Чем залить солнечную панель: Заливка обычным силиконовым герметиком, самодельной солнечной батареи. | Пелинг

Содержание

Выбор герметика для герметизации солнечных батарей

Альтернативное энергоснабжение для дачи или дома – в последнее время всё больше людей задумываются об этом. И установление солнечной батареи (СБ) на крыше дома, отличный и не дорогой вариант.

В интернете существует много статей где купить комплектующие, схемы сборки и рекомендации где и как установить солнечную батарею. Мы же хотим акцентировать внимание и дать советы чем правильно герметизировать солнечную батарею. Поскольку от качества герметизации будет зависеть дальнейшая работа вашей СБ. Герметизация необходима для защиты хрупких элементов от воздействия внешних воздействий (пыль, дождь, снег, грязь, птицы и т.п.). Качественная герметизация предохраняет паяные контакты, тонкие проводники от окисления.

Виды и плюсы/минусы герметиков:

— Спецгерметик Виксинт ПК-68 марка А или Силагерм 2104 — прозрачный, 2-х компонентный герметик, очень жидкий, поэтому хорошо протекает и заполняет все пустоты, из него очень хорошо выходят пузыри которые образуются в процессе смешивания двух компонентов. Усадка герметика очень незначительна-около 0,5-1%, поэтому при усадке, которая происходит у любого герметизирующего материала, тонкие проводники не вырываются. В некоторых случаях, для улучшения адгезии рекомендуется использовать Подслой П-11(при покупке герметика запрашивайте производителя дополнительно подслой П-11.

-Новый оптически прозрачный силиконовый герметик (как вода) Силагерм 2106 – выпускается на основе жидкого прозрачного силиконового каучука СКТН А и прозрачного отвердителя. После смешения двух компонентов, компаунд выливается или наносится кистью на герметизируемую поверхность и в течении 1- 6 часов компаунд отверждается. Усадка герметика 0,5-1%. В некоторых случаях, для улучшения адгезии рекомендуется использовать Подслой П-11.

— Силагерм 1042 марка А — нейтральный однокомпонентный прозрачный силиконовый спецгерметик. Очень удобен в использовании, достаточно хорошо встряхнуть в таре поставке и вылить или нанести кистью на поверхность. Толщина слоя не более 1 см. Время покрытия пленки от 10 до 20 минут в зависимости от температуры. Полное отверждение пленки при толщине заливки 1 см – 24 часа. Высокая адгезия. Усадка 0,5-1%.

— Нейтральные прозрачные строительные герметики в тубах – удобство нанесения на узкие элементы. Достаточно вязкий – плохо растекается. Усадка в зависимости от производителя от 2 до 15%

— Кислые однокомпонентные силиконовые герметики в тубах (в том числе санитарные) – не рекомендуются, т.к. уксусная кислота входящая в состав герметика окисляет контакты. Усадка герметика в зависимости от производителя от 5 до 30!!!% (чем дешевле, тем усадка больше), поэтому очень часты случаи когда герметик вырывает проводник от места контакта. Плюс у этого вида герметика только в хорошей адгезии.

— Эпоксидные составы – очень прочный компаунд, имеет высокую адгезию к материалам. Но при необходимости починить вышедший из строя элемент нет возможности «расковырять», отремонтировать и заново залить поверху. Силиконовые герметики в этом плане выигрывают. И самое важное, что при низких (минусовых) температурах смола отслаивается и трескается.

— Прозрачные однокомпонентные и двухкомпонентные полиуретановые герметики, бывают 2-х видов: отверждаемые при температуре, что очень неудобно при герметизации солнечной батарее в домашних условиях и отверждаемые при комнатной температуре. Основной минус полиуретановых герметиков, что при попадании УФ герметик желтеет, так же в России такие герметики не производятся, только перепродаются или перефасовываются импортные. Поэтому стоимость этих герметиков очень высокая.

По совету одного из наших клиентов, хотим разместить ссылку http://savenergy.info/page/solnechnaja-batareja-sdelaju-sam, где очень удачно написано как и на что обратить внимание при изготовлении солнечной батареи самому.

Советы домашнему мастеру для сборки солнечной батареи

Энциклопедия солнечных батарей  → Советы домашнему мастеру


 

  Некоторые заказчики предпочитают сами собирать «солнечные модули». Занятие это неблагодарное в домашних условиях, если конечно это не какой то опытный образец или какое то сильно специфическое изделие. Но большинство делает это из соображений экономии. Честно сказать экономика здесь обычно плачевная, точнее сказать на подобные изделия без слез как говорится не взглянешь. Поэтому принимая такие заявки(на покупку отдельных солнечных элементов) мы всегда настоятельно рекомендуем купить готовое изделия. Причин этому несколько. Во первых элементы очень хрупкие, толщина их не превышает обычно 180-200мкм. Напаять на каждый солнечный элемент плоский проводник( монтажную шинку), собрать элементы в «линейки», а затем в схему без навыка не так то просто-испортите значительную часть солнечных элементов. Во вторых без специального оборудования заламинировать или загерметизировать иным способом солнечные элементы в домашних условиях чрезвычайно трудно. В случае если же между защитным стеклом и солнечными элементами будет воздушный зазор, то это приведем к неизбежным потерям мощности, по причине многократного перехода солнечного света из одной среды в другую и соответствующих этому неизбежных потерь(порядка 15-20%). В третьих желательно использовать закаленное текстурированное стекло, которое в обычном магазине не купишь. То же самое относится к алюминиевому профилю и другим материалам. Но даже, если Вам удастся собрать солнечную батарею самостоятельно, то качество её будет достаточно низким, а срок службы не сравнится с промышленным изделием ни в коей мере. Кроме того подсчитайте стоимость затрат на самоделку, учтите расходы на неудачные варианты сборки, брак и т.д., и сравните с заводской солнечной батареей, не забывая про различие в качестве и эстетике, и Вы увидите что идея самостоятельной сборки не так привлекательна. Тем не менее, если Вы настроены решительно, то мы дадим Вам советы, которые помогут избежать основных ошибок при сборке и потратить деньги и время не совсем зря:

        ПОЛЕЗНЫЕ СОВЕТЫ ПО РАБОТЕ С СОЛНЕЧНЫМИ ЭЛЕМЕНТАМИ:
  • 1) Фотоэлемент имеет два полюса: положительный и отрицательный. Наиболее распространены солнечные элементы проводимости типа «р».Такие элементы имеют плюс на тыльной стороне фотоэлемента, а отрицательный полюс на лицевой стороне. Элементы проводимости типа «n» соответственно наоборот. На каждой стороне фотоэлемента имеются 2 или 3 основные токосъемные дорожки. Еще их называют барами, а элементы соответственно двух- или трехбарными. Именно эти дорожки и служат для напаивания монтажной шинки;
  • 2) Монтажная шина применяемая при сборке солнечных батарей представляет собой плоский медный луженый проводник. Ширина порядка 2мм, толщина 0,1-0,13мм. У разных производителей различная глубина лужения и состав припоя. Существуют монтажные шинки с уже нанесенным на них специальным флюсом;
  • 3) На каждый фотоэлемент напаивается монтажная шинка согласно количеству баров. Проводник должен напаиваться не менее чем на 2/3 длины фотоэлемента, а лучше на всю длину. Свободные концы для напайки на соседний элемент должны быть такой же длины;
  • 4) Для пайки можно использовать припой ПОС-61 и флюс в виде «спиртоканифоли». Если имеется возможность, то чище пайка получится при использовании 10% раствора молочной кислоты в спирте. Допускается использование любого нейтрального флюса, а любой активный флюс стравит токосъемные дорожки. После пайки можно излишек флюса смыть спиртом при помощи кисточки;
  • 5) Пайка солнечных элементов должна производиться на плоской горячей поверхности(порядка 70-80С). Например, на теплом перевернутом утюге. Только в этом случае удастся избежать трещин элементов при пайке.
  • 6) Затем фотоэлементы спаиваются последовательно в «линейки»;
  • 7) Линейки собираются в схему. При этом на полюсах солнечного модуля монтажные шинки первого и последнего фотоэлемента должны быть замкнуты поперечной монтажной шиной большего сечения;
  • 8) Во избежание «расползания» схемы рекомендуется подклеивать соседние линейки скотчем с тыльной стороны. Не лишней будет такая же подклейка скотчем и для соседних элементов в линейке, т.е. токосъемные дорожки очень нежные и можно их оторвать при неосторожном обращении;
  • 9) Теперь положите схему на какую либо жесткую подложку, осветите или вынесите на солнце и проверьте электрические параметры;

Ну а теперь можете приступать к герметизации схемы выбранным Вами способом. Можете поместить схему в стеклопакет, можете залить её каким либо прозрачным каучуком или герметиком.

