Что такое солнечная батарея: Солнечные батареи: как это работает

Содержание

Солнечные батареи: как это работает

Солнечные батареи уже сейчас используются для питания самой разнообразной техники: от мобильных гаджетов до электромобилей. Как устроены, какими бывают и на что способны современные солнечные батареи, вы узнаете из этой статьи.

История создания

Так исторически сложилось, что солнечные батареи – это уже вторая попытка человечества обуздать безграничную энергию Солнца и заставить ее работать себе на благо. Первыми появились солнечные коллекторы (солнечные термальные электростанции), в которых электричество вырабатывает нагретая до температуры кипения под сконцентрированными солнечными лучами вода.

Солнечная термальная электростанция в испанском городе Севилья

Солнечные же батареи производят непосредственно электричество, что намного эффективнее. При прямой трансформации теряется значительно меньше энергии, чем при многоступенчатой, как у коллекторов (концентрация солнечных лучей, нагрев воды и выделение пара, вращение паровой турбины и только в конце выработка электричества генератором).

Современные солнечные батареи состоят из цепи фотоэлементов – полупроводниковых устройств, преобразующих солнечную энергию напрямую в электрический ток. Процесс преобразования энергии солнца в электрической ток называется фотоэлектрическим эффектом.

Данное явление открыл французский физик Александр Эдмон Беккерель в середине XIX века. Первый же действующий фотоэлемент спустя полвека создал русский ученый Александр Столетов. А уже в двадцатом столетии фотоэлектрический эффект количественно описал не требующий представления Альберт Эйнштейн.

Беккерель, Столетов и Эйнштейн – именно этому «трио» ученых мы обязаны созданием солнечных батарей

 

Принцип работы

Полупроводник – это такой материал, в атомах которого либо есть лишние электроны (n-тип), либо наоборот, их не хватает (p-тип). Соответственно, полупроводниковый фотоэлемент состоит из двух слоев с разной проводимостью. В качестве катода используется n-слой, а в качестве анода – p-слой.

Лишние электроны из n-слоя могут покидать свои атомы, тогда как p-слой эти электроны захватывает. Именно лучи света «выбивают» электроны из атомов n-слоя, после чего они летят в p-слой занимать пустующие места. Таким способом электроны бегут по кругу, выходя из p-слоя, проходя через нагрузку (в данном случае аккумулятор) и возвращаясь в n-слой.

Схема работы фотоэлемента

Первым в истории фотоэлектрическим материалом был селен. Именно с его помощью производили фотоэлементы в конце XIX и начале XX веков. Но учитывая крайне малый КПД (менее 1 процента), селену сразу же начали искать замену.

Массовое же производство солнечных батарей стало возможным после того как телекоммуникационная компания Bell Telephone разработала фотоэлемент на основе кремния. Он до сих пор остается самым распространенным материалом в производстве солнечных батарей. Правда, очистка кремния – процесс крайне затратный, а потому мало-помалу пробуются альтернативы: соединения меди, индия, галлия и кадмия.

Селен – исторически первый, а кремний – самый массовый материал в производстве фотоэлементов

Понятное дело, что мощности отдельных фотоэлементов недостаточно, чтобы питать мощные электроприборы. Поэтому их объединяют в электрическую цепь, тем самым формируя солнечную батарею (другое название – солнечная панель).

На каркас солнечной батареи фотоэлементы крепятся таким образом, чтобы их в случае выхода из строя можно было заменять по одному. Для защиты от воздействия внешних факторов всю конструкцию покрывают прочным пластиком или закаленным стеклом.

Мобильный телефон Samsung E1107 оснащен солнечной батареей

 

Существующие разновидности

Классифицируются солнечные батареи по мощности вырабатываемого электричества, которая зависит от площади панели и ее конструкции. Мощность потока солнечных лучей на экваторе достигает 1 кВт, тогда как в наших краях в облачную погоду она может опускаться ниже 100 Вт. В качестве примера возьмем средний показатель (500 Вт) и в дальнейших расчетах будем отталкиваться от него.

Наручные часы Citizen Eco-Drive с солнечной батареей вместо циферблата

Самым низким коэффициентом фотоэлектрического преобразования обладают аморфные, фотохимические и органические фотоэлементы. У первых двух типов он равен примерно 10 процентам, а у последнего – всего лишь 5 процентам. Это означает, что при мощности солнечного потока в 500 Вт солнечная панель площадью один квадратный метр будет вырабатывать соответственно 50 и 25 Вт электроэнергии.

Монтаж солнечных панелей на крыше жилого дома

В противовес вышеупомянутым типам фотоэлементов выступают солнечные батареи на основе кремниевых полупроводников. Коэффициент фотоэлектрического преобразования на уровне 20%, а при благоприятных условиях — и 25% для них привычное дело. Как результат, мощность метровой солнечной панели может достигать 125 Вт.

Гоночный электромобиль Honda Dream на солнечных батареях появился еще в 1996 г.

Конкурировать по мощности с кремниевыми солнечными батареями способны разве что решения на основе арсенида галлия. Используя это соединение, инженеры научились создавать многослойные фотоэлементы с КФП свыше 30% (до 150 Вт электричества с квадратного метра).

Портативная солнечная панель Solarland мощностью 130 Вт и стоимостью $860

Если же говорить о площади солнечных батарей, то существуют как миниатюрные «пластинки» мощностью до 10 Вт (для частой транспортировки), так и широченные «листы» на 200 Вт и более (сугубо для стационарного использования).

Беспилотный самолет, разработанный NASA Ames Research Center, способен на солнечной энергии пролететь от восточного побережья США до западного

На работу солнечных батарей может негативно влиять ряд факторов. К примеру, с ростом температуры снижается КФП фотоэлементов. Это при том, что солнечные батареи как раз-то и устанавливают в жарких солнечных странах. Получается своеобразная палка о двух концах.

Солнечную батарею Voltaic можно носить у себя за спиной

А если затемнить часть солнечной панели, то неактивные фотоэлементы не только прекращают вырабатывать электричество, но и становятся дополнительной, зловредной нагрузкой.

«Солнечное дерево – культурный и одновременно научный символ австрийского городка Глайсдорф

 

Крупнейшие производители

Лидерами глобального производства солнечных батарей являются компании Suntech, Yingli, Trina Solar, First Solar и Sharp Solar. Первые три представляют Китай, четвертая – США, а пятая, как нетрудно догадаться, является подразделением японской корпорации Sharp.

Гольфкар на солнечных батареях – бесшумное и экологически чистое средство передвижения

Американская компания First Solar не только производит солнечные батареи, но и принимает непосредственное участие в проектировании и строительстве солнечных электростанций. Мощнейшая в мире СЭС Агуа-Калиенте, которая находится в штате Аризона, США – дело рук инженеров First Solar.

Крупнейшую же украинскую СЭС «Перово» строила и снабжала солнечными панелями австрийская компания Activ Solar.

Китайская же компания Suntech прославилась тем, что готовила к летней Олимпиаде-2008 футбольный стадион под названием «Птичье гнездо» в Пекине. Вырабатываемая на протяжении дня с помощью солнечных батарей электроэнергия аккумулируется, а затем используется для освещения стадиона, полива травы на футбольном поле и работы телекоммуникационного оборудования.

Национальный стадион в Пекине густо усеян солнечными батареями производства Suntech

 

Выводы

Еще два десятилетия назад диковинкой казались микрокалькуляторы с фотоэлементами, что позволяло не менять в них «батарейку-таблетку» годами. Сейчас же мобильные телефоны со встроенной в заднюю крышку солнечной панелью никого не удивляют. А ведь это мелочь в сравнении с автомобилями и самолетами (пусть и беспилотными), которые научились передвигаться при помощи одной лишь солнечной энергии.

Будущее солнечных батарей видится точно таким же светлым, как само солнце. Хочется верить, что именно солнечные батареи позволят наконец-то вылечить смартфоны и планшеты от «розеткозависимости».

Солнечные батареи для дома и дачи: как правильно выбрать и установить

Показатель Монокристаллические солнечные батареи Поликристаллические солнечные батареи
Кристаллическая структура Зёрна кристалла параллельны. Кристаллы ориентированы в одну сторону. Зёрна кристалла не параллельны. Кристаллы ориентированы в разные стороны.
Температура производства 1400°С 800-1000°С
Цвет Чёрный Синий
Стабильность Высокая Высокая, но меньше, чем у моно
Цена Высокая Высокая, но меньше, чем у моно

Как правильно выбрать автономную систему

Перед покупкой солнечной электростанции учитывайте следующие параметры:

  • Суточное потребление подключаемых электроприборов.
  • Место установки солнечных панелей (ориентация на юг, оптимальный угол наклона, отсутствие тени на панелях).
  • Место установки АКБ (должны находиться в помещении при плюсовой температуре, но не выше 25 градусов).
  • Пиковые нагрузки электроприборов (насосы, холодильник).
  • Круглогодичная или только летняя эксплуатация системы.

Монокристаллические чаще используются в регионах с высокой солнечной активностью, поликристаллические – с низкой активностью солнца. Если вам нужна солнечная батарея для дачи – обратите внимание на микроморфные модели. Они недорогие, но имеют в 2 раза большую площадь. Системы из микроморфного кремния могут эффективно работать под широким углом и в пасмурную погоду. Для больших станций, которые устанавливаются на крышах предприятий и на земле, лучше использовать гетероструктурные модули (КПД 22%) российского производителя «Хевел» (Hevel).

Краткий обзор производителей

Лидирующие мировые производители солнечных панелей:

  • TopRaySolar (Китай) выпускает панели из монокристаллического кремния мощностью 20-300 Вт и поликристаллические кремниевые батареи мощностью 20-300 Вт.
  • Axitec (Германия) разрабатывает фотоэлементы на основе монокристаллического и поликристаллического кремния мощностью от 260 до 330 Вт.
  • Hevel (Россия) – производитель микроморфных панелей, а также гетероструктурных с высоким КПД (22%).

Установка солнечных панелей

Монтаж системы требует специальных навыков. Самостоятельная установка не рекомендуется, поскольку при малейшей ошибке в расчётах вы рискуете обесточить дом. В случае неудачи стоимость ремонта может превысить цену за монтажные услуги.

Чаще всего цена монтажа рассчитывается от стоимости системы в размере 10-15%. Высоких цен пугаться не стоит. компании, которые устанавливают данное оборудование, за эту сумму предоставляют гарантию (что всё будет подключено и установлено правильно) как минимум на 1 год.

Заказывая профессиональную установку, вы избавитесь от проблем. Специалисты рассчитают необходимое количество панелей, помогут определиться с типом батарей, правильно определят оптимальное место установки, угол наклона и другие параметры.

Монтаж стандарной установки до 5 кВт выполняется в течение одного дня.

Выгодно ли использовать солнечные батареи на даче

Устанавливая солнечные батареи на своём загородном участке, владелец дома предполагает, что сразу же начнёт экономить на освещении. Это правда, но только при установке СЕТЕВОЙ солнечной электростанции без использования аккумуляторов.

  • Срок окупаемости в среднем составляет 5-10 лет в зависимости от тарифа на электричество.
  • Максимальную эффективность данная установка принесёт тем владельцам дачных участков, которые проживают в широтах с преобладающим большинством солнечных дней.
  • В зимнее время в средней полосе России количество солнечных дней сильно уменьшается и на все нужды вырабатываемой энергии не хватит.

Отопление от солнечных батарей в России

Считается, что установка солнечных батарей является отличной инвестицией в дом и в будущее. Системы недорогие, экологичные и автономные. На первый взгляд кажется, что про перебои с электричеством и счета можно забыть. Однако в России отопление от солнечных панелей, как и желание отказаться от городской сети, является всё же нерентабельным.

Качественная солнечная электростанция – недешёвое оборудование. Для необходимой мощности потребуется множество панелей и аккумуляторов. В регионах с низкими тарифами на электричество такая установка будет изначально невыгодной. Но в труднодоступных районах, где требуется постоянный подвоз дизельного топлива и техническое обслуживание генераторов, солнечные электростанции получаются более выгодными и имеют срок окупаемости 2-3 года.

С одной стороны, электростанция на фотоэлементах не требует особого обслуживания, но 1-2 раза в год вытирать пыль и счищать снег всё-таки необходимо. К тому же при ежедневной эксплуатации автономной системы у аккумуляторов снижается срок службы до 3-4 лет, т. к. он измеряется количеством циклов заряда-разряда.

Это означает, что тратить средства на замену АКБ всё же придётся.

Другой вариант возможной установки солнечных панелей для экономии электричества — это сетевая солнечная электростанция без аккумуляторов. Она позволяет замещать электричество из городской сети в дневное время суток. Такая система окупается за 5-10 лет в зависимости от стоимости электроэнергии. Основное преимущество — это модульность (можно ставить параллельно несколько станций) системы, которое даёт возможность дальнейшего расширения без замены уже установленного оборудования. И, конечно, срок эксплуатации 35-40 лет без специального технического обслуживания.

Также если на даче часто отключают электричество, можно использовать гибридную солнечную электростанцию, которая объединяет в себе бесперебойную систему (замена генератора) и сетевую для экономии электричества.

Солнечные батареи: ставить или нет

Безусловно, автономная солнечная электростанция на поликристаллических или монокристаллических батареях незаменима в местах, где электричество вовсе отсутствует. Но там, где есть электричество, есть смысл подключить сетевую станцию без АКБ, которая будет компенсировать затраты днём, а лишнюю энергию можно будет продавать в городскую сеть по специальному «зелёному» тарифу.

Пример использования солнечных батарей на даче: всю неделю с понедельника по пятницу солнечные батареи отдают лишнюю электроэнергию в городскую сеть (и вам за это платят), а в выходные вы приезжаете на дачу и отдыхаете бесплатно.

Компания 220-on предлагает оптимальное, проверенное оборудование под текущие задачи клиента без накруток и переплат. В каталоге собраны модели от надёжных и проверенных производителей. Все модели обеспечивают высокую производительность и мощность.

Специалисты 220-on выполнят монтаж и проведут гарантийное и постгарантийное обслуживание. Получить консультацию по подбору оборудования можно по телефону +7 (495) 646-12-20 или по бесплатной горячей линии 8-800-500-20-74.

