоэлементов, большая удача. А этот вывод может подтвердить тот факт, что ни одна иностранная фирма пока не предложила таких устройств.
Солнечная автономная мобильная электростанция ЭМС-140 (ЭМС-100П)
Солнечная электростанция ЭМС-100П является устройством, предназначенным для получения электрической энергии из энергии солнца. Она работает на основе фотоэлементов, изготовленных по технологии трехкаскадного аморфного кремния, надежна, компактна, удобна в работе.
Электростанция может использоваться для электроснабжения полевых госпиталей, а также в качестве резервного источника питания при аварийных отключениях электричества. Она является идеальным вариантом для электроснабжения дачи или дома, расположенного вдали от линий электропередач.
Электростанция работает в любых условиях. Ей не страшны никакие природные катаклизмы и невзгоды. По надежности и простоте эксплуатации равных ей просто нет. Ниже в таблице приведены технические характеристики ЭМС-100П
Освещение приусадебного участка
Освещение приусадебного участка может стать настоящей проблемой, даже при подключении потребителя к районным электрическим сетям. Существующие цены на электроэнергию просто не позволяют этого делать, особенно там, где еще нет двух тарифной системы учета потребления электрической энергии.
В результате, освещение участка осуществляется в лучшем случае с помощью одинокого прожектора, не способного создать желаемый уровень комфорта и обеспечить безопасность.
Исправить положение можно с помощью уличных фонарей, работающих на солнечных батареях, встретить которые можно на автомагистралях. Не стоит путать их с фонарями, производимыми в Китае и пригодными лишь для обозначения контура садовой дорожки.
В данном случае речь идет об уличных фонарях, сделанных в нашей стране, в городе Ангарске. Уличный фонарь состоит из металлической опоры, прожектора размером 200х150мм, солнечной батареи размером 195х160х35мм и аккумулятора.
Заряда, полученного днем, хватает для работы прожектора в течение последующих девяти часов. Включение устройства происходит автоматически.
Производители предлагают фонари различного размера, формы и высоты. С их помощью можно решить вопрос освещения участка сроком на 25 лет. Именно этот период времени указывают производители в техническом паспорте солнечной батареи, установленной на фонаре.
Экономим на освещении подъездов
Специально для освещения подъездов разработана и уже опробована на практике автономная система производства электроэнергии на основе солнечной батареи, установленной на крыше здания. Эти комплексы выпускаются в Краснодаре, предприятием «Солнечный ветер».
В систему входит солнечная батарея из монокристаллического кремния, установленная в алюминиевый каркас и защищенная от повреждения с помощью закаленного стекла с рифленой поверхностью.
Так же в систему включен аккумулятор и контролер заряда. Мощность солнечной батареи рассчитывается в зависимости от площади подъезда, желаемого уровня освещенности и также количества этажей в доме.
Система рассчитана на эксплуатацию в течение 30 лет. Ее стоимость в пересчете на количество квартир доступна даже малообеспеченным семьям.
Электроснабжение загородного дома
На сегодняшний день в нашей стране выпуском солнечных модулей и батарей, предназначенных для установки в загородном доме и его автономного электроснабжения, занимаются шесть компаний. Их электронные адреса приведены ниже.
Все они (за исключением НПО Квант) предлагают потребителям солнечные модули и батареи, изготовленные из монокристаллического кремния. Разумеется, у каждой компании есть свои особенности, специальные предложения и «изюминки».
Например, компания « Солнечный ветер» производит модули с двусторонней чувствительностью, что позволяет увеличить продолжительность их освещенности, не меняя при этом положения самой солнечной батареи. При этом удается повысить коэффициент полезного действия устройства без дополнительных затрат.
Все это позволяет вести речь об общих характеристиках солнечных батарей, предназначенных для создания автономной электрической сети большой мощности, выпускаемых в России.
Как правило, солнечные модули, делают в виде рамки из алюминия, в которую, подобно фотографии, вставляется панель с фотоэлементами, внешняя поверхность которой защищается от повреждения при помощи прочного закаленного стекла.
Для уменьшения бликов и связанных с этим потерь энергии, поверхность стекла делается рифленой. Обратная сторона получившейся рамки защищена от повреждения и сырости с помощью слоя пленки ПВХ.
Сами фотоэлементы (ФЭП) дополнительно ламинируются: герметично упаковываются в слой полиэтилена. Соединение фотоэлементов между собой производится при помощи металлических шин. С обратной стороны модуля располагается коробка с клеммами для подключения их к электрической сети.
Количество фотоэлементов в модуле может быть любым, но обычно кратным 36. (Об этом говорится в предыдущей статье)
Именно количество фотоэлементов определяет мощность солнечной батареи, которая в свою очередь рассчитывается в зависимости от нужд потребителя и предполагаемой нагрузки сети для обеспечения комфортных условий проживания в доме. Это тот случай, когда расчет нужно вести с запасом.
В свою очередь, с увеличением мощности солнечной батареи возрастает ее размер, а, значит, и требуемая площадь для установки. Так, например, солнечная батарея мощностью 100 ватт займет площадь 1200х35 мм, а ее высота при этом составит 550 мм.
Для загородного дома, площадью 100 квадратных метров, в котором хозяева с удовольствием используют бытовую технику и другие электрические приборы, требуемая мощность находится в диапазоне 2-5кВт. Это значит, что для создания эффективной автономной электрической сети потребуется от 20 до 50 солнечных батарей, мощность каждой из которых равна 100Вт.
Уменьшить их количество можно при использовании фотоэлементов с более высоким КПД, например каскадных фотоэлементов. Увы, пока они для широкой продажи недоступны, хотя к их производителю НПО Квант есть смысл обращаться и напоминать, что потребители хотят использовать солнечную энергию и нуждаются в новейших разработках эффективных и недорогих солнечных батарей.
Все солнечные батареи готовы к работе и вырабатывают электрический ток без использования дополнительного оборудования. К сожалению, этого недостаточно для нормальной работы автономной электрической сети. Нужен целый комплект специального оборудования:
Контролер заряда
Инвертор
Аккумулятор
Соединительные провода
Все комплектующие элементы должны соответствовать друг другу. Их подбор не такая простая задача, как может показаться на первый взгляд.
Готовые технические решения и все необходимое для их реализации оборудование, предлагают ООО СоларИннТех и Солнечный ветер.
Подборка видеоматериалов о солнечных батареях.