Затем необходимо этот блок поместить в каркас из алюминиевого или пластикового профиля.

Фотографии этапов производства Вы можете посмотреть в соответствующем пункте этого же раздела «Энциклопедия» в подпункте «Этапы производства».

 

Солнечные батареи своим руками — «АГАТ ЕЛЕКТРО»

Реалии таковы, что солнечные системы и современные альтернативные источники энергии являются удовольствием отнюдь не из дешевых, и далеко не каждый может позволить себе заказать комплексную установку солнечных батарей у поставщика. Поэтому все более востребованной и популярной становится тема о том, как сделать солнечные батареи своими руками. А если конкретней, то мы поговорим именно о том, как сделать солнечные панели в домашних условиях.

Схема сборки солнечной батареи своим руками

Выбор типов фотоэлементов

Основные фотоэлектрические преобразователи, как правило, двух типов – они имеют монокристаллические или поликристаллические ячейки. Монокристаллические ячейки имеют более длительный срок эксплуатации (до 30 лет), однако при изменении прямого попадания солнечных лучей или облачности, их мощность значительно уменьшается. В этом плане поликристаллические элементы более устойчивые к изменениям погодных условий, в том числе и затемнений. Но у них меньший срок эксплуатации (до 20-22 лет) и более низкий КПД.

Выбор типа фотоэлементов при сборке солнечной батареи своим руками

Подбор необходимой мощности солнечной батареи

При выборе мощности панели в первую очередь необходимо определиться с установленной мощностью всей системы. Подсчитать всю свою нагрузку (бытовые и др. приборы), которая будет питаться от солнечных батарей. Отсюда нам станет известно, сколько фотоэлементов (ячеек) необходимо купить, и какая площадь понадобиться для установки собранных своими руками солнечных батарей. Надо помнить, что в дальнейшем их можно наращивать, что не скажешь за инвертор. Не маловажной составляющей является и угол наклона панелей, зимой он более вертикален, а летом горизонтален, или выбирают средний угол, если конструкция не регулируемая.

Для максимальной отдачи электроэнергии солнечные панели должны находиться на оптимально солнечной стороне дома.

Подбор необходимой мощности солнечной батареи

Изготовление каркаса солнечных батарей

В заводских панелях фотоэлектрические преобразователи покрываются прочным, противоударным стеклом и в отдельных случаях дополнительной пленкой. При сборке каркаса для солнечных батарей в домашних условиях, вы можете применить в качестве прозрачной поверхности – оргстекло, или качественное обычное стекло. При изготовлении корпуса зачастую используют алюминиевые или дюралевые уголки, но можно применять и другие материалы. Для монтажа самих солнечных элементов во внутрь каркаса, обычно применяют диэлектрик – пластмассу, фанеру, ДСП и т.п.

Изготовление каркаса солнечной батареи

Пайка фотоэлементов

Сейчас часто встречаются в продаже фотоэлектрические преобразователи с уже припаянными проводниками, но могут быть и без них. Здесь паять придется в любом случае, но в первом варианте задача значительно упрощается. Надо учитывать, что фотоэлементы хрупкие, и действовать нужно аккуратно. Солнечные элементы могут лопаться, поэтому не стоит их складывать один на одного, во избежание трещин нижних элементов. Для практичности и удобства, предварительно наносится флюс и припой на спаиваемые детали.

Пайка элементов солнечной батареи

Схема пайки элементов солнечной батареи

Сборка солнечных панелей

После приготовления каркаса и элементов для пайки, приступают к сборке самой панели. Фотоэлементы аккуратно раскладывают на лицевой поверхности панели на расстоянии, примерно 5 мм друг от друга и приступают к пайке. Крайние же элементы припаиваются к шинам. При покупке набора, они выделяются, у них более широкие проводники. Выводится «плюс» и «минус».

Домашние умельцы также учитывают вывод и размещение «средней точки», которая позволит установить шунтирующие диоды на каждую половину панели. Эта модернизация не даст батареи разряжаться в темное время суток или в пасмурную погоду, а в качестве диодов используют диоды Шотке.

Сборка элементов солнечной батареи собранной своими руками

Герметизация солнечной панели

Самое важное, это перед герметизацией протестировать панель, чтобы проверить качество пайки и желательно, выдаваемую мощность панели. В зарубежной технологии для герметизации используются компаунды, которые применяются и у нас. Но мы вполне можем обойтись и силиконовым герметиком. Изначально нужно зафиксировать всю систему по краям и в середине, а затем залить герметиком свободное расстояние между элементами.

Герметизация солнечной батареи собранной своими руками

Тыльную сторону солнечной панели собранной своими руками, также, нужно покрыть герметиком но желательно смешанным с акриловым лаком.

Компания «АГАТ ЕЛЕКТРО» предлагает высококачественное оборудование, которое позволяет успешно решать задачи, связанные с энергоснабжением в частных домах, коттеджах, объектах строительства и сооружениях, а так же в тех местах, где отсутствует возможность подключения к стандартной электрической сети.

Персонал компании – высококвалифицированные специалисты, они ответят на любые имеющиеся у вас вопросы, касательно выбора, приобретения, обслуживания и установки солнечных батарей.

ООО «АГАТ ЕЛЕКТРО» работает официально и имеет лицензию АЕ №525308.

Наши преимущества: многолетний (более 10-ти лет) опыт, гарантированная надежность, эффективность и простота в комплексных решениях.

Основное внимание наша компания уделяет подбору оборудования, предлагая оптимальные решения, лучшие компоненты с учетом характеристик и возможностью их дальнейшего расширения и модернизации.

Всегда применяем комплексную услугу (под ключ) – «Из рук в руки» в том числе: оформление всей проектной и разрешительной документации, а также, решение других нюансов с Облэнерго по «Зеленому тарифу».

Проводим полную комплектацию, монтаж, установку и обслуживание солнечных электростанций в Кременчуге и Украине в целом.

ООО «АГАТ ЕЛЕКТРО» – лицензия АЕ №525308

Для любой консультации или услуги обращайтесь в наш офис:

проспект Свободы, 6а, г. Кременчуг

тел.: (097) 262 63 07, (096) 818 81 05

Посетите наши магазины электрооборудования и электротехники:

ул. Вадима Пугачева, 5, ул. В.Бойко, 14, г. Кременчуг

тел.:  (096) 818 86 04

Всегда рады помочь!

Как сделать солнечную батарею своими руками — часть 2 | В Родовом поместье

Продолжаю рассказ о том, как самостоятельно сделать солнечную батарею.