Что такое солнечная батарея? | SolarSoul.

net ☀️

Обычно под термином “солнечная батарея” подразумевается панель генерирующая электрический ток под воздействием солнечного света. Солнечную батарею еще называют фотоэлектрическим преобразователем. Так же встречаются такие термины как: солнечная панель, солнечный модуль, фотомодуль и т.д.

Структура фотоэлектрической установки

Солнечная батарея и фотоэффект

Для получения электроэнергии от солнечной батареи необходимо осуществить фотоэффект. Этот процесс связан с физическим явлением p-n перехода, который происходит в фотоэлементе. Конструктивно фотоэлемент состоит из двух пластин полупроводникового материала. Одна из используемых пластин содержит атомы бора, а вторая атомы мышьяка. При этом верхний слой характеризуется переизбытком электронов (область электронов), а нижняя – их нехваткой (так называемая дырочная область). В данном случае на границе этих пластин поддерживается электронно-дырочный переход, так называемый p-n переход.

В результате попадания на фотоэлемент солнечных лучей (фотонов) происходит освещение пластин и оба слоя взаимодействуют как электроды обыкновенной батареи – возникает электродвижущая сила (ЭДС).

.
Солнечный луч возбуждает электроны, которые начинают перемещаться из одной пластины в другую. Для снятия электрической энергии на обе поверхности напаивают тонкие слои проводника и подключают к нагрузке. Выработка этой энергии не связана с химическими реакциями, поэтому такая солнечная батарея может прослужить довольно долгий срок.

Основа для большинства солнечных батарей – кремний

Кремний для производства солнечных батарей может быть монокристаллическим или поликристаллическим. Внешне монокристаллический кремний можно отличить по равномерному чёрно-серому цвету поверхности фотоэлемента. Этот вид материала выращивают в промышленных условиях, после чего специальной нитью разрезают на тонкие пластины. Второй тип представляет собой новое поколение элементов, сделанных из более доступного поликристаллического кремния.

Изготовление проходит методом литья. Выглядит материал как, поверхность с неравномерным синим переливом. Кроме того, в кремний добавляют в определенном количестве мышьяк и бор.

Учёные вплотную изучают вопросы, которые могли бы улучшить выработку электроэнергии в солнечных электростанция при помощи повышения КПД солнечной батареи. Для этого в тонкослойных ячейках может содержаться не только кремний, но и галлий, арсенид, кадмий, медь, селен и многие другие материалы. Так же большой проблемой на пути улучшения эффективности солнечных батарей, является избыточное тепло, которое возникает при нагреве пластин солнечных элементов. Разрабатывается много путей для отвода данного тепла от солнечной батареи. Ведь КПД панелей в редких случаях превышает 25 %.

Типы солнечных батарей

В настоящее время на рынке можно найти пять основных типов солнечных батарей.

Наибольшую популярность получили солнечные батареи из поликристаллических фотоэлементов. Эффективность таких панелей в среднем  составляет 12-14 %.

Панели из монокристаллических фотоэлементов характеризуются более высоким КПД (14-16 %). Такие панели немного дороже чем панели из поликристаллического кремния. Так же ячейки имеют форму многоугольника и из-за этого не полностью заполняют пространство солнечной батареи, что приводит к более низкой эффективности всей батареи по отношению к одной ячейки.

Солнечные батареи из аморфного кремния имеют наименьшую эффективность ( 6-8 %), но в то же время имеют наиболее низкую себестоимость производимой энергии.


Солнечные батареи на основе Теллурид Кадмия (CdTe) представляют собой тонкопленочную технологию производства солнечных проебразователей. Полупроводниковые слои наносят на панель толщиной всего в несколько сотен микрон. Производство является менее вредным для окружающей среды. Эффективность солнечных батарей на основе Теллурид Кадмия составляет порядка 11-12 %.

Солнечные батареи на основе смеси Индия, Галлия, Меди, Селена (CIGS) так же является тонкопленочной технологией производства фотоэлементов.  Эффективность варьируется от 10 до 15 %. Эта технология еще мало распространена на рынке, однако очень быстро развивается.

Немного видеоматериала о том как именно происходит процесс производства солнечной батареи

Солнечные батареи, их характеристика

Солнечная батарея — объединение фотоэлектрических преобразователей (фотоэлементов) — полупроводниковых устройств, прямо преобразующих солнечную энергию в постоянный электрический ток, в отличие от солнечных коллекторов, производящих нагрев материала-теплоносителя.

Солнечные батареи, которые также называют солнечными панелями или солнечными модулями, строятся из отдельных фотоэлектрических преобразователей (так называемых солнечных элементов), которые соединяются друг с другом в последовательные и параллельные цепи, в совокупности работающие как единый источник тока.

Собственно одна панель может рассматриваться как источник тока. Несколько солнечных панелей образуют автономную солнечную электростанцию, которая может быть малой (если речь идет например о частном доме) или большой (если речь идет о промышленной солнечной электростанции) мощности. Размер солнечной станции зависит от ее назначения и от нужд ее потребителя.

Одна солнечная панель обычно содержит количество элементов кратно 12, а именно: 12, 24, 36, 48, 60 или 72 солнечных элемента. Номинальная мощность одной такой панели обычно лежит в диапазоне от 30 до 350 ватт. Соответственно размер и вес панели тем больше, чем больше ее номинальная мощность.

На сегодняшний день реальный КПД солнечных батарей, доступных широкому потребителю, лежит в пределах от 17 до 23%. Есть отдельные экземпляры, декларирующие КПД до 24%, но это скорее исключения и преувеличения. Лаборатории по всему миру стремятся разработать солнечные элементы, КПД которых хотя бы приблизился к 30% — это было бы очень хорошим результатом для источника энергии данного типа, если смотреть на вещи реально.

Солнечные батареи на базе кремния, как альтернативный источник электрической энергии, проверены временем, они отличаются надежностью и безопасностью, компактностью и относительной доступностью. Срок их нормальной эксплуатации доходит до 30 лет и даже превышает. Хотя, справедливости ради стоит отметить, что кремниевые фотоэлектрические элементы со временем деградируют, это выражается в снижении получаемой при полном освещении мощности примерно на 10% от первоначального номинала за каждые 10 лет активной эксплуатации.

То есть если в 2019 году приобреталась новая солнечная панель на 300 Вт, то к 2039 году она будет способна выработать максимум 240 Вт. По этой причине следует вычислять установленную мощность системы с определенным запасом по току. Что касается тонкопленочных элементов, то они временем не проверены, но специалисты утверждают, что скорость деградации в первые же годы у них многократно выше чем у монокристаллических и поликристаллических кремниевых элементов.

При нормальной эксплуатации ни замена элементов, ни какое бы то ни было иное специальное обслуживание монокристаллическим и поликристаллическим солнечным панелям не требуется. Они просты в установке, не содержат движущихся частей, их поверхность обращенная к солнцу всегда имеет защитное механически прочное покрытие.

Вольт-амперная характеристика солнечных батарей снимается в лабораторных условиях при производстве и приводится в спецификации. Стандартный тест проводится при радиации 1000 Вт/кв.м при температуре окружающего воздуха 25°С, как на широте 45°.

Здесь можно видеть крайние точки ВАХ, в которых снимаемая с батареи мощность обращается в ноль. Напряжение холостого хода — Voc — это максимально доступное напряжение на выходе батареи при разомкнутой цепи нагрузки. Ток при коротко замкнутой цепи нагрузки — Isc – это, соответственно, ток при нулевом выходном напряжении.

Практически батарея всегда работает в неком оптимальном режиме где-то посередине между этими двумя точками. В оптимальной точке MPP — максимальная мощность нагрузки. Номинальное напряжение для точки максимальной мощности обозначается Vp, а номинальный ток для данной точки — Ip. В этой точке определяется и КПД солнечной панели.

В принципе солнечная батарея способна работать в любой точке ВАХ, однако для получения максимальной эффективности полезно использовать точку наивысшей мощности, поэтому солнечные панели никогда не питают нагрузку напрямую. Для достижения лучшей эффективности, между солнечной батареей и аккумуляторами (инвертором) следует подключить контроллер заряда с технологией MPPT, который всегда будет работать в точке максимума доступной мощности при любой текущей интенсивности солнечного освещения.

Ранее ЭлектроВести писали, что компания Neoventi из баварского Диспекка выпустила на рынок небольшую ветряную турбину, которая представляет собою ротор с горизонтальной осью. Она предназначена для использования на краях кровли зданий с плоской крышей, потому что именно в этих местах преобладают увеличенные скорости ветра, которые и используются ветряными турбинами для выработки электроэнергии.

По материалам: electrik.info.

Принцип работы солнечной батареи: как устроена панель


Эффективное преобразование бесплатных лучей солнца в энергию, которую можно использовать для электроснабжения жилья и иных объектов, – заветная мечта многих апологетов зеленой энергетики.

Но принцип работы солнечной батареи, и ее КПД таковы, что о высокой эффективности таких систем пока говорить не приходится. Было бы неплохо обзавестись собственным дополнительным источником электроэнергии. Не так ли? Тем более что уже сегодня и в России с помощью гелиопанелей “дармовой” электроэнергией успешно снабжается немалое количество частных домохозяйств. Вы все еще не знаете с чего начать?

Ниже мы расскажем вам об устройстве и принципах работы солнечной панели, вы узнаете, от чего зависит эффективность гелиосистемы. А размещенные в статье видеоролики помогут собственноручно собрать солнечную панель из фотоэлементов.

Содержание статьи:

Солнечные батареи: терминология

В тематике «солнечной энергетики» достаточно много нюансов и путаницы. Часто новичкам разобраться во всех незнакомых терминах поначалу бывает трудно. Но без этого заниматься гелиоэнергетикой, приобретая себе оборудование для генерации “солнечного” тока, неразумно.

По незнанию можно не только выбрать неподходящую панель, но и попросту сжечь ее при подключении либо извлечь из нее слишком незначительный объем энергии.

Галерея изображений

Фото из

Установка из солнечных панелей позволяет рационально использовать бесплатную, к тому же неисчерпаемую энергию солнечных лучей

Миниатюрные электростанции, собранные из солнечных батарей, обеспечат энергией неэлектрифицированные объекты и дома, расположенные в регионах с перебоями в поставке электричества

Установки, перерабатывающие УФ излучение в электроэнергию, занимают минимум места. их располагают на крышах домов, хозпостроек, гаражей, беседок, веранд. Реже их располагают на открытых, не занятых постройками и насаждениями площадках

Солнечные батареи — незаменимое оборудование для любителей путешествий. Оно обеспечит энергией вдали от источников электропитания

Использование солнечной энергии предоставит возможность существенно сократить затраты на содержание дач и загородных домов. собрать и установить экономически полезную систему без затруднений можно собственными руками

Расположенные на корме яхты, палубе корабля или носу катера солнечные батареи обеспечат электроэнергией, благодаря которой можно поддерживать стабильную связь с берегом

Портативная солнечная панель с аккумулятором исключит возникновение экстремальных ситуаций вдали от населенных пунктов, гарантирует зарядку мобильных устройств для общения с близкими

Выпускаемые специально для походов легкие компактные зарядные устройства на основе солнечных батарей обеспечат энергией телефоны, рации, планшеты и медиа-технику

Рациональное использование природных ресурсов

Обеспечение энергией неэлектрифицированных объектов

Монтаж солнечных панелей на крыше

Мобильная солнечная батарея в кемпинге

Самостоятельный монтаж на дачном участке

Генератор энергии в морских прогулках

Портативная солнечная панель с аккумулятором

Занимающий минимум места прибор

Вначале следует разобраться в существующих разновидностях оборудования для гелиоэнергетики. Солнечные батареи и солнечные коллекторы – это два принципиально разных устройства. Оба они преобразуют энергию лучей солнца.

Однако в первом случае на выходе потребитель получает энергию электрическую, а во втором тепловую в виде нагретого теплоносителя, т.е. солнечные панели используют для .

Максимум отдачи от солнечной панели можно будет получить, только зная, как она работает, из каких компонентов и узлов состоит и как все это правильно подключается

Второй нюанс – это понятие самого термина «солнечная батарея». Обычно под словом «батарея» понимается некое аккумулирующее электроэнергию устройство. Либо на ум приходит банальный отопительный радиатор. Однако в случае с гелиобатареями ситуация кардинально иная. Они ничего в себе не накапливают.

Солнечной панелью генерируется постоянный электроток. Чтобы преобразовать его в переменный (используемый в быту), в схеме должен присутствовать инвертор

Солнечные батареи предназначены исключительно для генерации электрического тока. Он, в свою очередь, накапливается для снабжения дома электричеством ночью, когда солнце опускается за горизонт, уже в присутствующих дополнительно в схеме энергообеспечения объекта аккумуляторах.

Батарея здесь подразумевается в контексте некой совокупности однотипных компонентов, собранных в нечто единое целое. Фактически это просто панель из нескольких одинаковых фотоэлементов.

Внутреннее устройство гелиобатареи

Постепенно солнечные батареи становятся все дешевле и эффективней. Сейчас они применяются для подзарядки аккумуляторов в уличных фонарях, смартфонах, электроавтомобилях, частных домах и на спутниках в космосе. Из них стали даже строить полноценные солнечные электростанции (СЭС) с большими объемами генерации.

Гелиобатарея состоит из множества фотоэлементов (фотоэлектрических преобразователей ФЭП), преобразующих энергию фотонов с солнца в электроэнергию

Каждая солнечная батарея устроена как блок из энного количества модулей, которые объединяют в себе последовательно соединенные полупроводниковые фотоэлементы. Чтобы понять принципы функционирования такой батареи, необходимо разобраться в работе этого конечного звена в устройстве гелиопанели, созданного на базе полупроводников.

Виды кристаллов фотоэлементов

Вариантов ФЭП из разных химических элементов существует огромное количество. Однако большая их часть – это разработки на начальных стадиях. В промышленных масштабах сейчас выпускаются пока что только панели из фотоэлементов на основе кремния.

Кремниевые полупроводники используются при изготовлении солнечных батарей из-за своей дешевизны, особо высоким КПД они похвастаться не могут

Обычный фотоэлемент в гелиопанели – это тонкая пластина из двух слоев кремния, каждый из которых имеет свои физические свойства. Это классический полупроводниковый p-n-переход с электронно-дырочными парами.

При попадании на ФЭП фотонов между этими слоями полупроводника из-за неоднородности кристалла образуется вентильная фото-ЭДС, в результате чего возникает разность потенциалов и ток электронов.

Кремниевые пластины фотоэлементов различаются по технологии изготовления на:

  1. Монокристаллические.
  2. Поликристаллические.

Первые имеют более высокий КПД, но и себестоимость их производства выше, нежели у вторых. Внешне один вариант от другого на солнечной панели можно различить по форме.

Галерея изображений

Фото из

Гелио-электростанция на загородном участке

Солнечные монокристаллические батареи

Внешний вид солнечных батарей на монокристаллах

Монокристаллическая единица солнечной батареи

Поставка готовой к монтажу солнечной батареи

Поликристаллический фотоэлемент для солнечной батареи

Гелио-батарея из поликристаллических фотоэлементов

Изготовление солнечной батареи своими руками

У монокристаллических ФЭП однородная структура, они выполняются в виде квадратов со срезанными углами. В отличие от них поликристаллические элементы имеют строго квадратную форму.

Поликристаллы получаются в результате постепенного охлаждения расплавленного кремния. Метод этот предельно прост, поэтому такие фотоэлементы и стоит недорого.

Но производительность в плане выработки электроэнергии из солнечных лучей у них редко превышает 15%. Связано это с “нечистотой” получаемых кремниевых пластин и внутренней их структурой. Здесь чем чище p-слой кремния, тем более высокий выходит КПД у ФЭП из него.

Чистота монокристаллов в этом отношении гораздо выше, нежели у поликристаллических аналогов. Их делают не из расплавленного, а из искусственно выращенного цельного кристалла кремния. Коэффициент фотоэлектрического преобразования у таких ФЭП уже достигает 20-22%.

В общий модуль отдельные фотоэлементы собираются на алюминиевой раме, а для защиты их сверху закрывают прочным стеклом, которое нисколько не препятствует солнечным лучам

Обращенный к солнцу верхний слой пластинки-фотоэлемента делается из того же кремния, но уже с добавлением фосфора. Именно последний будет источником избыточных электронов в системе p-n-перехода.

Настоящим прорывов в области использования солнечной энергии стала разработка гибких панелей с аморфным фотоэлектрическим кремнием:

Галерея изображений

Фото из

Гибкий вариант солнечной батареи

Наклейка гибкого фотоэлемента на жалюзи

Зарядка для мобильников на гибкой батарее

Устойчивая к механическим воздействиям панель

Принцип работы солнечной панели

При падении солнечных лучей на фотоэлемент в нем генерируются неравновесные электронно-дырочные пары. Избыточные электроны и «дырки» частично переносятся через p-n-переход из одного слоя полупроводника в другой.

В итоге во внешней цепи появляется напряжение. При этом на контакте p-слоя формируется положительный полюс источника тока, а на n-слоя – отрицательный.

Разность потенциалов (напряжение) между контактами фотоэлемента появляется из-за изменения числа «дырок» и электронов с разных сторон p-n-перехода в результате облучения n-слоя солнечными лучами

Подключенные к внешней нагрузке в виде аккумулятора фотоэлементы образуют с ним замкнутый круг. В результате солнечная панель работает, как своеобразное колесо, по которому вместе белки “бегают” электроны. А аккумуляторная батарея при этом постепенно набирает заряд.

Стандартные кремниевые фотоэлектрические преобразователи являются однопереходными элементами. Переток в них электронов происходит только через один p-n-переход с ограниченной по энергетике фотонов зоной этого перехода.

То есть каждый такой фотоэлемент способен генерировать электроэнергию только от узкого спектра солнечного излучения. Вся остальная энергия пропадает впустую. Поэтому-то и эффективность у ФЭП так низка.

Чтобы повысить КПД солнечных батарей, кремниевые полупроводниковые элементы для них в последнее время стали делать многопереходными (каскадными). В новых ФЭП переходов уже несколько. Причем каждый из них в этом каскаде рассчитан на свой спектр солнечных лучей.

Суммарная эффективность преобразования фотонов в электроток у таких фотоэлементов в итоге возрастает. Но и цена их значительно выше. Здесь либо простота изготовления с невысокой себестоимостью и низким КПД, либо более высокая отдача вкупе с высокой стоимостью.

Солнечная батарея может работать как летом, так и зимой (ей нужен свет, а не тепло) – чем меньше облачность и ярче светит солнце, тем больше гелиопанель сгенерирует электрического тока

При работе фотоэлемент и вся батарея постепенно греется. Вся та энергия, что не пошла на генерацию электротока, трансформируется в тепло. Часто температура на поверхности гелиопанели поднимается до 50–55 °С. Но чем она выше, тем менее эффективно работает фотогальванический элемент.

В итоге одна и та же модель солнечной батареи в жару генерирует тока меньше, нежели в мороз. Максимум КПД фотоэлементы показывают в ясный зимний день. Тут сказываются два фактора – много солнца и естественное охлаждение.

При этом если на панель будет падать снег, то электроэнергию она генерировать все равно продолжит. Более того, снежинки даже не успеют на ней особо полежать, растаяв от тепла нагретых фотоэлементов.

Эффективность батарей гелиосистемы

Один фотоэлемент даже в полдень при ясной погоде выдает совсем немного электроэнергии, достаточной разве что для работы светодиодного фонарика.

Чтобы повысить выходную мощность, несколько ФЭП объединяют по параллельной схеме для увеличения постоянного напряжения и по последовательной для повышения силы тока.

Эффективность солнечных панелей зависит от:

  • температуры воздуха и самой батареи;
  • правильности подбора сопротивления нагрузки;
  • угла падения солнечных лучей;
  • наличия/отсутствия антибликового покрытия;
  • мощности светового потока.

Чем ниже температура на улице, тем эффективней работают фотоэлементы и гелиобатарея в целом. Здесь все просто. А вот с расчетом нагрузки ситуация сложнее. Ее следует подбирать исходя из выдаваемого панелью тока. Но его величина меняется в зависимости от погодных факторов.

Гелиопанели выпускаются с расчетом на выходное напряжение, кратное 12 В – если на аккумулятор надо подать 24 В, то две панели к нему придется подсоединить параллельно

Постоянно отслеживать параметры солнечной батареи и вручную корректировать ее работу проблематично. Для этого лучше воспользоваться , который в автоматическом режиме сам подстраивает настройки гелиопанели, чтобы добиться от нее максимальной производительности и оптимальных режимов работы.

Идеальный угол падения лучей солнца на гелиобатарею – прямой. Однако при отклонении в пределах 30-ти градусов от перпендикуляра эффективность панели падает всего в районе 5%. Но при дальнейшем увеличении этого угла все большая доля солнечного излучения будет отражаться, уменьшая тем самым КПД ФЭП.

Если от батареи требуется, чтобы она максимум энергии выдавала летом, то ее следует сориентировать перпендикулярно к среднему положению Солнца, которое оно занимает в дни равноденствия по весне и осени.

Для московского региона – это приблизительно 40–45 градусов к горизонту. Если максимум нужен зимой, то панель надо ставить в более вертикальном положении.

И еще один момент – пыль и грязь сильно снижают производительность фотоэлементов. Фотоны сквозь такую “грязную” преграду просто не доходят до них, а значит и преобразовывать в электроэнергию нечего. Панели необходимо регулярно мыть либо ставить так, чтобы пыль смывалась дождем самостоятельно.

Некоторые солнечные батареи имеют встроенные линзы для концентрирования излучения на ФЭП. При ясной погоде это приводит к повышению КПД. Однако при сильной облачности эти линзы приносят только вред.

Если обычная панель в такой ситуации будет продолжать генерировать ток пусть и в меньших объемах, то линзовая модель работать прекратит практически полностью.

Солнце батарею из фотоэлементов в идеале должно освещать равномерно. Если один из ее участков оказывается затемненным, то неосвещенные ФЭП превращаются в паразитную нагрузку. Они не только в подобной ситуации не генерируют энергию, но еще и забирают ее у работающих элементов.

Панели устанавливать надо так, чтобы на пути солнечных лучей не оказалось деревьев, зданий и иных преград.

Схема электропитания дома от солнца

Система солнечного электроснабжения включает:

  1. Гелиопанели.
  2. Контроллер.
  3. .
  4. Инвертор (трансформатор).

Контроллер в этой схеме защищает как солнечные батареи, так и АКБ. С одной стороны он препятствует протеканию обратных токов по ночам и в пасмурную погоду, а с другой – защищает аккумуляторы от чрезмерного заряда/разряда.

Аккумуляторные батареи для гелиопанелей следует подбирать одинаковые по возрасту и емкости, иначе зарядка/разрядка будут происходить неравномерно, что приведет к резкому снижению срока их службы

Для трансформации постоянного тока на 12, 24 либо 48 Вольта в переменный 220-вольтовый нужен . Автомобильные аккумуляторы применять в такой схеме не рекомендуется из-за их неспособности выдерживать частые перезарядки. Лучше всего потратиться и приобрести специальные гелиевые AGM либо заливные OPzS АКБ.

Выводы и полезное видео по теме

Принципы работы и не слишком сложны для понимания. А с собранными нами ниже видеоматериалами разобраться во всех тонкостях функционирования и установки гелиопанелей будет еще проще.

Доступно и понятно, как работает фотоэлектрическая солнечная батарея, во всех подробностях:

Как устроены солнечные батареи смотрите в следующем видеоролике:

Сборка солнечной панели из фотоэлементов своими руками:

Каждый элемент в коттеджа должен быть подобран грамотно. Неизбежные потери мощности происходят на аккумуляторах, трансформаторах и контроллере. И их обязательно надо сократить до минимума, иначе и так достаточно низкая эффективность гелиопанелей окажется сведена вообще к нулю.

В ходе изучения материала появились вопросы? Или вы знаете ценную информацию по теме статьи и можете сообщить ее нашим читателям? Пожалуйста, оставляйте свои комментарии в расположенном ниже блоке.

Устройство солнечной батареи. Теория

Состав и устройство солнечной батареи, ее элементов определяют эффективность выработки энергии готовым изделием. В настоящее время, для генерации электрической энергии используются солнечные панели на основе кремния (с-Si, mc-Si & кремниевые тонкопленочные батареи), теллурида кадмия CdTe, соединения медь-индий (галлий)-селен Cu(InGa)Se2, а также концентраторные батареи на основе арсенида галлия (GaAs). Ниже будут даны краткие описания каждой из них.

Солнечные батареи основе кремния

Солнечные батареи (СБ) на основе кремния составляют на сегодняшний день порядка 85% всех выпускаемых солнечных панелей. Исторически это обусловлено тем, что при производстве СБ на основе кремния использовался обширный технологический задел и инфраструктура микроэлектронной промышленности, основной «рабочей лошадкой» которой также является кремний. В результате, многие ключевые технологии микроэлектронной промышленности такие как выращивания кремния, нанесения покрытий, легирования, удалось адаптировать для производства кремниевых батарей с минимальными изменениями и инвестициями. Кроме того, кремний – один из самых распространенных элементов земной коры и составляет по разным данным 27-29% по массе. Таким образом, нет никаких физических ограничений для производства значительной доли электроэнергии Земли с имеющимися запасами Si.

Различают два основных типа кремниевых СБ – на основе монокристаллического кремния (crystalline-Si, c-Si) и на основе мультикристаллического (multicrystalline-Si, mc-Si) или поликристаллического. В первом случае используется высококачественный (и, соответственно, более дорогой) кремний выращенный по методу Чохральского, который является стандартным методом для получения кремниевых пластин-заготовок для производства микропроцессоров и микросхем. Эффективность СБ изготовленных из монокристаллического кремния составляет обычно 19-22%. Не так давно, фирма Panasonic заявила о начале промышленного выпуска СБ с эффективностью 24,5% (что вплотную приближается к максимально возможному теоретически значению ~30%).

Во втором случае для производства СБ используется более дешевый кремний произведенный по методу направленной кристаллизации в тигле (block-cast), специально разработанного для производства СБ. Получаемые в результате кремниевые пластины состоят из множества мелких разнонаправленных кристаллитов (типичные размеры 1-10мм) разделенных границами зерен. Подобные неидеальности кристаллической структуры (дефекты) приводят к снижению эффективности – типичные значения эффективности СБ из mc-Si составляют 14-18%. Снижение эффективности данных СБ компенсируется их меньшей ценой, так что цена за один ватт произведенной электроэнергии оказывается примерно одинаковой для солнечных панелей как на основе c-Siтак и mc-Si.

Тонкопленочные солнечные панели

Возникает вопрос – зачем разрабатывать другие типы модулей, если солнечные панели на основе моно- и мультикристаллического кремния уже созданы и показывают неплохие результаты? Очевидный ответ — чтобы добиться еще большего снижения стоимости и улучшения технологичности и эффективности, по сравнению с обычными c-Si и mc-Siсолнечными батареями.

Дело в том, что обычные кремниевые фотоэлектрические модули наряду с преимуществами, перечисленными выше, обладают и рядом недостатков. Кемний из-за своих особых электрофизических свойств (непрямозонный полупроводник) обладает довольно низким коэффициентом поглощения, особенно в области инфракрасных длин волн. Таким образом, толщина кремниевой пластины для эффективного поглощения солнечного излучения должна составлять довольно внушительные 100-300 мкм. Более толстые пластины означают больший расход материала, что ведет к удорожанию СБ.

В то же время, прямозонные полупроводники на вроде GaAs, CdTe, Cu(InGa)Se2, и даже некоторые модифицированные формы Si, способны поглощать требуемое количество солнечной энергии при толщине всего в несколько микрон. Открывается заманчивая перспектива сэкономить на расходных материалах, а также на электроэнергии, которой требуется значительно меньше для изготовления более тонкого слоя полупроводника. Еще одной положительной чертой СБ на основе вышеназванных полупроводников – в отличие от СБ на основе c-Si и mc-Si– является их способность не снижать эффективность преобразования солнечной энергии в электрическую даже в условиях рассеянного излучения (облачный день или в тени).

Исследования СБ на основе теллурида кадмия (CdTe) начались еще в 1970х годах ввиду их потенциального использования в качестве перспективных для космических аппаратов. А первое широкое применение «на земле» подобные СБ нашли в качестве элементов питания карманных микрокалькуляторов.