Переходим к подробной инструкции:

В комплекте «сборных солнечных батарей» 40 пластин кремния, общей мощностью 72 Вт, размером 8х15 см, проводник для соединений и блокирующий диод. Каждый солнечный элемент, выдающий 1.8 ватта, 0.5 вольта (ток до 3.6 А), соединяется последовательно и в итоге солнечная батарея будет выдавать порядка 72 Вт. Лицевая сторона имеет две токоведущие дорожки – это «-»; соответственно «+» располагается на шести контактах с тыльной стороны элемента. Располагаются элементы с зазором между соседними, равным 5 мм. В итоге получаем 4 ряда по 9 элементов, причём второй и четвёртый ряды должны быть развёрнуты относительно первого на 180 градусов для соединения всей системы в цепочку. Обязательно в системе должен присутствовать блокирующий диод, который есть в комплекте набора. Диод предотвращает разрядку аккумулятора ночью или в пасмурную погоду. Он должен располагаться последовательно на плюсовом выводе солнечной батареи, т.е. минус диода припаиваем к плюсу батареи.

1.Изготовление корпуса солнечной батареи

Самый минимальный коэффициент преломления имеет плексиглас, более дешевым вариантом прозрачного материала для солнечной батареи является отечественное оргстекло, менее подходящим — поликарбонат. В продаже имеется поликарбонат с антиконденсатным покрытием, также этот материал обеспечивает высокий уровень термозащиты. Также для солнечной батареи можно использовать обычное стекло с хорошим коэффициентом прозрачности.

Важно между солнечными элементами делать небольшое расстояние, которое будет учитывать изменение размеров основы под атмосферным воздействием, то есть между солнечными элементами должно быть 3–5 мм. Результирующий размер заготовки для солнечной батареи должен быть 835х690 мм при ширине уголка 35 мм.

Самодельная солнечная батарея, сделанная с использованием алюминиевого профиля, наиболее похожа на солнечную панель фабричного изготовления. При этом обеспечивается высокая степень герметичности и прочности конструкции.

Для изготовления берется алюминиевый уголок, и выполняются заготовки рамки 835х690 мм. Чтобы можно было провести крепление метизов, в раме следует сделать отверстия.

На внутреннюю часть уголка дважды наносится силиконовый герметик. Обязательно проследите, чтобы не было незаполненных мест. От качества нанесения герметика зависит герметичность и долговечность солнечной батареи.

Далее в раму кладется прозрачный лист из выбранного материала: поликарбоната, оргстекла, плексигласа, антибликового стекла. Важно силикону дать высохнуть на открытом воздухе, иначе испарения создадут пленку на солнечных элементах.

Стекло нужно тщательно прижать и зафиксировать.

Для надежного крепления защитного стекла понадобятся метизы. Нужно закрепить 4 угла рамки и по периметру разместить два метиза с длинной стороны рамки и по одному метизу с короткой стороны.

Метизы фиксируются при помощи болтов или шурупов, которые плотно затягиваются при помощи шуруповерта.

Каркас солнечной батареи готов. Перед креплением солнечных элементов, необходимо очистить стекло от пыли.

2. Пайка солнечных элементов

Необходимо аккуратно положить проводник на пластину (солнечный элемент).

Нанести флюс и припой. Проводник для удобства можно зафиксировать с одной стороны тяжелым предметом.

В таком положении необходимо аккуратно припаять проводник к солнечному элементу. Во время пайки нельзя нажимать на кристалл, потому что он очень хрупкий.

3. Сборка и пайка солнечной батареи

При первой самостоятельной сборке солнечной батареи лучше воспользоваться разметочной подложкой, которая поможет расположить элементы ровно на некотором расстоянии друг от друга (5 мм). Чтобы правильно вычислить нужную вам длину проводов, соединяющих отдельные элементы батареи, учитывайте, что провод должен быть припаян к площадке с контактами, а она на 1,5 см вынесена за ее край. Поэтому точно отмерьте эту длину и нарежьте проводники. Затем возьмите картон высотой 78 мм и обмотайте его проводом. Перережьте его вдоль одной стороны. Так вы быстро получите много проводников по 155 мм. Скорее всего, именно такие вам и понадобятся, ведь большинство элементов имеют одни размеры.

Для сборки всех элементов солнечной батареи в единую конструкцию возьмите лист оргстекла, текстолита или толстой фанеры. Солнечные элементы батареи для удобства сборки лучше сначала расположить в горизонтальном положении и фиксировать при помощи пластиковых крестиков, которые используют при укладке плитки.

Все показанные на фотографиях элементы имеют один размер 81 х 150 мм. Если оставить между ними небольшой зазор на тепловое расширении в 5 мм, то получится сетка с ячейкой 86 х 155 мм.

После пайки на каждый солнечный элемент с обратной стороны крепится кусок монтажной ленты, достаточно прижать заднюю панель к скотчу, и все элементы переносятся.

При таком типе крепления сами солнечные элементы дополнительно не герметизируются, они могут свободно расширяться под действием температуры, это не приведет к повреждению солнечной батареи и разрыву контактов и элементов. Герметизации поддаются только соединительные части конструкции.

Приклеив все солнечные элементы, на стенде-подложке вы увидите вот такую красоту:

Теперь монтажной лентой закрепите и все шины, а затем защитное оргстекло.

Последовательный план сборки батареи выглядит так:

Выкладываем солнечные элементы на стеклянную поверхность. Между элементами должно быть расстояние, что предполагает свободное изменение размеров без ущерба конструкции. Солнечные элементы нужно прижать грузами.

Пайку производим по приведенной ниже электросхеме. «Плюсовые» токоведущие дорожки размещены на лицевой стороне солнечных элементов, «минусовые» — на обратной стороне.

Перед пайкой нужно нанести флюс и припой, после аккуратно припаять серебряные контакты.

По такому принципу соединяются все солнечные элементы.

Клемма устанавливается также с внешней стороны рамы.

Перед герметизацией солнечной панели её следует протестировать, чтобы проверить качество пайки.

Вид солнечной батареи спереди:

И сзади:

Сверху видна клеммная планка. Она объединяет «среднюю точку” и полюса солнечной батареи. В общем-то, после сборки батарея сразу начинает работать.

4. Герметизация солнечной панели

В случае использования обычного силиконового герметика не стоит полностью заливать солнечные элементы, чтобы избежать их возможного повреждения в процессе эксплуатации. В таком случае элементы к задней панели можно прикрепить при помощи силикона и герметизировать только края конструкции. Если же вы решите залить конструкцию, то для этого надо использовать специальную эпоксидную смолу.

Таким вот нехитрым образом за пару дней сборки можно изготовить солнечные батареи для дачи или частного дома и получить при этом незабываемое удовольствие от создания своими руками чего-то стоящего и по-настоящему полезного.

На этом всё.

Пожалуйста, ставьте «палец вверх», оставляйте комментарии, делитесь с друзьями, подписывайтесь на канал — так вы всегда будете в курсе выхода новых статей и новых тем!

До встречи на канале!

Компания Audi внедрит «солнечные» панорамные крыши — ДРАЙВ

Подобранные для нового применения солнечные панели очень тонкие, гибкие, не боятся перегрева, выдают достаточное напряжение даже при слабом освещении и обладают КПД более 25%.

Фирма Audi намерена устанавливать тонкоплёночные солнечные элементы в панорамных стеклянных крышах. Этот проект ведётся в кооперации с калифорнийской компанией Alta Devices, дочкой крупного китайского специалиста по солнечным батареям Hanergy. Первый прототип Audi с ячейками от Альты на крыше появится до конца нынешнего года.