Данные элементы представляют собой гетероструктуру из тонких слоев p-CdTe / n-CdS (суммарная толщина 2-8 мкм) напыленных на стеклянную подложку (основу). Эффективность современных фотоэлектрических элементов данного типа равняется 15-17%. Основным (и фактически единственным) производителем СБ на основе теллурида кадмия является американская фирма FirstSolar, которая занимает 4-5% всего рынка.

К сожалению, есть проблемы с обоими элементами входящими в состав соединения CdTe. Кадмий – это экологически вредный тяжелый метал, который требует особых методов обращения и ставит сложный вопросутилизации старых изделий. В виду этого, законодательство многих стран ограничивает свободную продажу гражданам СБ этого типа (строятся только масштабных солнечных электростанций под гарантии утилизации от фирмы производителя). Второй элемент – теллур, довольно редко встречается в земной коре. Уже в настоящее время более половины всего добываемого теллура идет на изготовление солнечных панелей, а перспективы нарастить добычу – довольно призрачны.

Солнечные батареи на основе соединения медь-индий (галлий)-селен Cu(InGa)Se2 (иногда обозначаются как CIGS) являются новичками на рынке солнечной энергетики. Несмотря на то, что начало исследований элементов этого типа было положено еще в середине 70х, в настоящее время коммерческий выпуск в боле-менее солидных масштабах ведет всего лишь фирма SolarFrontierKKиз Японии. Отчасти это связано с технически сложным и дорогим процессом изготовления, хотя в некоторых (удачных!) случаях их эффективность может достигать 20%.

Несмотря на отсутствие экологически вредных элементов в составе этого соединения, значительному расширению производства данных солнечных модулей в будущем угрожает дефицит индия. Ведутся исследования с целью заменить дорогой In на более дешевые элементы и может быть скоро появятся новые изделия на основе соединения Cu2ZnSn(S,Se)4.

Фотоэлектрические модули на основе аморфного кремния a-Si:H. Тонкопленочные солнечные батареи могут быть построены также и на основе хорошо известного кремния, если удастся каким-либо образом улучшить его способности к поглощению солнечного света. Применяются две основные методики:

— увеличить путь прохождения фотонов посредством многократного внутреннего переотражения;

— использовать аморфный кремний (a-Si), обладающий гораздо большим коэффициентом поглощения чем обычный кристаллический кремний (с-Si).

По первому пути пошла австралийская фирма CSGSolarLtd, разработавшая СБ с эффективностью 10-13% при толщине слоя кремния всего 1,5 мкм. По второму – швейцарская OerlikonSolar (которую сейчас перекупили японцы), создавшая комбинированные солнечные панели на основе слоев аморфного и кристаллического кремния a-Si / с-Si эффективность которых также составляет 11-13%. Своеобразной особенностью СБ из аморфного кремния является снижение эффективности их работы при понижении температуры окружающего воздуха (у всех остальных — наоборот). Так, фирма производитель рекомендует устанавливать данные модули в странах с жарким климатом.

Концентраторные солнечные модули

Наиболее совершенные и самые дорогие на сегодняшний день солнечные модули обладают эффективностью фотоэлектрического преобразования до 44%. Они представляют собой многослойные структуры из разных полупроводников последовательно выращенных друг на друге слой за слоем. Наиболее успешной является структура состоящая из трех слоев:  Ge (нижний полупроводник и подложка), GaAsи GaInP. Благодаря тому, что в подобной комбинации каждый отдельный полупроводниковый слой поглощает наиболее эффективно свой определенный диапазон солнечного спектра (определяемый шириной запрещенной зоны полупроводника), достигается наиболее полное поглощение солнечного света во всем диапазоне длин волн, недостижимое для СБ состоящих из одного типа полупроводника. К сожалению, процесс изготовления подобных многослойных полупроводниковых слоев очень сложен технически и, как следствие, весьма дорог.  

Если солнечные батареи стоят очень дорого, фокусировка солнечного излучения на меньшей площади СБ может применяться как эффективный способ снижения финансовых затрат. Например, собрав при помощи линзы солнечный свет с 10 см2 и сфокусировав его на 1 см2 солнечной батареи, можно получить тоже количество электроэнергии, что и от элемента площадью 10 см2 без концентратора, но экономя при этом целых 90% площади! Но при этом, набор подобных ячеек (солнечная батарея + линза) должен быть смонтирован на подвижной механической системе, которая будет ориентировать оптику в направлении солнца в то время как оно движется по небу в течении дня, что увеличивает стоимость системы.

В настоящее время экономически оправдано использовать подобные дорогие концентраторные солнечные модули только в тех странах и регионах земного шара, где круглый год имеется в достатке прямое солнечное излучение (рассеянное излучение не может быть сфокусировано линзой). Так, французская фирма-производитель концентраторных СБ SOITEC устанавливает свои СБ в Калифорнии, ЮАР, на юге Франции (Прованс), в Испании.  

Органические солнечные батареи и модули фотосенсибилизованные красителем

Но есть и новый тип тонкопленочных солнечных батарей, такой как сенсибилизированные красителем солнечные элементы, которые работают на совершенно ином принципе, чем все модули рассмотренные выше, на принципе больше напоминающем фотосинтез у растений. Но их пока нет в коммерческой продаже.

 

Трушин М.В. Ph.D

 

 

 

 

Прозрачная солнечная батарея GPSolar GPDP-265W60

Прозрачная солнечная батарея GPDP-265W60

Инновационная солнечная батарея GP Solar GPDP-265W60 мощностью 265 Ватт представляет собой совершенно новую линейку солнечных батарей – созданные из двух листов закаленного стекла, тонкие, на 10% прозрачные солнечные панели — однозначный тренд в мире солнечной энергетики. Предупреждая и опережая скорый ажиотаж как строителей и архитекторов, так и обычных пользователей, заинтересованных не просто в утилитарной составляющей солнечной электростанции, но и в удовлетворении своих эстетических потребностей, мы с гордостью представляем вам новый продукт. Годом ранее такие панели были любопытной новинкой на выставках ВИЭ-ориентированных производителей, в этом году же подобно LiFePO4-сборкам, double-glass панели хит, который старается выставить каждый, уважающий себя, производитель.

Отличительной особенностью, ранее присущей солнечным батареям, но не в такой потрясающей степени, является умопомрачительный футуристический дизайн – находясь рядом с такой панелью, будущее становится не только видимым, но и осязаемым. Помимо стандартного своего предназначения в качестве атрибута крыш и наземных площадок, такие панели могут быть использованы, как основная поверхность стены, забора, навеса, могут стать отличной альтернативой оконным стеклам, либо сердцем архитектурной композиции — этот вопрос мы оставляем на ваше усмотрение. Отметим только одно — прочность этих панелей достаточна для того, чтобы взрослый человек мог спокойно стоять на их поверхности (несущая способность составляет 5400 Па).

Конечно, безрамная технология, хорошо зарекомендовавшая себя ранее в микроморфных модулях Pramac и Hevel, отнюдь не новинка, однако в сравнении с аналогами эти батареи отличаются значительно большей эффективностью — удельная мощность прозрачных солнечных батарей GPSolar GPDP в 2,3 раза выше, чем у микроморфных. Это является неоспоримым преимуществом при организации солнечной электростанции на ограниченной площади крыши дома. Помимо прочего, безрамная солнечная батарея с двумя слоями стекла имеет больший срок службы, поскольку в отличии от традиционных солнечных панелей с алюминиевой рамой не подвержена влиянию разницы между температурной деформацией алюминиевой рамы и стекла (что с годами приводит к повреждениям конструкции, особенно в условиях России, где солнечные батареи ежегодно подвергаются большим перепадам температуры).

Под объемный заказ и конкретный проект возможно изготовление солнечных батарей с меньшей мощностью, но зато больше прозрачностью, причем получается это достаточно простым, по сути «арифметическим методом»: количество кремния уменьшается, количество прозрачного стекла увеличивается.

Что такое солнечная батарея

Солнечная батарея — это просто батарея, заряженная энергией от солнечных батарей. Есть много типов — от крошечных до масштабных. Если вы ищете решения для солнечной энергии меньшего размера, посетите наши страницы по адресу:

Но если вас интересуют солнечные батареи для питания вашего дома, читайте дальше…

Вы слышите это повсюду: аккумуляторные батареи — это следующая важная вещь в возобновляемой энергии.Солнечная энергия была разрушительной для коммунальных служб; Теперь батареи и инверторы, которые могут позволить домовладельцам избежать пиковых затрат на электроэнергию или полностью отрезать сетевой шнур, могут стать следующей революционной технологией. Это руководство поможет вам решить, нужна ли вам система солнечных батарей для вашей солнечной батареи, и если да, то какого типа.

Подходит ли блок солнечных батарей для вашего дома?

Большинству владельцев солнечных фотоэлектрических систем в жилых помещениях аккумуляторная батарея не требуется.Это связано с тем, что большинство систем подключены к местной электросети, которая обеспечивает стабильное обслуживание с минимальными отключениями электроэнергии. Другими словами, местное коммунальное предприятие, по сути, работает как аккумуляторная система хранения солнечной фотоэлектрической системы, забирая избыток электроэнергии из системы домовладельца, когда она производит больше энергии, чем потребляет дом, и обеспечивая электричеством дом, когда больше энергия потребляется, чем вырабатывается панелями.

Однако не у всех есть доступ к коммунальным услугам или посчастливилось жить в районе, где нет частых отключений электроэнергии.Кроме того, небольшое, но решительное число потребителей предпочитают оставаться вне сети даже при наличии подключения к местному коммунальному предприятию. Вот некоторые из наиболее распространенных причин, по которым стоит выбрать аккумуляторную батарею для солнечной фотоэлектрической системы в жилых помещениях:

Клиенты должны учитывать свои цели и желаемый результат. Вы делаете это, потому что вы действительно отключены от сети, у вас нет другого источника энергии и вам нужно пережить те пасмурные дни? Вы делаете это, потому что хотите иметь резервную копию, продолжая использовать все свои устройства? Вы делаете это только для того, чтобы компенсировать некоторые расходы по счету за электроэнергию? »

Grid-tie vs.Автономные солнечные батареи

Сетка Автономный
Размер блока батарей Необязательный и часто масштабируемый для питания только тех устройств, которые владелец назвал «необходимыми» (лампы, компьютеры, холодильник, морозильная камера и т. Д.)) Размеры меняются. Требуется для доступа к энергии, когда солнечные панели не вырабатывают достаточно электроэнергии для питания домашнего хозяйства. Размер варьируется в зависимости от потребностей и предпочтений владельца.
Резервный генератор Большинство, но не все сетевые системы не имеют резервного генератора. Электроэнергия, производимая коммунальными предприятиями, на практике действует как резерв, когда солнечные панели не производят электричество. Необязательно, но часто включается в автономные солнечные фотоэлектрические системы. Используется, когда солнечные панели не вырабатывают электроэнергию, а резервная батарея разряжена или не работает.
Инвертор Двухфункциональный инвертор позволяет подавать избыточную генерируемую мощность в энергосистему, сохраняя при этом поток энергии от панелей и / или (опционального) блока батарей, когда энергосистема не работает. Автономный инвертор преобразует постоянный ток от панелей в переменный ток для использования в домашних условиях.

Основные типы солнечных батарей

Затопленный свинцово-кислотный Свинцово-кислотный герметик с загущенным электролитом Свинцово-кислотный герметичный абсорбированный стеклянный мат (AGM) Литий-ионный Поток
Описание и оптимальное использование Аккумулятор «мокрый элемент», заполненный электролитом.Оптимально для автономного использования со средней и высокой пропускной способностью. Герметичный свинцово-кислотный аккумулятор, в котором используется силикагель, в котором взвешен электролит. Оптимален для большинства применений с глубоким циклом. Герметичный свинцово-кислотный аккумулятор, в котором электролит удерживается в тонких стеклянных матах вместо того, чтобы свободно заливать пластины. Лучше всего подходит для резервных приложений с нечастыми глубокими разрядами, но технологии улучшаются для использования DoD. Самая распространенная технология хранения энергии для всех видов использования на сегодняшний день. Литий-железо-фосфатные (LFP) батареи можно использовать для хранения солнечной энергии. Состоит из реакционных блоков, разделенных электролитами, хранящимися в резервуарах для хранения. Оптимально для хранения большого количества энергии.
Размер По размеру мало чем отличается от автомобильных аккумуляторов, но полный набор аккумуляторов может занимать много места. Зависит от емкости, но мало чем отличается от морского или автомобильного аккумулятора. Домашний банк будет состоять из нескольких батарей. Аналогично свинцово-кислотным и гелевым аккумуляторным батареям. Меньше и легче свинцово-кислотных аккумуляторов из-за большей емкости. Домашняя аккумуляторная система обычно размером с одну или две стиральные машины или небольшой холодильник. Зависит.Может быть очень большим.
Время зарядки Сильно различается из-за многих факторов. Для 100% зарядки может потребоваться от нескольких часов до суток или дольше. От нескольких до нескольких часов в зависимости от множества факторов. До пяти раз быстрее, чем у аккумуляторных батарей. Зависит от нескольких факторов.Для полной зарядки подождите три часа или дольше. «Заряжается» заменой электролита, аналогично заполнению автомобильного бензобака.
Срок службы Зависит от многих факторов, включая езду на велосипеде. Правильно обслуживаемые свинцово-кислотные аккумуляторные батареи могут прослужить до 15 лет и более, но более вероятно, что их срок службы составляет от четырех до восьми лет. Восемь лет при надлежащем обслуживании и DoD менее 20%.В большинстве случаев срок службы батареи составляет от двух до пяти лет. Восемь лет при надлежащем обслуживании и DoD менее 20%. Хорошая оценка — четыре-семь лет. Качественный аккумулятор рассчитан на срок службы до 10 лет. Длительный срок службы. 25 лет или более для ванадиевых окислительно-восстановительных батарей. Может заряжаться и разряжаться без ущерба для срока службы.
Велоспорт Сильно зависит от глубины разряда (DoD) в течение срока службы батареи.Ожидайте от 200 до 300 циклов разрядки / зарядки. Существенно зависит от снятой емкости. 1100 циклов при 50% отведенной мощности. Существенно зависит от снятой емкости. Ожидайте приблизительно от 700 до 800 циклов при нормальном использовании. Существенно различается по нескольким факторам, включая снятую мощность. Для качественного аккумулятора возможно от 5000 до 7000 циклов. Нет ограничений для езды на велосипеде.
Техническое обслуживание Требует регулярного обслуживания, включая добавление воды, очистку терминалов и удаление воздуха. Не требует обслуживания. Не требует обслуживания. Не требует обслуживания. Твердый, не требует заливки или доливки воды. Низкие эксплуатационные расходы.
Температурная чувствительность Да. Более низкие температуры уменьшают емкость аккумулятора. Более высокие температуры увеличивают емкость, но сокращают срок службы всех типов свинцово-кислотных аккумуляторов. Да. Более низкие температуры уменьшают емкость аккумулятора. Более высокие температуры увеличивают емкость, но сокращают срок службы всех типов свинцово-кислотных аккумуляторов. Да. Более низкие температуры уменьшают емкость аккумулятора. Более высокие температуры увеличивают емкость, но сокращают срок службы всех типов свинцово-кислотных аккумуляторов. Да. Более высокие температуры могут вызвать снижение производительности. Да.
Безопасность Содержит токсичный и едкий свинец и серную кислоту.Следует соблюдать осторожность при заправке и подзарядке. Газообразный водород может вызвать взрыв. Содержит токсичный и едкий свинец и серную кислоту. Газообразный водород может вызвать взрыв. При подзарядке необходимо соблюдать осторожность. Содержит токсичный и едкий свинец и серную кислоту. Газообразный водород может вызвать взрыв. При подзарядке необходимо соблюдать осторожность. Несмотря на сообщения о пожарах и взрывах в средствах массовой информации, литий-ионные батареи относительно безопасны при правильном использовании. По своей сути безопасно. Электролит не может нагреваться или загореться.
Стоимость Самая низкая первоначальная стоимость из всех типов для солнечных фотоэлектрических систем. Немного дороже AGM-аккумулятора аналогичной емкости. Значительно ниже первоначальная стоимость, чем у литий-ионных, и дешевле, чем у гелевых элементов, но дороже, чем у заливных свинцово-кислотных аккумуляторов. Дорогое, часто вдвое дороже свинцово-кислотных аккумуляторов. Высокие первоначальные затраты компенсируются долгосрочной экономической эффективностью. Дорого, хотя достижения в области органических водных технологий могут привести к значительному снижению затрат в будущем.
Фактор зеленого Низкий. Свинцово-кислотные батареи токсичны, и свинцово-кислотные аккумуляторы могут протекать. Низкий. Свинцово-кислотные батареи токсичны, хотя компоненты могут быть переработаны. Низкий. Свинцово-кислотные батареи токсичны, хотя компоненты могут быть переработаны. Зависит. Некоторые используют органические материалы, не содержащие токсинов. Однако неорганический литий-ионный аккумулятор токсичен и требует осторожной утилизации. Хорошо. Длительный жизненный цикл, высокая доступность необходимых ресурсов и хорошая способность к переработке.