Немцы не уточнили, с какой модели начнут эксперимент, а очевидный кандидат на солнечные панели в серии — первый массовый электрокар от Audi — кроссовер e-tron quattro, который дебютирует в следующем году.

Сама идея «солнечной» крыши в автомобиле весьма давняя, различаются лишь детали реализации такого замысла. Компания Audi поясняет, что фотоэлектрические плёночные ячейки появятся на её электрифицированных моделях и будут в первую очередь питать «задаром» систему кондиционирования или обогрев сидений, что положительно скажется на дальности хода. В перспективе такие панели займут почти всю площадь крыши и смогут даже тяговый аккумулятор подзаряжать, уверяют разработчики. Заметим, что солнечные элементы в люках на машинах концерна Volkswagen предлагаются давно, теперь же такой опыт будет расширен.

Для заметного эффекта в плане запаса хода только «на одном свету», площади крыши маловато: не зря в новейшем «солнечном» хэтче Sono Sion (на снимках) ячейками обклеены не только крыша, но и капот, задние крылья и двери.

Напомним также об альтернативных вариантах питания машин от Сoлнца: Tesla активно продвигает солнечные батареи на крышах коттеджей, которые весь день собирают энергию в стационарном накопителе, а позже отдают её в батарею электрокара. В разных странах изобретатели экспериментируют и с «солнечными» дорогами. А вот Ford считает, что можно обойтись панелью на самой машине, но автомобиль тогда надо парковать под большим навесом с линзами, концентрирующими свет.

Из чего делается солнечная батарея. Рассчитываем и изготавливаем солнечные батареи своими руками. Можно ли заменить фотоэлектрические пластины чем-то другим

Для монтажа панели необходимо подготовить ровное рабочее место достаточной площади с удобным подходом со всех сторон. Сами пластины элементов лучше разместить отдельно в стороне, где они будут защищены от случайных ударов и падений. Брать их следует аккуратно, по одной.

Устройства защитного выключения повышают безопасность домашней электросети, снижая вероятность поражения электричеством и возникновения пожаров. Детальное ознакомление с характерными особенностями разных видов выключателей дифференциального тока подскажет, для квартиры и дома.

При эксплуатации электросчетчика возникают ситуации, когда его надо заменить и заново подключить — об этом можно прочитать .

Обычно для изготовления панели используют способ приклеивания предварительно распаянных в единую цепь пластин элементов на плоскую основу‑подложку. Мы предлагаем другой вариант:

При желании вместо задней стенки можно залить раму сзади каким‑нибудь компаундом, например, эпоксидкой. Правда, это уже исключит возможность разборки и ремонта панели.

Конечно, одной батареи в 50 Вт не хватит для обеспечения энергией даже небольшого домика. Но с её помощью уже можно реализовать в нем освещение, используя современные светодиодные светильники.

Для комфортного существования городского жителя сейчас в сутки требуется не менее 4 кВтч электроэнергии. Для семьи — соответственно количеству её членов.

Следовательно, солнечная батарея частного дома для семьи из трёх человек должна обеспечивать 12 кВтч. Если предполагается электроснабжение жилища только от солнечной энергии нам нужна будет солнечная батарея площадью, не менее 12 кВтч / 0,6 кВтч/м 2 = 20 м 2 .

Эту энергию необходимо запасти в аккумуляторных батареях, ёмкостью 12 кВтч / 12 В = 1000 Ач, или примерно 16 батарей по 60 Ач.

Для нормальной работы аккумуляторной батареи с солнечной панелью и её защиты потребуется контроллер заряда.

Чтобы преобразовать 12 В постоянного тока в 220 В переменного, нужен будет инвертор. Хотя сейчас на рынке уже в достаточном количестве представлено электрооборудование на напряжения 12 или 24 В.

Совет: В низковольтных сетях электроснабжения действуют токи значительно более высоких значений, поэтому для выполнения проводки к мощному оборудованию следует выбирать провод соответствующего сечения. Проводка для сетей с инвертором выполняется по обычной схеме 220 В.

Делаем выводы

При условии аккумулирования и рационального использования энергии, уже сегодня нетрадиционные виды электроэнергетики начинают создавать солидную прибавку в общем объёме её выработки. Можно даже утверждать, что они постепенно становятся традиционными.

Учитывая значительно снизившийся в последнее время уровень энергопотребления современной бытовой техники, применение энергосберегающих осветительных приборов и значительно увеличившийся КПД солнечных батарей новых технологий, можно сказать, что уже сейчас они способны обеспечивать электроэнергией небольшой частный дом в южных странах с большим количество солнечных дней в году.

В России же они вполне могут применяться, как резервные или дополнительные источники энергии в комбинированных системах электроснабжения, а если эффективность их удастся повысить хотя бы до 70%, то вполне реально будет и их использование в качестве основных поставщиков электроэнергии.

Видео о том, как изготовить прибор для сбора солнечной энергии самому

Как сделать солнечную батарею в домашних условиях, фото пошагового изготовления солнечной панели.

Сделать солнечную батарею можно самостоятельно, и обойдётся она Вам дешевле, чем купить уже готовую.

Обычно солнечная батарея используется для зарядки аккумуляторов на 12 V, чтобы обеспечить полноценную зарядку понадобится собрать солнечную панель, которая будет вырабатывать без нагрузки в солнечную погоду около 17 — 18V.

Солнечные элементы продаются комплектами, наиболее часто можно встретить комплекты из 36 и 72 (+ 2 запасных) элементов размером 152 х 76 мм. Нужно замерить мультиметром одну панельку и определить точные её характеристики, сколько она выдаёт на солнце, затем уже рассчитать, сколько панелек расположить и подключить последовательно в ряду.

Например, одна панелька выдает 4,5 V, чтобы получить 18V нам понадобится 4 панельки в ряду. Количеством рядов можно добиться нужной мощности, которую будет выдавать панель. Панель из 36 элементов будет выдавать около 50 Вт и 3,5 А.

В набор с солнечными элементами также входит – карандаш с флюсом, ленточный провод (токопроводящая шина), соединительный провод.

В зависимости от того сколько солнечных элементов будет размещено, нужно рассчитать размер будущей панели.

Для изготовления корпуса батареи можно использовать алюминиевый уголок 25 х 25 или подобный, и деревянные рейки.

Прозрачную верхнюю крышку можно изготовить из стекла или оргстекла высокой прозрачности. Заднюю стенку можно изготовить из фанеры.

Также ещё нам понадобится:

  • Диод Шотки.
  • Клеммы.
  • Медные провода.
  • Скотч прозрачный.
  • Силиконовый герметик.
  • Акриловый лак.
  • Саморезы.

Изготовление солнечной панели в домашних условиях.

Раскладываем на стекле солнечные элементы токосьёмными дорожками к верху, временно фиксируем их с помощью скотча к стеклу. Нарезаем ленточный провод на размер чуть больше ширины пластин.

Покрываем флюсом места пайки и припаиваем провода к пластинам. На лицевой стороне панелек размещены токоведущие дорожки плюс, на обратной стороне минус.

В ряду пластины соединяем последовательно, сами ряды уже параллельно, крайние панельки выводим на общую шину.

Припаиваем выводы, на выходе на плюсовой вывод припаиваем последовательно диод Шотки, чтобы избежать разряда аккумулятора в ночное время, когда солнечная панель стаёт сама потребителем энергии.

Подготавливаем алюминиевую раму, на внутреннюю часть рамы клеим резиновый уплотнитель. В раму вставляем стекло с панелями.

Чтобы стекло на солнце не лопнуло при расширении, следует заранее предусмотреть зазор между стеклом и рамой по периметру около 5 мм. Чтобы под стекло не попадала вода во время дождя, места стыковки стекла и рамы обрабатываем герметиком. Края панелек клеим к стеклу также герметиком, всю тыльную сторону вскрываем акриловым лаком.


Еще пару десятков лет назад человека, заявившего, что он сможет получать необходимую энергию для своего дома или дачи от Солнца, наверное, осмеяли бы. Но сегодня все поменялось — Солнце имеет огромный запас энергии, которым просто грех не воспользоваться.

На рынке появилось огромное количество батарей, с помощью которых можно аккумулировать энергию Солнца и применять ее в собственных целях. Все довольно привлекательно, если бы не одно НО.

Цена таких батарей сильно «кусается» и многие задаются вопросом, а стоит ли вообще производить такие затраты, окупится ли это приобретение? Выходом из этого как всегда является сообразительность, умелые руки и чуточку терпения. Солнечную батарею можно сконструировать самому, что обойдется намного дешевле готового товара.

В среднем 1 кв. метр солнечного коллектора вырабатывает 120 Вт энергии. Таким образом можно рассчитать необходимую площадь фотоэлементов, необходимых для снабжения электроэнергией жилого дома или дачи.

Выбор материалов

Фотопластина – основной компонент коллектора При кажущейся сложности в своей конструкции имеет всего 6 составляющих:

  1. Фотоэлемент или солнечный элемент, самая важная часть всей конструкции, именно она выступает в роли «сети», собирающей энергию Солнца.
  2. Соединительные проводники. Их понадобится большое количество, служат для соединения всех контактов фотоэлемента.
  3. Шины. Применяются для сбора пучков проводов.
  4. Диоды Шоттки. Этот материал не является необходимостью, но служит для того, чтобы батарея не разряжалась ночью и в дождливую пасмурную погоду.
  5. Припой для спаивания контактов фотоэлементов с проводниками с целью их сбора в единую цепь.

Понятное дело, солнечная батарея не будет располагаться в чистом виде на крыше или еще где-то, поэтому ее необходимо поместить в так называемый контейнер, на изготовление которого тоже необходимы некоторые материалы:

Необходимые инструменты

Для сбора солнечного коллектора своими руками понадобится всего три инструмента:

  • паяльник для спаивания материалов;
  • шуруповерт или отвертка. Понадобятся на этапе сборки деревянного основания коллектора;
  • дрель со сверлом по дереву 6 мм нужна для проделывания отверстий в подложке и корпусе для вывода проводов;
  • мультиметр применяется на этапе проверки.

Этапы изготовления

Посылка с фотопластинами Технология изготовления солнечной батареи своими руками не сложная, но требует значительного количества времени, потраченного с паяльником и другими инструментами в руках.

Сам процесс состоит из 3 основных этапов, которые, в свою очередь тоже можно разделить:

Купить или сделать

Экономить время или деньги – все зависит от вас Преимущества изготовления своими руками состоят в приличной экономии денег — намного дешевле будет заказать необходимые материалы, например, на аукционе eBay, чем покупать готовую солнечную батарею на рынке.

Однако, большим недостатком будет неопределенное количество времени, потраченное на заказ и ожидание посылок с материалами, а также на изготовление и сбор коллектора. Выбирайте сами, что вам важнее — время или деньги!

Мнение специалистов: самостоятельная сборка будет стоить примерно в два раза дешевле покупки готового коллектора на рынке.


Собранные своими руками батареи могут вполне обеспечить необходимым количеством электроэнергии жилой дом, дачу или еще какой-либо объект. Применение солнечных батарей очень удобно в тех местах, где вообще нет линий электропередач.

В любом случае, использование солнечных батарей с лихвой оправдает затраты на покупку и доставку материалов в достаточно короткий эксплуатационный период времени.

Смотрите видео, в котором специалист подробно показывает, как собрать солнечную батарею своими руками:

Солнечная батарея — это устройство, которое позволяет генерировать электроэнергию с помощью специальных фотоэлементов. Оно помогает значительно снизить расходы на электричество и получить неисчерпаемый его источник. Такую установку можно не только купить в готовом виде, но и сделать своими руками. Солнечная панель для дома в частном секторе станет идеальным решением, которое поможет избежать частых перебоев со светом.

Общие сведения

Перед тем как сделать солнечную батарею в домашних условиях, необходимо подробно изучить её устройство, принцип действия, преимущества и недостатки. Владея этой информацией можно правильно подобрать нужные составляющие, которые будут долго работать и приносить пользу.

Устройство и принцип работы

Конструкции всех типов работают на основе преобразования энергии, излучаемой ближайшей звездой, в электрическую. Происходит это благодаря специальным фотоэлементам, которые объединяются в массив и формируют общую конструкцию. В качестве преобразователей энергии используются полупроводниковые элементы, изготавливаемые из кремния.

Принцип действия солнечной панели:

  1. Свет, идущий от Солнца, попадает на фотоэлементы.
  2. Он выбивает свободные электроны с последних орбит всех атомов кремния.
  3. Из-за этого появляется большое количество свободных электронов, которые начинают быстро и хаотично двигаться между электродами.
  4. Следствием этого процесса становится выработка постоянного тока.
  5. Затем он быстро преобразовывается в переменный и поступает в принимающее устройство.
  6. Оно распределяет полученную электроэнергию по всему дому.

Преимущества и недостатки

Солнечные панели, сделанные своими руками, обладают рядом преимуществ перед заводскими конструкциями и другими источниками энергии. Благодаря этому устройства быстро набирают популярность и используются по всему миру.

Среди положительных сторон солнечных панелей следует выделить такие:

Несмотря на большое количество преимуществ у солнечных панелей есть и недостатки. Их обязательно нужно брать во внимание перед началом изготовления конструкции и её монтажом.

К недостаткам относят следующее:

Для того чтобы готовая конструкция качественно выполняла свои функции и обеспечивала людей достаточным количеством электричества, необходимо правильно её изготовить. Для этого нужно учитывать много факторов и выбирать только высококачественные материалы.

Основные требования

Перед тем как своими руками сделать солнечную батарею, необходимо выполнить ряд подготовительных мероприятий и тщательно изучить все требования, предъявляемые к устройству. Это поможет получить работающую установку и упростить процесс её монтажа.

Чтобы солнечная панель работала на максимуме своих возможностей, необходимо соблюдать такие требования:

Материалы и инструменты

Наиболее важными деталями устройства считаются фотоэлементы. Производители предлагают покупателям только 2 их разновидности: из монокристаллического (КПД до 13%) и поликристаллического кремния (КПД до 9%).

Первый вариант подходит только для работы в солнечную погоду, а второй — в любую. Другими важными элементами конструкции являются проводники. Они используются для соединения фотоэлементов друг с другом.

Для изготовления панели понадобятся такие материалы и инструменты:

Порядок действий

Для того чтобы сделать солнечные батареи своими руками в домашних условиях, необходимо соблюдать последовательность действий. Только в этом случае можно избежать ошибок и добиться желаемого результата.