Мы твердо убеждены в том, что, если вы сможете нести первоначальную стоимость, нет никаких сомнений в том, что литий-ионные батареи будут лучшей частью вашей солнечной домашней энергосистемы, чем использование имеющихся свинцово-кислотных аккумуляторов. Большой компромисс — иметь более дорогостоящее оборудование, но такое, которое служит значительно дольше и работает значительно лучше.”

Конфигурации батарей: неограниченные возможности

Определение правильного типа и размера банка солнечных фотоэлектрических батарей зависит от множества факторов, уникальных для потребностей и предпочтений конкретного домохозяйства. Вот несколько возможных конфигураций для размера аккумуляторной батареи с учетом ряда предположений *:

Ватт-часов в сутки Ватт-часов в день плюс 25% (за неэффективность) Системное напряжение Тип батареи Напряжение отдельной батареи Емкость отдельной батареи Ач (при 20-часовом режиме работы) Количество батарей в серии Количество параллельных строк Общее количество аккумуляторов Общая емкость системы в Ач (при 20-часовом режиме)
1700 2125 12 Свинцово-кислотный заливной / влажный. 2 1110 6 1 6 1110
2400 3000 24 Абсорбирующий стеклянный мат (AGM) 6 310 4 3 12 930
3000 3750 24 Свинцово-кислотный заливной / влажный. 2 1110 12 1 12 1110
3600 4500 48 лари 6 189 8 3 24 567
4200 5250 48 Абсорбирующий стеклянный мат (AGM) 12 370 4 2 8 740

* Примеры предполагают: автономность 3 дня; 50% глубина разряда; Банковская температура 50 градусов.

Аккумуляторные батареи: о чем следует подумать

  • Ватт-часов, необходимых в день

    Это число представляет собой сумму ваших ежедневных потребностей в электроэнергии для всех ваших устройств и других нагрузок, больших и малых.

  • Напряжение аккумуляторной батареи

    Чтобы зарядить батарею, генерирующее устройство должно прикладывать более высокое напряжение (силу электрического тока), чем существует в батарее или батарейном блоке.Для жилых солнечных фотоэлектрических систем напряжение обычно составляет 12, 24 или 48.

  • Дни без солнца (дни автономии)

    Чтобы рассчитать количество энергии, необходимое для хранения в аккумуляторном блоке, важно знать, сколько дней можно рассчитывать на эту накопленную энергию для удовлетворения конкретных потребностей потребителя.

  • Выгрузка

    Глубина разряда (DoD) — это уровень разряда аккумулятора перед подзарядкой.DoD оказывает значительное влияние на эффективность и срок службы батарей. В большинстве случаев, особенно для свинцово-кислотных аккумуляторов, DoD в 50 процентов является хорошей начальной оценкой. DoD для других типов батарей может значительно отличаться.

  • Температура

    Холод отрицательно сказывается на характеристиках аккумулятора. При выборе размера батарейного блока необходимо учитывать температуру, если он расположен в холодном или особенно жарком месте.Чем ниже температура, тем больше требуется емкость аккумулятора. Жаркие места могут повлиять на срок службы батареи.

Снижение стоимости солнечных батарей и батарей

Две главные причины огромного роста солнечных фотоэлектрических систем в США за последние несколько лет — это очень популярные налоговые льготы и льготы, а также резкое падение цен на компоненты системы. Снижение цен на аккумуляторы также оказалось полезным.Возьмите огромные достижения в области технологий и добавьте к этому огромное увеличение использования батареи. Результат? Существенно более низкие затраты на аккумуляторные батареи, которые, как ожидается, сохранятся в будущем, как показано на двух диаграммах ниже:

Стоимость батареи и солнечной энергии

Источник: Bloomberg Business

Прогноз цены аккумулятора ($ / кВтч)

Источник: Solar Power World

Как работает накопитель на солнечных батареях

Один из лучших способов эффективно использовать солнечную фотоэлектрическую систему с резервной батареей — это зарядить батареи в часы пиковой нагрузки, а затем использовать накопленную электроэнергию, когда солнце садится.В результате уменьшается зависимость от электроэнергии, предоставляемой местными коммунальными предприятиями, и ежемесячного счета, который идет с ней, как показано на графиках ниже:

Общие сведения о характеристиках солнечных батарей

Люди должны быть умными потребителями, когда дело доходит до понимания рейтингов батарей — как они рекламируются и как указываются.Каждая компания или продукт, на которые вы смотрите, убедитесь, что вы понимаете, что означают эти рейтинги. Вы знаете, что на самом деле означает этикетка на 100 ампер-часов и сколько ампер-часов вы можете использовать, прежде чем вам придется снова заряжать [эти батареи]? »

Не смущайтесь, если вы не понимаете спецификации, которые производители аккумуляторов предоставляют вместе со своими продуктами. Вы, конечно, не одиноки.На их лицо спецификации могут выглядеть как загадочный набор сокращений, цифр и символов, для понимания которых, кажется, требуется диплом инженера колледжа. В результате часто почти невозможно узнать, содержат ли спецификации, которые вы читаете, какую-либо полезную информацию. Вот пять общих элементов, которые могут появиться в спецификации аккумулятора, и их значение:

Классификация

Классификация или классификация элементов относится к типу батареи, т.е.е. затопленный свинцово-кислотный, гель VRLA, стекломат (AGM), литий-ионный и т. д.

Номинальное напряжение

Номинальное напряжение относится к среднему напряжению, которое выдает аккумуляторная батарея при разряде. Реальное напряжение обычно ниже или выше, но остается близким к номинальному напряжению для целей проектирования и стандартов.

Вместимость

Наиболее распространенная характеристика батареи. Емкость обычно выражается в ампер-часах (Ач), что означает количество энергии, которое может храниться в батарее.Рейтинг в ампер-часах рассчитывается путем умножения силы тока (в амперах) на время разряда (в часах).

В спецификации может быть список, который выглядит следующим образом: «135 Ач @ 100 часов», что означает, что батарея будет обеспечивать ток 1,35 А при рабочем напряжении непрерывно в течение 100 часов. Цифра 1,35 рассчитывается путем деления рейтинга ампер-часов (в данном случае 135) на количество часов (100). Или вы можете увидеть листинг в такой форме: «C / 20 — 55Ah». В этом случае батарея обеспечит 2.75 ампер на 20 часов.

К сожалению, номинальная мощность в ампер-часах дает только обобщенный способ понимания емкости и не имеет большого значения, если не определяется глубиной разряда.

Цикл жизни

Цикл относится к одной полной разрядке / зарядке батареи. Обычно это указывается в терминах «жизненного цикла» батареи или общего количества циклов практического использования батареи с течением времени.Срок службы часто отображается в спецификации в виде графика или гистограммы с «полными циклами» на одной оси и «глубиной разряда» на другой оси. Это потому, что, как обсуждалось ранее, на срок службы батареи сильно влияет уровень разряда каждого цикла.

Температура

На производительность аккумулятора почти всегда влияет температура его хранения: чем выше температура, тем выше его емкость или производительность.В технических характеристиках может быть указан диапазон рабочих температур или представлен график в процентах температуры / емкости.

Вт против ампер против вольт: в чем разница?

Ом

Ом относятся к электрическому сопротивлению. Чем выше сопротивление, тем труднее протекать электрический ток.

Вольт

Напряжение относится к потенциалу движения энергии.Вольт — это единица измерения силы, с которой электричество «проталкивается» между двумя точками вдоль проводника. Представьте, что напряжение — это давление воды в садовом шланге. Давление воды может оставаться в шланге независимо от того, выходит он одним концом или нет.

Вт

Ватт — это стандартная единица измерения электрической мощности или, другими словами, единица измерения объема работы, которую можно выполнить.Один ватт равен одному амперу тока, протекающего при одном вольте.

усилитель

Ампера относятся к фактическому количеству энергии, проходящей через проводник и вытягиваемой для использования. Если вольт — это давление воды в садовом шланге, то ампер — это сама вода.

Соотношение между ваттами, вольтами и амперами работает следующим образом:

  • Ватт = Вольт x Ампер или
  • Вольт = Ампер / Вт или
  • Амперы = Ватты / Вольт

Часто задаваемые вопросы о солнечных батареях

Могу ли я отключиться от сети с помощью солнечных батарей?

Конечно.То есть, если вы установите достаточно солнечных панелей для выработки энергии, необходимой для работы вашего дома, и установите достаточное количество резервных батарей для хранения энергии, необходимой для работы вашего дома, когда панели не производят. Все дело в уникальных энергетических потребностях, предпочтениях и намерениях потребителя.

Безопасно ли хранить аккумулятор?

На практике все, что связано с электричеством, не является полностью безопасным.Тем не менее, аккумуляторное хранение энергии безопасно, если все сделано правильно. Вопросы, требующие внимания, включают: электрическую проводку; химические опасности, которые могут привести к пожару и / или взрывам, а также утечкам токсичных или коррозионных материалов; и выход ядовитых газов. Опять же, правильная установка и использование батарей является ключом к безопасности батарей.

Куда мне поставить аккумулятор?

Расположение батарейного блока имеет решающее значение и зависит от типа используемых батарей.Например, некоторые батареи выделяют газы, которые необходимо удалить надлежащим образом, чтобы избежать возгорания. Вообще говоря, следует использовать хорошо вентилируемый корпус, специально предназначенный для аккумуляторной батареи. Он должен быть легко доступен для взрослых, но недоступен для детей, домашних животных и вредителей. Не забудьте включить вывески с предупреждениями о безопасности, а также указать процедуры выключения.

Можно ли взять аккумуляторную батарею, если я перееду?

Простой ответ — да.Однако для перемещения аккумуляторной батареи требуется надлежащее снятие, транспортировка и повторная установка. Помните, что перемещение аккумуляторной батареи никогда не следует рассматривать как самостоятельный проект. Всегда используйте для работы полностью лицензированного и опытного электрика.

Могу ли я добавить батареи в аккумуляторную батарею позже?

Настоящий вопрос: «Следует ли мне добавлять батареи в уже установленную и работающую батарею?» И ответ, вероятно, нет.Прежде всего, смешивание батарей разных производителей, размеров или спецификаций, вероятно, не будет работать вместе и может привести к полному отказу системы. А смешивание старых и новых батарей, даже если все характеристики совпадают, может вызвать множество опасностей, потому что новые батареи достигнут своего уровня заряда раньше, чем старые. Вы можете добавить батареи в свою систему в том и только в том случае, если те, которые вы добавляете, будут одной марки, типа, характеристик и, что наиболее важно, примерно одного возраста. В противном случае забудьте об этом.

Как утилизировать или утилизировать аккумулятор?

Утилизация старых батарей — важная проблема. Батареи всегда должны утилизироваться надлежащим образом, независимо от типа. Здесь важно отметить, что, как и перемещение аккумуляторной батареи, переработка аккумуляторов не является делом своими руками. Батареи должны быть полностью разобраны, а их компоненты должным образом переработаны по отдельности.Поэтому всегда отнесите свои старые батареи к лицензированному профессиональному переработчику.

Будущее солнечных батарей

«Просьюмер» — это человек, участвующий в разработке и настройке продуктов в соответствии со своими потребностями. Что касается энергии, потребителем может быть тот, кто одновременно потребляет и производит энергию (помещая ее обратно в сеть), как правило, с помощью солнечной фотоэлектрической системы на крыше.