Процесс изготовления панели прост и состоит из следующих этапов:

  1. Берётся набор поли- или монокристаллических фотоэлементов и детали собираются в общую конструкцию. Их количество определяется исходя из требований владельцев дома.
  2. На фотоэлементы наносятся контуры, образующиеся из олова припаянные проводники. Эта операция выполняется на ровной стеклянной поверхности при помощи паяльника.
  3. По заранее подготовленной электрической схеме соединяются друг с другом все ячейки. При этом обязательно нужно подключить шунтирующие диоды. Идеальным вариантом для солнечной батареи будет использование диодов Шоттки, предотвращающих разрядку панели в ночное время.
  4. Конструкция из ячеек перемещается на открытое пространство и тестируется на работоспособность. При отсутствии каких-либо проблем можно начинать сборку каркаса.
  5. Для этих целей используются специальные уголки из алюминия, которые крепятся к элементам корпуса при помощи метизов.
  6. На внутренние части реек наносится и равномерно распределяется тонкий слой силиконового герметика.
  7. Поверх него кладётся лист из плексигласа или поликарбоната и плотно прижимается к контуру рамы.
  8. Конструкция оставляется на несколько часов для полного высыхания силиконового герметика.
  9. Как только этот процесс завершился, прозрачный лист дополнительно крепится к корпусу при помощи метизов.
  10. Вдоль всей внутренней части получившейся поверхности помещаются выбранные фотоэлементы с проводниками. При этом важно оставлять небольшое расстояние (примерно 5 миллиметров) между соседними ячейками. Для упрощения этой процедуры можно заранее нанести необходимую разметку.
  11. Установленные ячейки надёжно фиксируются на раме с помощью монтажного силикона, а панель полностью герметизируется. Всё это поможет увеличить срок работы солнечной батареи.
  12. Изделие оставляется для высыхания нанесённой смеси и приобретает свой окончательный вид.

Изделия из подручных материалов

Солнечную батарею можно собрать не только из дорогостоящих материалов, но и из подручных. Готовая конструкция хоть и будет менее эффективной, но позволит немного сэкономить на электроэнергии.

Это один из самых простых и доступных вариантов изготовления самодельной солнечной панели. В основе устройства будут использоваться диоды небольшого вольтажа, которые изготовлены в стеклянном корпусе.

Делается батарея с соблюдением такой последовательности действий:

Медная фольга

Если нужно получить небольшое количество электроэнергии, то можно смастерить солнечную батарею из обыкновенной фольги.

Готовая конструкция будет обладать малой мощностью, поэтому применять её можно только для подпитки небольших устройств.

Пошаговая инструкция:

Пивные банки

Этот простой способ изготовления батареи не требует больших финансовых затрат. С его помощью можно получить малое количество электричества, которое немного уменьшит расходы.

Порядок действий:

Самостоятельно изготовленная солнечная панель — это замечательное устройство, которое позволяет снизить затраты на электроэнергию. При правильном его изготовлении и соблюдении всех рекомендаций можно смастерить качественное изделие, которое будет работать на протяжении многих лет.

Солнечная батарея | Самоделки

«Как сделать солнечную батарею своими руками?» — наверняка Вас заинтересовал ответ на этот вопрос если Вы попали на эту страницу.
Все обитатели нашей планеты обязаны жизнью нашему Солнцу. Без него не было бы никакой жизни, не было бы тепла, ветра, осадков и всего многообразия жизни на Земле. Еще в 20ом веке ученые нашли способ преобразования солнечной энергии в электричество. Делается это с помощью теперь уже всем известных солнечных батарей из кремния.
Солнечные батареи на сегодняшний день один из самых эффективных и распространненых источников альтернативной энергии. Повсеместное распространение солнечные батареи получили в космосе, а затем спустились и на землю к обычному человеку, в его дом, рюкзак, автомобиль.
Срок эксплуатации солнечных батарей большой и составляет не менее 30-50 лет.
Данна статья представляет собой пошаговое руководство к самостоятельной сборке не дорогой солнечной батареи своими руками.
К сожалению солнечные батареи не дешевы и многим они не по карману, на этот случай всегда можно самому сделать отличную солнечную батарею из солнечных элементов, конкурирующую по характеристикам и надежности с коммерческими образцами, но абсолютно не оставляющую им шансов по цене.
В комплекте «сборных солнечных батарей»40 пластин кремния, общей мощностью 72 Вт, размером 8х15 см, проводник для соединений и блокирующий диод. Каждый солнечный элемент выдающий 1.8 ватта, 0.5 вольта (ток до 3.6 А), соединяется последовательно и в итоге, солнечная батарея будет выдавать порядка 72 вт. Лицевая сторона имеет две токоведущие дорожки, это «-», соответственно «+» располагается на шести контактах с тыльной стороны элемента. Располагаются элементы с зазором между соседними 5 мм. В итоге, получаем 4 ряда по 9 элементов, причём второй и четвёртый ряды должны быть развёрнуты относительно первого на 180 градусов для соединения всей системы в цепочку. Обязательно в системе должен присутствовать блокирующий диод, который есть в комплекте набора. Диод предотвращает разрядку аккумулятора ночью или в пасмурную погоду. Он должен располагаться последовательно на плюсовом выводе солнечной батареи, т.е. минус диода припаиваем к плюсу батареи.

1.Изготовление корпуса солнечной батареи

Самый минимальный коэффициент преломления имеет плексиглас, более дешевым вариантом прозрачного материала для солнечной батареи является отечественное оргстекло, менее подходящим — поликарбонат. В продаже имеется поликарбонат с антиконденсатным покрытием, также этот материал обеспечивает высокий уровень термозащиты. Также для солнечной батареи можно использовать обычное стекло с хорошим коэффициентом прозрачности.
Важно между солнечными элементами делать небольшое расстояние, которое будет учитывать изменение размеров основы под атмосферным воздействием, то есть между солнечными элементами должно быть 3–5 мм. Результирующий размер заготовки для солнечной батареи должен быть 835х690 мм при ширине уголка 35 мм.

Самодельная солнечная батарея, сделанная с использованием алюминиевого профиля, наиболее похожа на солнечную панель фабричного изготовления. При этом обеспечивается высокая степень герметичности и прочности конструкции.

Для изготовления берется алюминиевый уголок, и выполняются заготовки рамки 835х690 мм. Чтобы можно было провести крепление метизов, в раме следует сделать отверстия.

На внутреннюю часть уголка дважды наносится силиконовый герметик.

Обязательно проследите, чтобы не было незаполненных мест. От качества нанесения герметика зависит герметичность и долговечность солнечной батареи.

Далее в раму кладется прозрачный лист из выбранного материала: поликарбоната, оргстекла, плексигласа, антибликового стекла. Важно силикону дать высохнуть на открытом воздухе, иначе испарения создадут пленку на солнечных элементах.

Стекло нужно тщательно прижать и зафиксировать.

Для надежного крепления защитного стекла понадобятся метизы. Нужно закрепить 4 угла рамки и по периметру разместить два метиза с длинной стороны рамки и по одному метизу с короткой стороны.

Метизы фиксируются при помощи шурупов.

Шурупы плотно затягиваются при помощи шуруповерта.

Каркас солнечной батареи готов. Перед креплением солнечных элементов, необходимо очистить стекло от пыли.

2. Пайка солнечных элементов

Необходимо аккуратно положить проводник на пластину (солнечный элемент).

Нанести флюс и припой. Проводник для удобства можно зафиксировать с одной стороны тяжелым предметом.

В таком положении необходимо аккуратно припаять проводник к солнечному элементу. Во время пайки нельзя нажимать на кристалл, потому что он очень хрупкий.

3. Сборка и пайка солнечной батареи

При первой самостоятельной сборке солнечной батареи лучше воспользоваться разметочной подложкой, которая поможет расположить элементы ровно на некотором расстоянии друг от друга (5 мм). Чтобы правильно вычислить нужную вам длину проводов, соединяющих отдельные элементы батареи, учитывайте, что провод должен быть припаян к площадке с контактами, а она на 1,5 см вынесена за ее край. Поэтому точно отмерьте эту длину и нарежьте проводники. Затем возьмите картон высотой 78 мм и обмотайте его проводом. Перережьте его вдоль одной стороны. Так вы быстро получите много проводников по 155 мм. Скорее всего, именно такие вам и понадобятся, ведь большинство элементов имеют одни размеры.