Современные солнечные фотоэлектрические элементы используются с середины 1970-х годов, когда были изготовлены первые фотоэлектрические элементы из аморфного кремния. Солнечные технологии, как в целом, так и в отношении бытовых систем хранения энергии (RESS), с тех пор развивались семимильными шагами. На горизонте также есть много потенциальных скачков, и этот факт очень воодушевит потребителей энергии. Прежде всего, с точки зрения RESS, в течение следующего десятилетия ожидается взрывной рост, обусловленный огромным увеличением использования солнечных панелей в жилых домах и при участии множества крупных компаний, таких как Tesla, и таких перспективных компаний, как Dragonfly Energy.

Однако дело не только в чистом росте. Просьюмерам тоже есть на что рассчитывать с точки зрения инноваций. Согласно недавнему отчету Navigant Consulting, ожидается, что прогресс в технологии литий-ионных аккумуляторов будет лидером, на который будет приходиться подавляющая часть будущей емкости RESS. Например, обратите внимание на растущее развитие и использование литий-железо-фосфатных батарей. Достижения в технологии свинцово-кислотных и проточных батарей означают, что они также будут играть важную роль в накоплении энергии в жилищах в будущем.

Почему солнечные батареи и обычные батареи отличаются — Kosmos Solar

Независимо от типа батареи, их цель — вызвать химическую реакцию, которая создает электрический ток, который затем используется для выработки полезной энергии. То, как электричество генерируется и хранится, напрямую влияет на количество электричества, которое может быть произведено данным типом батареи. В Kosmos Solar в Гранд-Прери, штат Техас, наша команда опытных специалистов по солнечным панелям потратила годы, работая с владельцами домов и предприятий по всему Северному Техасу, чтобы помочь им воспользоваться невероятными преимуществами, предлагаемыми энергетическими системами на солнечной энергии.

В отличие от обычных батарей, аккумуляторные батареи можно заряжать, используя преимущества технологии, которая позволяет обратить вспять химический процесс. Подача электричества к батарее меняет химическую реакцию, и батарею можно перезаряжать. После перезарядки аккумулятор можно снова и снова использовать для питания устройств (например, бытовой техники).

Хотя концепция зарядки и последующего повторного использования батареи не нова или необычна, способы использования аккумуляторных батарей за последние годы изменились.Хотя аккумуляторные батареи уже давно используются в повседневных устройствах, таких как наши автомобили, эти типы батарей не работают так же, как батареи на солнечных батареях.

Чтобы помочь владельцам дома и бизнеса лучше понять, почему так важно иметь в хорошем состоянии серию солнечных батарей как часть их энергосистемы, основанной на солнечной энергии, мы решили потратить некоторое время на изучение по-разному эти батареи разные.

Общие сведения о автомобильных аккумуляторах

В большинстве случаев автомобили работают на свинцово-кислотных аккумуляторах.Известные как аккумуляторы SLI, они предназначены для обеспечения быстрых всплесков электроэнергии, которые можно использовать для запуска двигателя и доведения генератора переменного тока до точки, при которой он может обеспечивать непрерывное питание автомобиля. Свинцово-кислотные батареи SLI имеют внутри две пластины из диоксида свинца, погруженные в серную кислоту. Комбинация этих элементов вызывает химическую реакцию, которая генерирует электроны, которые вибрируют пластины и создают электричество для использования. Существует четыре популярных типа батарей, которые можно разделить на типы с мокрыми ячейками и VRLA.

В категорию батарей с мокрыми элементами входят батареи SLI и батареи с глубокими ячейками (также известные как морские батареи). В то время как аккумуляторы SLI используются в автомобилях и других наземных транспортных средствах, аккумуляторы с глубокими ячейками предназначены для обеспечения длительной скорости разряда вместо коротких импульсов, что соответствует потребностям транспортных средств на воде.

Аккумуляторы VRLA — это отдельный тип аккумуляторов, который изначально герметичен. Таким образом, газы, образовавшиеся в результате химических реакций, не могут выйти наружу.В настоящее время существует два типа батарей VRLA, известных как аккумуляторные батареи и батареи из абсорбирующего стекломата. В гелевых батареях используется формула геля, которая более безопасна, чем традиционные жидкости, в то время как батареи из стекломата используют тонкие волокна для выработки электричества.

Почему солнечные батареи такие разные

Причина, по которой важно понимать, как работают эти разные типы батарей, заключается в том, что батареи, используемые для солнечных энергетических систем, представляют собой батареи глубокого цикла. В настоящее время для солнечной энергии обычно используются три типа батарей глубокого цикла, включая литий-ионные, свинцово-кислотные и аккумуляторы для соленой воды.В большинстве солнечных систем предпочтительнее использовать литий-ионные батареи, поскольку они легче, имеют больший срок службы и повышенную эффективность.

Литий-ионные аккумуляторы вырабатывают электричество в результате химической реакции, как и другие аккумуляторы, но поскольку литий — легкий металл, электрические токи проходят легче, что делает их идеальным вариантом для использования в домашних условиях. В настоящее время существует несколько типов литий-ионных батарей, доступных для использования в солнечных энергетических системах, и важно поработать со знающим специалистом по солнечной энергии, чтобы решить, какая батарея лучше всего подойдет для вашей установки.

Спросите у Kosmos Solar в Гранд-Прери, штат Техас, о солнечных батареях

Хотя проектирование вашей солнечной энергосистемы дома всегда является отличным вариантом, никогда не рекомендуется использовать обычный автомобильный аккумулятор. Результаты могут быть далеко не идеальными, а в некоторых случаях даже опасными, если не будут приняты надлежащие меры предосторожности. Обычные автомобильные аккумуляторы не рассчитаны на длительную разрядку, поэтому всегда лучше спросить у профессионала, имеющего подготовку и опыт, прежде чем делать предположения во время самостоятельной установки.

В Kosmos Solar наша команда в течение многих лет помогает сообществам Даллас-Форт-Уэрт, штат Техас, по мере того, как все больше и больше людей переходят с традиционной энергетики на солнечную. Если у вас есть вопросы о наших услугах или вы хотите назначить консультацию, не стесняйтесь обращаться к нам прямо сейчас!

Как работают солнечные батареи?

Солнечная батарея — это батарея, которая накапливает энергию солнечной фотоэлектрической системы. Панели системы поглощают энергию солнца и преобразуют ее в электричество, которое затем проходит через инвертор и используется в вашем доме.Батарея — это дополнительный компонент, который может позволить вам накапливать энергию, вырабатываемую панелями, и использовать ее в более позднее время, например, вечером, когда панели больше не производят энергию.

Если у вас нет автономной системы, ваша солнечная фотоэлектрическая система подключена к электросети, что позволяет вашему дому продолжать получать электроэнергию, если ваши панели не производят достаточно энергии для удовлетворения ваших потребностей в энергии. Когда производство вашей системы превышает потребление энергии, избыточная энергия отправляется обратно в сеть, это процесс, называемый «нетто-учет».Когда это произойдет, вы получите кредит на ваш следующий счет за электроэнергию, который уменьшит вашу сумму платежа.

Но для тех, кто отключен от сети или предпочитает хранить избыточную энергию самостоятельно, а не отправлять ее обратно в сеть, солнечные батареи могут стать отличным дополнением к их солнечной фотоэлектрической системе.

Как работает солнечная батарея?

Как упоминалось ранее, избыточная энергия вашей солнечной фотоэлектрической системы откладывается в батарее. Это означает, что излишки энергии могут храниться в нем и могут быть легко использованы вами на месте, когда ваши солнечные батареи не вырабатывают достаточно электроэнергии.

При выборе типа батареи для хранения энергии учитывайте следующее:

  1. Срок службы батареи и гарантия
  2. Мощность
  3. Глубина разряда (DoD)

Срок службы батареи обычно составляет от пяти до 15 лет, хотя ожидается, что он значительно увеличится, чтобы не отставать от роста солнечных панелей с годами. Гарантия на батареи обычно указывается в годах или циклах, например, sonnenBatterie имеет гарантию 10 лет или 10 000 циклов (в зависимости от того, что наступит раньше).

Мощность — это общее количество электроэнергии, которое может сохранить батарея. Солнечные батареи обычно штабелируются, что означает, что вы можете иметь дома несколько аккумуляторных батарей для увеличения емкости.

DoD измеряет степень использования батареи по отношению к ее общей емкости. Если батарея имеет 100% DoD, это означает, что вы можете использовать полную емкость аккумулятора (например, 2,5 кВтч) для питания вашего дома. Если батарея имеет степень защиты 94%, это означает, что вы можете использовать до 94% емкости батареи (например,грамм. для аккумулятора на 2,5 кВт вы можете использовать до 2,35 кВт, прежде чем аккумулятор потребуется снова зарядить).

Общие типы солнечных батарей
  1. Литий-ионный

Для обеспечения максимального срока службы и DoD лучшим выбором для домашнего аккумулятора будет литий-ионный аккумулятор. Большинство новых домашних аккумуляторов используют эту технологию, так как они имеют более длительный срок службы и более высокую степень повреждения. Литий-ионные аккумуляторы также более компактны, хотя и дороже свинцово-кислотных аккумуляторов.Примеры литий-ионных батарей включают sonnenBatterie, LG Chem Resu и Tesla Powerwall.

  1. Свинцово-кислотный

Свинцово-кислотные батареи используются в течение десятилетий и являются одними из самых дешевых вариантов в домашних накопителях энергии для автономных энергосистем. Недостатком покупки этого типа технологий является то, что они устаревают и имеют более низкую степень разряда по сравнению с другими типами батарей.

Преимущества хранения батарей

Аккумуляторная батарея позволяет вам стать более энергонезависимыми.Батареи максимально увеличивают потребление солнечной энергии, уменьшая количество электроэнергии, которую вам нужно покупать из сети. Они также позволяют вашему дому продолжать использовать солнечную энергию в вечернее время, сохраняя избыточную солнечную энергию, производимую в течение дня, чтобы ее можно было использовать, когда она вам нужна.

В более крупном масштабе батареи могут помочь сбалансировать краткосрочные колебания мощности, управлять пиковым потреблением и действовать в качестве резервного для предотвращения или восстановления после отключения электроэнергии, затрагивающего всю сеть.Установка решений для хранения энергии также влияет на предложение и спрос на возобновляемые источники энергии. Более чистые источники энергии могут быть легче интегрированы в экосистему электричества, когда будут разработаны решения по хранению энергии, и они могут дать нам больше гибкости в производстве и использовании электроэнергии.

Солнечная батарея не обязательно подходит для работы со всеми солнечными фотоэлектрическими системами. Во-первых, вам необходимо убедиться, что ваша система совместима с добавленной к ней батареей, и если вы хотите добавить батарею, чтобы еще больше снизить счета за электроэнергию, вам необходимо убедиться, что ваша система вырабатывает достаточно избыточной энергии для зарядки аккумулятор после того, как он обеспечит текущую ежедневную потребность в энергии в ваш дом.Если нет, возможно, вам придется подумать об увеличении вашей солнечной фотоэлектрической мощности, чтобы обеспечить необходимую избыточную энергию.

Если вам нужна дополнительная информация о том, подходит ли аккумулятор для вашей ситуации, свяжитесь с нами сегодня.

Как солнечные батареи работают в вашем доме?

Солнечные батареи — неотъемлемая часть энергетической независимости дома. Здесь мы подробно рассмотрим, как именно работают солнечные батареи.В этом примере мы предположим, что батарея работает в паре с солнечной системой, а не просто с отдельной батареей.

Шаг 1: Солнечная энергия

Процесс начинается с солнечной батареи на крыше, производящей энергию. Солнечный свет попадает на панели, которые преобразуют видимый свет в электрический ток.

Электроэнергия постоянного тока, производимая солнечной системой, затем может быть преобразована в мощность переменного тока или сохранена как мощность постоянного тока, в зависимости от того, использует ли система аккумулятор переменного или постоянного тока.Подробнее об этом чуть позже.

Шаг 2: Зарядка аккумулятора

Дом будет иметь первостепенное значение для солнечной энергии. Электроэнергия, производимая панелями, будет напрямую питать главную электрическую панель дома и питать все в доме, от телевизоров и освещения до кондиционирования воздуха и зарядки электромобилей.

Часто солнечные системы могут производить больше энергии, чем требуется в данный момент для дома. Представьте себе прекрасный весенний день, когда погода умеренная, поэтому дом не потребляет много электроэнергии, но панели вырабатывают много энергии.В таких условиях мощность солнечной системы может легко превысить потребности дома.

Без батареи эта дополнительная энергия будет возвращаться в сеть через процесс, известный как чистое измерение. Фактически, эта дополнительная мощность будет «вращать счетчик в обратном направлении» и предоставить домовладельцу кредит, который поможет компенсировать мощность, потребляемую из сети, когда система не удовлетворяет все потребности дома (например, ночью).

С батареей, вместо того, чтобы идти в сеть, дополнительное электричество, производимое солнечной системой, поступает в батарею и заряжает ее.Скорость зарядки аккумулятора зависит от количества производимой дополнительной энергии, что само по себе зависит от множества факторов, таких как размер солнечной системы и текущая потребность в электроэнергии в доме.

Шаг 3: зарядка постоянным током и переменным током

Когда дома работают от переменного тока (переменного тока), все батареи нуждаются в постоянном токе для зарядки. Вот почему на кабеле вашего ноутбука есть такая большая коробка — он преобразует мощность переменного тока, идущую от стены, в мощность постоянного тока для зарядки аккумулятора ноутбука.

Если для зарядки всех аккумуляторов требуется постоянный ток, тогда что такое аккумулятор переменного тока?

Аккумулятор переменного тока — это аккумулятор, который может принимать входящую мощность переменного тока, и он использует встроенный инвертор для преобразования его в мощность постоянного тока, который затем заряжает аккумулятор. Когда аккумулятор подает электроэнергию в дом, инвертор затем преобразует мощность постоянного тока, поступающую от аккумуляторного блока, обратно в переменный ток, который затем подается в дом.

Большинство современных солнечных батарей, включая Tesla Powerwall, являются батареями переменного тока.Самым большим преимуществом батарей переменного тока является то, что их можно использовать с любой солнечной системой. С ними можно соединить любой солнечный инвертор, включая микроинверторы, поскольку они могут принимать выход переменного тока от любой системы. Это делает их очень гибкими и легко модернизируемыми для существующих солнечных систем.