Для сборки всех элементов солнечной батареи в единую конструкцию возьмите лист оргстекла, текстолита или толстой фанеры. Солнечные элементы батареи для удобства сборки лучше сначала расположить в горизонтальном положении и фиксировать при помощи пластиковых крестиков, которые используют при укладке плитки.

Все показанные на фотографиях элементы имеют один размер 81 х 150 мм. Если оставить между ними небольшой зазор на тепловое расширении в 5 мм, то получится сетка с ячейкой 86 х 155 мм.
После пайки на каждый солнечный элемент с обратной стороны крепится кусок монтажной ленты, достаточно прижать заднюю панель к скотчу, и все элементы переносятся.

При таком типе крепления сами солнечные элементы дополнительно не герметизируются, они могут свободно расширяться под действием температуры, это не приведет к повреждению солнечной батареи и разрыву контактов и элементов. Герметизации поддаются только соединительные части конструкции.
Приклеив все солнечные элементы, на стенде-подложке вы увидите вот такую красоту:

Теперь монтажной лентой закрепите и все шины, а затем защитное оргстекло.

Последовательный план сборки батареи выглядит так:

Выкладываем солнечные элементы на стеклянную поверхность. Между элементами должно быть расстояние, что предполагает свободное изменение размеров без ущерба конструкции. Солнечные элементы нужно прижать грузами.

Пайку производим по приведенной ниже электросхеме. «Плюсовые» токоведущие дорожки размещены на лицевой стороне солнечных элементов, «минусовые» — на обратной стороне.

Перед пайкой нужно нанести флюс и припой, после аккуратно припаять серебряные контакты.

По такому принципу соединяются все солнечные элементы.

Клемма устанавливается также с внешней стороны рамы.

Перед герметизацией солнечной панели её следует протестировать чтобы проверить качество пайки.
Вид солнечной батареи спереди:

И сзади:

Сверху видна клемная планка. Она объединяет «среднюю точку” и полюса солнечной батареи. В общем, то после сборки, батарея сразу работает.

4.Герметизация солнечной панели

В случае использования обычного силиконового герметика не стоит полностью заливать солнечные элементы, чтобы избежать их возможного повреждения в процессе эксплуатации. В таком случае элементы к задней панели можно прикрепить при помощи силикона и герметизировать только края конструкции. Если же вы решите залить конструкцию, то для этого надо использовать специальную эпоксидную смолу.
Таким вот нехитрым образом за пару дней сборки можно изготовить солнечные батареи для дачи или частного дома и получить при этом незабываемое удовольствие от создания своими руками чего-то стоящего и по-настоящему полезного.

 Коэффициент заполнения

| PVEducation

Ток короткого замыкания и напряжение холостого хода — это максимальные ток и напряжение, соответственно, от солнечного элемента. Однако в обеих этих рабочих точках мощность солнечного элемента равна нулю. «Коэффициент заполнения», более известный под аббревиатурой «FF», представляет собой параметр, который в сочетании с V oc и I sc определяет максимальную мощность солнечного элемента. FF определяется как отношение максимальной мощности солнечного элемента к произведению V oc и I sc , так что:

$$ FF = \ frac {P_ {MP}} {V_ {OC} \ times I_ {SC}} $$

Графически FF — это мера «прямоугольности» солнечного элемента, а также площадь самого большого прямоугольника, который будет соответствовать кривой IV.FF проиллюстрирован ниже.

График выходного тока ячейки (красная линия) и мощности (синяя линия) как функции напряжения. Также показаны точки тока короткого замыкания элемента (I sc ) и напряжения холостого хода (V OC ), а также точка максимальной мощности (V mp , I mp ). Щелкните график, чтобы увидеть, как изменяется кривая для ячейки с низким FF.

Поскольку FF является мерой «прямоугольности» ВАХ, солнечный элемент с более высоким напряжением имеет более высокий возможный FF, поскольку «закругленная» часть ВАХ занимает меньшую площадь.Максимальный теоретический FF от солнечного элемента может быть определен путем дифференцирования мощности солнечного элемента по напряжению и определения, где оно равно нулю. Следовательно:

$$ \ frac {d (I V)} {d V} = 0 $$

дающий:

$$ V_ {MP} = V_ {OC} — \ frac {nkT} {q} ln (\ frac {q V_ {MP}} {nkT} +1) $$

Это неявное уравнение, но оно быстро сходится при повторении. Начиная с V MP = 0,9 × V OC в качестве начального условия, после одной итерации возникает ошибка <1% и незначительная (<0.01%) после трех итераций. Альтернативой является использование функций Ламберта (см. Ниже). Подстановка значения V MP обратно в уравнение диода дает I MP , а затем FF. Более часто используемое эмпирическое выражение для FF:

, где v oc определяется как «нормализованный V oc «:

Приведенные выше уравнения показывают, что чем выше напряжение, тем выше возможная FF. Однако большие колебания напряжения холостого хода в данной материальной системе относительно редки.Например, на одном солнце разница между максимальным напряжением холостого хода, измеренным для кремниевого лабораторного устройства и типичного коммерческого солнечного элемента, составляет около 120 мВ, что дает максимальные значения FF соответственно 0,85 и 0,83. Однако изменение максимального FF может быть значительным для солнечных элементов, изготовленных из разных материалов. Например, у солнечного элемента из GaAs может быть FF, приближающаяся к 0,89.

Приведенное выше уравнение также демонстрирует важность фактора идеальности, также известного как «n-фактор» солнечного элемента.Фактор идеальности — это мера качества перехода и типа рекомбинации в солнечном элементе. Для простых механизмов рекомбинации, обсуждаемых в разделе Типы рекомбинации, n-фактор имеет значение 1. Однако некоторые механизмы рекомбинации, особенно если они большие, могут вводить механизмы рекомбинации 2. Высокое значение n не только ухудшает FF. , но поскольку он также обычно сигнализирует о высокой рекомбинации, он дает низкие напряжения холостого хода.

Ключевым ограничением в уравнениях, описанных выше, является то, что они представляют максимально возможную FF, хотя на практике FF будет ниже из-за наличия паразитных резистивных потерь, которые обсуждаются в разделе «Эффекты паразитных сопротивлений».Следовательно, FF чаще всего определяется путем измерения ВАХ и определяется как максимальная мощность, деленная на произведение I sc * V oc , т. Е .:

Точное определение V

MP

Уравнение солнечного элемента:

$$ I = I_L-I_0 \ left [\ exp \ left (\ frac {V} {nV_t} \ right) -1 \ right] $$

\ (мощность = V \ умножить на I \) и, кроме того, член -1 не влияет на V MP

$$ P = V I_L- V I_0 \ exp \ left (\ frac {V} {nV_t} \ right) $$

V MP — это когда производная мощности по V равна нулю:

$$ 0 = I_L- I_0 \ exp \ left (\ frac {V_ {MP}} {nV_t} \ right) \ left (1+ \ frac {V_ {MP}} {nV_t} \ right) $$

V>> V t и перестановка дает:

$$ \ frac {I_L} {I_0} = \ exp \ left (\ frac {V_ {MP}} {nV_t} \ right) \ left (\ frac {V_ {MP}} {nV_t} \ right) $$

W-функция Ламберта является решением класса экспоненциальных функций.x \ Leftrightarrow X = W (Y) $$

так получаем:

$$ \ frac {V_ {MP}} {nV_t} = W \ left (\ frac {I_L} {I_0} \ right) $$

$$ V_ {MP} = nV_t W \ left (\ frac {I_L} {I_0} \ right) $$

, используя выражение для V OC , мы также можем записать:

$$ V_ {MP} = nV_t W \ left (\ exp \ left (\ frac {V_ {OC}} {nV_t} \ right) \ right) $$

Поскольку выражение внутри W () всегда вещественно и положительно, нам всегда нужна только основная ветвь функции Ламберта W, W 0 .Функция Ламберта W является трансцендентной функцией, очень похожей на функцию логарифмирования. Хотя он недоступен на большинстве калькуляторов, он доступен в расширенных математических пакетах, таких как Matlab или Python. При дальнейшем анализе W-функцию Ламберта можно также использовать для других элементов солнечных элементов и при наличии паразитных сопротивлений.