Напротив, батареи постоянного тока, такие как LG Chem, не имеют встроенного инвертора. В результате их необходимо заряжать напрямую от источника постоянного тока. Для этого требуется специализированный инвертор, который может передавать мощность постоянного тока, вырабатываемую солнечными панелями, непосредственно в батарею, не преобразуя ее сначала в переменный ток.Когда аккумулятор нуждается в питании дома, мощность постоянного тока от источника питания подается на внешний солнечный инвертор, где она преобразуется в мощность переменного тока, которая затем питает дом.

Самым большим преимуществом аккумуляторов постоянного тока является то, что они имеют более высокую эффективность при двустороннем переключении. Каждый раз, когда электричество переключается с постоянного тока на переменный (или наоборот), примерно 5% мощности теряется на тепло. Следовательно, чем больше раз вы инвертируете мощность, тем больше энергии вы потеряете. В результате батареи постоянного тока более эффективны, чем батареи переменного тока, поскольку они реже инвертируют мощность.Батареи постоянного тока также обычно дешевле, поскольку в них нет дополнительного инверторного оборудования.

Шаг 4: Разрядка аккумулятора

Теперь, когда аккумулятор заряжен дополнительной солнечной энергией, будь то переменный или постоянный ток, эта накопленная энергия может быть использована в доме позже. Есть две основные причины, по которым домовладелец хотел бы иметь дополнительную энергию, запасенную для дальнейшего использования.

Первая причина заключается в том, что в доме отключено электричество из сети.Как только произойдет отключение электроэнергии, резервный шлюз аккумуляторной системы изолирует дом от сети и активирует аккумулятор, чтобы немедленно обеспечить питание цепей, к которым он подключен. В этом отношении батарея будет работать как обычный генератор, за исключением того, что батареи намного лучше генераторов во всех важных аспектах.

Вторая причина хранить энергию для дальнейшего использования — это воспользоваться тарифными планами по времени использования (TOU) от коммунальных компаний. Многие коммунальные предприятия переводят домовладельцев на тарифы TOU, потому что эти планы более точно отражают изменения оптовых цен на электроэнергию в течение дня.В Калифорнии домовладельцы крупных коммунальных предприятий, принадлежащих инвесторам (PGE, SCE, SDGE), должны перейти на тарифный план TOU при установке солнечных батарей.

Согласно тарифному плану TOU дополнительная энергия, которую панели производят в середине дня, менее ценно, чем энергия, потребляемая из сети в ночное время. В результате использование солнечной батареи может помочь домовладельцам сэкономить больше денег, поскольку они не будут платить за коммунальные услуги в вечернее время. Вы можете узнать больше о ставках TOU и экономии здесь.

Заключение

Это действительно так просто! Солнечные батареи улавливают излишки солнечной энергии и позволяют использовать ее, когда это наиболее выгодно для домовладельца, например, во время отключения электричества или для дополнительной экономии на счетах за электроэнергию.Поговорите с одним из наших консультантов по энергетике, чтобы увидеть вашу индивидуальную солнечную и аккумуляторную систему!

Какая солнечная батарея лучше всего подходит для вашего дома?

Становится все более обычным устанавливать солнечные батареи вместе с солнечными панелями, особенно по мере того, как перебои в подаче электроэнергии становятся все более распространенным явлением по всей территории США.

Батареи обеспечивают значительные преимущества, такие как обеспечение резервного питания, а стоимость установки накопителей энергии продолжает дешеветь с каждым годом. Но бывает сложно понять, на что обращать внимание при покупке солнечной батареи.

В этом блоге мы разберем все, что вам нужно знать о солнечных батареях, от самых популярных домашних аккумуляторов на рынке до того, какие функции следует искать, чтобы вы могли выбрать правильный аккумулятор для своего дома.

Солнечные панели производят больше электроэнергии в середине дня, чем в любое другое время.

Середина дня также бывает, когда дома потребляют наименьшее количество электроэнергии. Из-за этого ваши солнечные панели будут вырабатывать много электричества днем, которое вам не понадобится.

Солнечные батареи могут накапливать эту дополнительную солнечную энергию, поэтому вы можете использовать ее позже на . Это позволяет вам питать свой дом чистой возобновляемой энергией от солнечных панелей, даже если они не производят электричество.

Что хорошего в установке солнечной батареи, так это то, что она позволяет вам меньше зависеть от сети, обеспечивая при этом доступ к надежному резервному источнику питания в случае отключения электроэнергии.

Сколько будут стоить солнечные батареи в 2021 году?

В зависимости от химического состава батареи установка солнечной батареи может стоить от 200 до 15 000 долларов.Сетевые солнечные панели в жилых домах обычно сочетаются с литий-ионными батареями, стоимость которых, как правило, колеблется в пределах от 7000 до 14000 долларов.

Однако у большинства людей такие деньги просто не валяются. К счастью, батареи, которые работают в паре с солнечными системами, имеют право на 26% -ную федеральную налоговую скидку на солнечную батарею. В некоторых штатах даже есть дополнительные льготы по использованию солнечных батарей, например, программа SGIP в Калифорнии.

Узнайте, сколько будут стоить солнечные панели для вашего дома

Нужна ли солнечная батарея?

Хотя сочетание солнечных панелей с накопителями энергии становится все более распространенным, это не означает, что это правильный выбор для всех.

Установка солнечной батареи дает наибольшие преимущества домовладельцам, которые живут в районах с частыми перебоями в подаче электроэнергии, где нет полноценных сетевых измерений или если в вашем районе действуют льготы по использованию аккумуляторов. Солнечные батареи также хороши, если ваши основные причины перехода на солнечную энергию связаны с окружающей средой, поскольку они позволяют максимально увеличить количество возобновляемой энергии, которую использует ваш дом.

Однако, если вы хотите сэкономить, солнечная батарея может вам не стоить .Мы имеем в виду, что если вы живете в штате с полностью розничным сетевым счетчиком, вы сэкономите столько же денег с батареей, как и без нее. Все, что батарея будет делать, — это добавить тысячи долларов к вашей солнечной установке.

Вы можете узнать больше о том, как ваши планы учета коммунальных сетей влияют на инвестиции в солнечную батарею здесь.

Какая лучшая солнечная батарея на рынке?

Литий-ионные солнечные батареи — лучший выбор для большинства домовладельцев .Они не требуют обслуживания, служат дольше свинцово-кислотных аккумуляторов и могут хранить больше энергии.

Три популярные литий-ионные домашние солнечные батареи:

  • Tesla Powerwall
  • LG Chem RESU
  • sonnenCore

Давайте подробнее рассмотрим, что могут предложить эти батареи.

Tesla Powerwall

Цена (перед установкой): $ 8,500 Купить

Источник изображения: Tesla

Спецификация Tesla Powerwall
Цена (до установки) 8 500 долл. США
Цена за кВтч (до установки) $ 555 / кВтч
Полезная емкость 13.5 кВтч
Номинальная мощность 5 кВт
МО 100%
КПД в оба конца 90%
Гарантия 70% через 10 лет или производительность 37,8 МВтч
Химия Литий-никель-марганец-кобальт (NMC)

Tesla Powerwall, вероятно, самый известный вариант солнечных батарей, и не зря.Он поставляется по отличной цене — 8 500 долларов США, включая систему управления шлюзом, — и, кстати, обладает впечатляющими функциями. С учетом затрат на установку общая стоимость Powerwall составит 12 000 долларов.

Powerwall может выдерживать 13,5 кВт электроэнергии. Это примерно половина потребления электроэнергии в среднем американском домохозяйстве. Другие батареи такого размера, вероятно, будут стоить вам значительно дороже. Батарею можно полностью разрядить перед ее перезарядкой, что означает, что вы сможете использовать больше энергии батареи.

У него довольно стандартная гарантия для литий-ионных аккумуляторов: Powerwal будет работать на 70% своей номинальной емкости в течение 10 лет или после выработки 37,8 мегаватт-часов энергии, в зависимости от того, что наступит раньше.

Самым большим недостатком Tesla Powerwall является то, что они больше не доступны для индивидуальной продажи . Если вам нужен Powerwall, он должен быть установлен с новой солнечной панелью Tesla или солнечной системой крыши, или с новой системой солнечных панелей, установленной партнером Powerwall, например Sunrun.

Это означает, что если у вас есть существующая система солнечных батарей, вы не можете добавить Powerwall. Это также означает, что вам нужно использовать солнечную энергию с Tesla или одним из их партнеров, вместо того, чтобы иметь возможность искать установщиков. Для нас это довольно серьезный красный флаг, поскольку у Tesla не очень хорошая репутация, когда речь идет об их долгосрочном обслуживании клиентов в области солнечной энергетики.

Кроме того, поскольку они не предназначены для индивидуальной продажи, вы не можете использовать Powerwall для установки вне сети. В любом случае они не подходят для работы вне сети, так что это не большая потеря, если вы хотите полностью отключиться от сети.

LG Chem RESU

Цена (до установки): $ 5,000 — $ 7,000 Купить сейчас

Источник изображения: Solar Power World

Спецификация LG CHEM RESU 7H LG Chem RESU 10H
Цена * (до установки) 5000 долларов США 7 000 долл. США
Цена за кВтч (до установки) 757 $ / кВтч 752 $ / кВтч
Полезная емкость 6.6 кВтч 9,3 кВтч
Номинальная мощность 3,5 кВт 5 кВт
МО 95% 90%
КПД в оба конца 94,5% 94,5%
Гарантия 60% через 10 лет или производительность 22,4 МВтч 60% через 10 лет или 22 года.Пропускная способность 4 МВтч
Химия Литий-никель-марганец-кобальт (NMC) Литий-никель-марганец-кобальт (NMC)

* Ориентировочные цены, фактические цены могут отличаться

LG Chem RESU — еще одна популярная литий-ионная солнечная батарея. Батарея LG бывает двух размеров: 6,6 киловатт-час (кВтч) и 9,3 кВтч. В зависимости от того, какой солнечный инвертор вы выберете, также можно выбрать из разных моделей.Кроме того, LG CHEM RESU можно использовать для полностью автономных солнечных установок.

Разнообразие моделей аккумуляторов, предлагаемых LG, является огромным преимуществом для домовладельцев. В отличие от Powerwall, который теперь требует от вас установки системы солнечных панелей Tesla и инвертора Tesla, LG Chem позволяет лучше настроить вашу систему солнечной энергии с накоплением. Еще одним преимуществом LG Chem является то, что он заряжается напрямую от энергии постоянного тока, вырабатываемой вашими солнечными панелями, что делает его более эффективным.

Однако RESU не может удерживать такую ​​большую мощность и имеет более короткий срок службы, чем другие литий-ионные батареи, представленные на рынке.Гарантия LG гласит, что их батареи будут работать на 60% от своей первоначальной емкости только через 10 лет или после выпуска 22,4 МВтч, в зависимости от того, что наступит раньше.

сонненкор

Цена (перед установкой): $ 9,500 Купить

Источник изображения: sonnen

Спецификация sonnenCore
Цена (до установки) $ 9 500
Цена за кВтч (до установки) 950 $ / кВтч
Полезная емкость 10 кВтч
Номинальная мощность 4.8 кВт
МО 100%
КПД в оба конца > 85%
Гарантия 70% через 10 лет или пропускную способность 58 МВтч
Химия Литий-железофосфат (LFP)

Аккумулятор sonnenCore — новейший продукт от производителя аккумуляторов класса люкс sonnen.Sonnen выпустила аккумулятор sonnenCore, который в 2020 году выйдет на основной рынок бытовых хранилищ.

Стоимость sonnenCore до установки составляет 9500 долларов, его емкость составляет 10 кВтч, а эффективность приема-передачи составляет не менее 85%. В отличие от Powerwall или LG Chem, sonnenCore представляет собой литий-ионно-фосфатную батарею, которая делает ее менее восприимчивой к возгоранию и продлевает срок службы батареи.

Согласно гарантии Sonnen, sonnenCore будет работать на 70% своей первоначальной мощности через 10 лет или после выработки 58 МВт · ч электроэнергии, в зависимости от того, что наступит раньше.Таким образом, хотя sonnenCore прослужит вам дольше, его цена будет выше. Батарею sonnenCore нельзя использовать для автономных солнечных установок.

Что лучше: Tesla, LG или sonnen?

В целом, вы не ошибетесь с любой из этих батарей. Но, если бы нам пришлось выбирать, LG Chem RESU оказался для нас победителем. Он экономичен, вы можете установить несколько, чтобы удовлетворить свои потребности в энергии, они подходят для полностью автономных солнечных установок и широко доступны.

Но технические характеристики LG не так хороши, как у Tesla и sonnen. Итак, если вы ищете аккумулятор с лучшими характеристиками, выбирайте sonnen, если они доступны в вашем регионе.

Tesla Powerwall будет нашим выбором номер один, но поскольку теперь вам необходимо установить Powerwall с новой солнечной системой Tesla, мы просто не можем сказать, что это лучший выбор — и это позор, потому что Powerwall впечатляющий аккумулятор.

Особенности, которые следует учитывать при покупке солнечной батареи

При поиске солнечной батареи следует учитывать четыре ключевые особенности:

  • Номинальная мощность и грузоподъемность
  • Глубина разряда (DoD)
  • Рейтинг эффективности
  • Гарантия

Давайте разберем эти термины и их значение, чтобы вы могли лучше понять, что искать.

1. Номинальная мощность и полезная емкость

Хотя это два разных показателя, важно рассматривать мощность и полезную емкость вместе, так как они показывают, какую часть вашего дома может заряжать аккумулятор и как долго .

Показатель полезной емкости показывает, сколько киловатт-часов (кВтч) электроэнергии будет храниться в аккумуляторе, который вы фактически можете использовать. Это определит, как долго ваша батарея сможет подавать электричество в ваш дом.

Номинальная мощность — это количество электроэнергии, которое батарея может доставить в ваш дом за один раз, измеряется в киловаттах (кВт). Это даст вам представление о том, сколько приборов может заряжать аккумулятор.

Батареи с высокой номинальной мощностью и низкой номинальной мощностью будут обеспечивать питание некоторых важных приборов, таких как холодильники и стиральные машины, в течение продолжительных периодов времени. Эти типы аккумуляторов отлично подходят в качестве аварийных резервных генераторов.

Батарея малой емкости и высокой мощности сможет обеспечить питание большей части вашего дома, но только в течение нескольких часов.

2. Глубина разряда (DoD)

Глубина разряда (DoD) солнечной батареи — это процент разряда батареи по отношению к общей емкости батареи .

DoD звучит более запутанно, чем есть на самом деле. Проще говоря, это процент использованной энергии, хранящейся в аккумуляторе. Итак, если ваша батарея вмещает 10 кВтч электроэнергии, а вы используете 6 кВтч, DoD составляет 60%.

У большинства солнечных батарей есть специальный список DoD для поддержания работоспособности батареи.Например, если у вас аккумулятор емкостью 10 кВтч с рекомендуемым значением DoD, равным 80%, вы не должны использовать более 80% электроэнергии, хранящейся в аккумуляторе. В данном случае это 8 кВтч. Использование более 8 кВтч может привести к повреждению аккумулятора.

Как правило, лучше иметь более высокий рейтинг DoD, поскольку он позволяет использовать больше энергии, хранящейся в вашей батарее, прежде чем вам придется ее перезаряжать, что продлевает срок службы батареи.

3. Эффективность поездки туда и обратно

Эффективность солнечной батареи туда и обратно представляет собой количество энергии, которое вы можете использовать от своей солнечной батареи, по сравнению с количеством энергии, которое потребовалось для хранения этой энергии .

Допустим, ваши солнечные батареи отправили 10 кВтч электроэнергии в вашу батарею, но только 7 кВтч из этой электроэнергии были фактически сохранены и могут быть использованы. Это означает, что операционная система батареи использовала 3 кВтч для хранения и высвобождения электроэнергии, в результате чего КПД батареи в оба конца составлял 70%.

Высокоэффективные батареи сэкономят вам больше денег, потому что больше электроэнергии, которую вы производите, может использоваться вашими приборами, а не батареей для хранения энергии.

4. Гарантии

Гарантия на солнечную батарею даст вам представление о том, на сколько батарея должна работать. Большинство солнечных батарей для дома имеют срок службы не менее 10 лет при регулярном использовании .

Гарантия на аккумулятор будет включать один или несколько из следующих показателей:

  • Количество лет гарантии
  • Гарантированное количество циклов
  • Гарантированная пропускная способность

Количество лет довольно просто — ваша батарея будет работать на 70% от своей первоначальной емкости через 10 лет.В большинстве гарантий указывается год, потому что это легко понять потребителям, но то, как долго батарея действительно прослужит, зависит от того, как часто батарея «циклически работает», то есть сколько раз батарея была полностью заряжена и разряжена.

Если они обеспечивают жизненный цикл, он обычно составляет около 10 000 циклов. Таким образом, ваша батарея будет работать на 70% от своей первоначальной емкости после того, как она будет заряжена и разряжена 10 000 раз. Звучит много, но при регулярном использовании вы легко можете достичь 10 000 циклов, прежде чем достигнете 10 лет.

Измерение пропускной способности немного точнее. В гарантии будет указана оценка того, сколько энергии, обычно в мегаватт-часах (МВтч), батарея может высвободить до того, как ее емкость упадет до определенного процента от первоначальной. Это самый простой способ сравнить гарантии на аккумуляторы, потому что он дает вам приблизительное представление о том, сколько электроэнергии вы можете использовать от аккумулятора .

В гарантии sonnenCore перечислены все три. Если вы установите батарею sonnenCore, она будет гарантированно работать на 70% от первоначальной емкости через 10 лет или 10 000 циклов, в зависимости от того, что наступит раньше.По оценкам Соннена, батарея сможет выработать 58 МВт-ч электроэнергии, прежде чем ее емкость упадет до 70%.

Узнайте, стоит ли солнечная батарея + аккумулятор для вашего дома

Какие типы аккумуляторов бывают для бытовых солнечных энергетических систем?

На рынке представлено множество различных типов солнечных батарей, таких как проточные батареи и батареи с морской водой. Однако в большинстве бытовых систем хранения энергии используются свинцово-кислотные или литий-ионные батареи.

Итак, какой тип солнечной батареи лучше всего подойдет вам?

Свинцово-кислотные солнечные батареи

Свинцово-кислотные батареи используются в течение десятилетий и, как правило, являются самым дешевым вариантом солнечных батарей. Однако из-за своего химического состава они требуют больше места на киловатт-час хранения, чем другие батареи. Это означает, что вы должны убедиться, что у вас достаточно места для их установки.

Есть два типа свинцово-кислотных аккумуляторов:

  • Залитые свинцово-кислотные батареи : Требуется техническое обслуживание каждые один-три месяца для обеспечения правильной работы
  • Герметичные свинцово-кислотные батареи : не требуют обслуживания, что делает их лучшим вариантом хранения энергии, если вы не хотите иметь дело с регулярным обслуживанием

Свинцово-кислотные батареи обычно имеют низкий уровень DoD, где-то около 50%, поэтому их нужно заряжать чаще.Это также влияет на срок службы батареи, который обычно составляет от 5 до 10 лет. Итак, ожидайте, что вам придется покупать замену для своего свинцово-кислотного аккумулятора чаще, чем если бы вы выбрали литий-ионный аккумулятор.

Свинцово-кислотные батареи не слишком распространены среди домовладельцев для ежедневного питания своего дома. Тем не менее, они отлично подходят для самостоятельной работы и автономных солнечных систем и .

Вот несколько популярных свинцово-кислотных аккумуляторов:

Литий-ионные солнечные батареи

Когда дело доходит до аккумуляторов глубокого разряда, литий-ионные аккумуляторы — новинка.Но, несмотря на то, что они относительно новые и более дорогие, литий-ионные батареи быстро стали излюбленным вариантом хранения солнечной энергии среди домовладельцев.

Одна из причин, по которой люди выбирают литий-ионные аккумуляторы, заключается в том, что они меньше и легче свинцово-кислотных аккумуляторов, поэтому они занимают гораздо меньше места при той же емкости. Они также, как правило, имеют более длительный срок службы, обычно не менее 10 лет, потому что у них более высокий рейтинг DoD.

Самым большим недостатком литиево-ионных солнечных батарей является то, что они более склонны к «тепловому разгону», что означает, что у них больше шансов загореться, чем у свинцово-кислотных аккумуляторов.Но перегрев аккумулятора случается крайне редко, и если он правильно установлен, вероятность возгорания аккумулятора практически равна нулю.

Солнечные панели и солнечные батареи — отличная пара

Установка солнечной батареи может быть отличным способом получить максимальную отдачу от вашей системы солнечных батарей. Аккумуляторы являются отличным источником резервного питания, они повышают вашу энергетическую независимость, а в некоторых случаях могут даже сэкономить вам больше денег на счетах за электроэнергию.

Однако солнечные батареи имеют свою цену.Если вы хотите сэкономить, установка солнечной батареи может вам не подойти, особенно если ваша коммунальная компания предлагает чистые измерения. Однако, если вы живете в районе, который испытывает повсеместные отключения электроэнергии, например, в Калифорнии и Техасе, или где-то с тарифами на электроэнергию по времени использования, наличие резервного аккумулятора для хранения энергии на тот момент, когда оно вам нужно, будет полезным.

Положительным моментом является то, что цена на солнечные батареи продолжает падать, поэтому в будущем все солнечные энергетические системы могут быть установлены с накопителями.

Если вы хотите соединить солнечные панели с накопителем, обязательно обратитесь к нескольким авторитетным установщикам аккумуляторов, чтобы убедиться, что вы получите установку высочайшего качества по самой выгодной цене.

Сколько вы можете ежегодно экономить, переходя на солнечную энергию?

Ключевые выносы

  • Солнечные батареи накапливают дополнительную энергию, производимую солнечными панелями в течение дня, для дальнейшего использования.
  • Основные преимущества солнечных батарей включают энергонезависимость, аварийное резервное питание и в некоторых случаях экономию на счетах за электроэнергию.
  • Стоимость солнечных батарей может варьироваться от 200 до 15 000 долларов, в зависимости от химического состава батареи и ее характеристик.
  • Есть два основных типа батарей для солнечных систем в жилых помещениях — свинцово-кислотные и литий-ионные.Большинство домашних солнечных батарей — это литий-ионные батареи, срок службы которых составляет не менее 10 лет.
  • Свинцово-кислотные батареи дешевле, имеют более короткий срок службы, требуют много места и регулярного обслуживания. Литий-ионные батареи, хотя и более дорогие, служат дольше и занимают меньше места.
  • При покупке солнечных батарей вы должны учитывать следующее: номинальную мощность и емкость, глубину разряда, эффективность в оба конца и гарантию.

Решения для резервного питания от домашних солнечных батарей

Как компания Sunrun, Vivint Solar предлагает домовладельцам гибкость в получении лучших домашних аккумуляторных продуктов и решений для вашей ситуации. Ниже вы найдете обзор вариантов финансирования (доступность зависит от местоположения и других факторов — настройте бесплатную консультацию, чтобы узнать, какие варианты доступны для вас).

Соглашение о закупке электроэнергии (PPA)

2

1. Купите солнечную батарею без лишних затрат.
2. Мы берем на себя проектирование системы, получение разрешений, оформление документов и установку без дополнительных затрат для вас.
3. Ставка, которую вы платите, зависит от мощности, вырабатываемой вашими панелями.
4. Мы обеспечиваем обслуживание системы и мониторинг производительности без дополнительных затрат для вас.

Ежемесячная аренда

1. Получите солнечную батарею без лишних затрат.
2. Мы берем на себя проектирование системы, получение разрешений, оформление документов и установку без дополнительных затрат для вас.
3. Получите предсказуемый ежемесячный платеж.
4. Получите гарантию производства электроэнергии, чтобы никогда не переплачивать за солнечную энергию. Если ваши панели не дают того количества, которое мы оцениваем, мы вышлем вам чек, чтобы компенсировать разницу.
5. Мы обеспечиваем обслуживание системы и мониторинг производительности без дополнительных затрат для вас.

Ежемесячный кредит

1. Получите солнечную батарею без лишних затрат.
2. Мы берем на себя проектирование системы, получение разрешений, оформление документов и установку без дополнительных затрат для вас.
3. Воспользуйтесь удобным ежемесячным платежом и фиксированной процентной ставкой.
4. Воспользуйтесь налоговыми льготами для солнечных батарей и накопителей солнечной энергии. 3

Полная покупка

1. Купите солнечную батарею без лишних затрат.
2. Мы берем на себя проектирование системы, получение разрешений, оформление документов и установку без дополнительных затрат для вас.
3. Никаких ежемесячных платежей, связанных с вашей солнечной энергетической системой.
4. Воспользуйтесь налоговыми льготами для солнечных батарей и накопителей солнечной энергии. 3

Системы резервного питания от батарей | Резервная солнечная батарея

Дополнительная информация о контроллерах заряда

Солнечная система с резервным аккумулятором

Если вы собираетесь использовать солнечную энергию с подключенной к сети солнечной системой, стоит также подумать о резервной батарее. Сетевые системы часто являются самым простым и наиболее экономичным видом солнечной системы для установки. Их главный недостаток заключается в том, что когда сеть выходит из строя, требования UL означают, что сетевые системы также немедленно отключаются.Таким образом, ваша система не отправляет электроэнергию в сеть и не подвергает опасности линейных рабочих во время отключения.

Как добавить батареи в солнечную систему, подключенную к электросети?

Наш видеоролик о добавлении батарей в существующую солнечную систему, привязанную к сети, ответит на все ваши вопросы о хранении собственной энергии на время отключения сети. Смотрите, чтобы узнать больше!

Как правило, резервная батарея не означает, что весь дом будет обеспечен энергией. Скорее вы определите несколько «критических нагрузок» (холодильник, колодезный насос, освещение, розетка для зарядных устройств и т. Д.).) вы хотите работать при отключении электроэнергии. Резервное питание от батареи позволяет вам пользоваться всеми преимуществами солнечной системы, привязанной к сети, и иметь электроэнергию во время отключения сети.

Первый шаг — определить ваши потребности в электроэнергии. Для начала ознакомьтесь с нашим сетевым солнечным калькулятором.

У нас есть множество вариантов систем для удовлетворения ваших домашних потребностей, поэтому вы обязательно найдете сетевую систему с резервным аккумулятором. Что входит в комплект солнечной энергосистемы с резервным аккумулятором? См. Наш список высокого уровня ниже или просмотрите продукты выше, чтобы узнать больше!

  • Солнечные панели
  • Стеллаж для солнечных батарей
  • Контроллер заряда
  • Аккумуляторы глубокого разряда
  • Инвертор / зарядное устройство
  • Баланс компонентов системы
  • Требуемые схемы

Модернизация солнечной системы с резервным аккумулятором

У вас уже есть подключенная к сети солнечная система и вы хотите добавить резервную батарею? Большой! Мы вас прикрыли.Подобно установке новой сетевой солнечной системы с резервным аккумулятором, первый шаг к началу работы — это определить список критических нагрузок, которые вы захотите запитать во время отключения. Воспользуйтесь нашим калькулятором, чтобы начать работу со списком критической нагрузки.

Новые основные компоненты, которые вам понадобятся для добавления резервного аккумулятора к существующей сетевой системе, также известной как AC Coupling, — это предварительно смонтированная система с подключением по переменному току и аккумуляторная батарея. Мы также предлагаем системы со связью по постоянному току в зависимости от ваших потребностей.

Видео: модернизация солнечной системы с резервным аккумулятором

Посмотрите наше видео о том, как модернизировать существующую подключенную к сети солнечную систему с резервным аккумулятором с помощью соединения переменного тока. Мы расскажем об основах работы по модернизации солнечной системы, привязанной к сети, и о дополнительных компонентах, которые вам понадобятся, чтобы это произошло. Проверьте это, чтобы узнать больше!

Готовность к чрезвычайным ситуациям вне сети

Мы предлагаем ряд комплектов, которые идеально подходят для аварийной готовности. Мы собрали ряд опций для удовлетворения ваших чрезвычайных потребностей.Дружеское напоминание от ваших друзей из altE: ключ к использованию этих комплектов — это иметь их ДО чрезвычайной ситуации. Так что не откладывайте — закажите свой комплект сегодня и получите базовое питание в экстренной ситуации.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.