лучших солнечных панелей в 2021 году: лучшие продукты по сравнению

Время чтения: 7 минут

Поиск лучших солнечных панелей для вашего дома может показаться сложной задачей.В любой момент на рынке представлено более сотни различных марок солнечных панелей и другого солнечного оборудования. В этой статье мы обсудим, как производители солнечных панелей сочетаются друг с другом и кто делает лучшие солнечные панели.


Лучшие солнечные панели: основные выводы


  • LG, Panasonic, REC и Sunpower широко считаются одними из ведущих производителей солнечных панелей
  • При сравнении панелей обязательно учитывайте эффективность, цену и гарантию options
  • Зарегистрируйтесь на EnergySage Marketplace, чтобы сравнить расценки на солнечные батареи с высококачественными солнечными панелями

2021 лучшие солнечные панели для домашней установки

Есть много солнечных панелей, доступных для покупки и установки.Из всех компаний, которые в настоящее время производят солнечные панели, главными именами, которые чаще всего ассоциируются с лучшими солнечными панелями на рынке, являются:

  • SunPower
  • LG
  • REC
  • Panasonic
  • Silfab
  • Q CELLS
  • Canadian Solar
  • JinkoSolar
  • Trina Solar

Вообще говоря, SunPower, LG, REC и Panasonic производят одни из лучших солнечных панелей благодаря высокой эффективности, конкурентоспособным ценам и великолепной 25-летней гарантии, предлагаемой каждым брендом.Эти компании сочетают в себе долговечность и надежность с премиальной защитой и разумными ценами, что делает их брендами с лучшими доступными солнечными батареями. Если вы хотите узнать больше о Panasonic или Silfab в частности, обязательно прочтите наш полный экспертный обзор для получения дополнительной информации.

Практически во всех случаях лучшие солнечные панели для вашего дома изготавливаются из монокристаллических солнечных элементов премиум-класса . Монокристаллические ячейки состоят из монокристалла кремния, а не из множества расплавленных вместе кремниевых фрагментов, как в случае с поликристаллическими ячейками.Это означает, что клетки более эффективно преобразуют солнечный свет в электричество, а также имеют гладкий черный оттенок. Однако важно помнить, что солнечные панели премиум-класса с монокристаллическими элементами обычно имеют более высокую первоначальную цену.

Лучшие солнечные панели по эффективности

Эффективность солнечной панели — это показатель того, насколько хорошо она преобразует солнечный свет в электричество. Основываясь только на максимальной эффективности модуля, вот пять ведущих производителей, которые делают лучшие солнечные панели:

Лучшие солнечные панели по эффективности

Лучшие солнечные панели по температурному коэффициенту

Температурный коэффициент солнечной панели является мерой того, насколько или Немного снижается производительность панели при высоких температурах.Основываясь только на самом низком температурном коэффициенте, доступном в панели (чем ниже, тем эффективнее), вот четыре лучших производителя солнечных панелей:

Лучшие солнечные панели по температурному коэффициенту

Как определить температурный коэффициент?


Более высокие или более низкие температуры элементов будут либо уменьшать, либо увеличивать выходную мощность на определенную величину на каждый градус выше или ниже 25 ° C — это называется температурным коэффициентом мощности, измеряемым в процентах на ° C.Как это работает? Допустим, ваши панели имеют температурный коэффициент -0,30 и общую эффективность 20%. При 30 ° C ваши панели будут работать только с КПД около 18,5% — потеря мощности составит около 1,5%.

Лучшие солнечные панели по гарантии на материалы

Гарантия на материалы (или гарантия на оборудование) солнечных панелей защищает оборудование от выхода из строя из-за факторов окружающей среды или производственных дефектов. Основываясь только на самой продолжительной гарантии на материалы, доступной от компаний, производящих солнечную энергию, вот лучшие производители солнечных панелей:

Лучшие солнечные панели по гарантии на материалы
9019 9019 Солнечные технологии
Производитель Гарантийный срок
LG Solar 25 лет
Panasonic 25 лет
Silfab 25 лет
Solaria
25 лет
SunPower 258 QLL 9018 9019 9019 9018 9018 9018 9018 REC 25 лет
Mission Solar
25 лет
Axitec 25 лет
Certainteed Solar 25 лет
25 лет

Как показано выше, все ведущие производители солнечных панелей, ранжированные по гарантии на материалы, предлагают одинаковый срок гарантии, что отличает этот уровень компаний.Для справки, отраслевой стандарт гарантии на панельные материалы — 10 лет .

Лучшие солнечные панели для вашего региона и климата

После того, как вы рассмотрели эффективность, температурный коэффициент и гарантию на любую конкретную солнечную панель, важно сделать следующий шаг и подумать об индивидуальных условиях вашего дома. Не секрет, что солнечные панели чаще встречаются в Солнечном поясе, чем в других частях страны, но это не значит, что домовладельцы на Северо-Востоке или Среднем Западе должны полностью исключать их.

Во-первых, на эффективность солнечных панелей влияет несколько факторов — факторов, на которые может повлиять ваш регион и климат. К ним относятся освещенность, затенение, ориентация панели, температура, местоположение и широта, время года, а также пыль и грязь. Например, если вы живете в районе, который не получает много солнечного света, и ваш дом склонен к затенению и облачности, вы не сможете производить столько чистой энергии для своего дома. Когда панель закрыта тенью, выходная мощность очень мала — даже легкое затенение может иметь негативное влияние.Фактически, тонкое затемнение, которое покрывает несколько ячеек или одну панель, может снизить выходную мощность на 50% и более. Вот почему так важна ориентация вашего дома в зависимости от тени и влажной погоды.

Для тенистого и влажного климата

Если вы живете в районе, подверженном воздействию дождя, снега или других облачных условий, но все же хотите установить лучшие солнечные панели для своего дома, попробуйте выбрать высокоэффективные панели, такие как SunPower (22,8 %) или LG (22%).

Для теплого и сухого климата

Жить в солнечном поясе или в другом жарком и солнечном регионе? Вы находитесь в отличном месте с точки зрения эффективности солнечных батарей премиум-класса.В этом случае вы также можете рассматривать температурный коэффициент как ведущий фактор при принятии решения — например, Panasonic и REC могут похвастаться впечатляющим температурным коэффициентом -0,26 и 25-летней гарантией, что отлично, учитывая, что солнечные панели являются долгосрочными. инвестиции.

В заключение, в связи с регионом и климатом, иногда может быть полезно рассмотреть обслуживание и очистку солнечных панелей как часть вашей ежегодной рутины. Солнечные панели в районах, которые страдают от сильных штормов, ветра или даже скопления пыльцы весной, могут быстро накапливать пыль и мусор, что снижает эффективность.Быстрая стирка или профессиональная мягкая стирка должны помочь (примечание: мы не рекомендуем забираться на крышу, чтобы помыть солнечные батареи) .

Сколько солнечных панелей вам нужно для размера вашего дома?

Первое, о чем вам следует подумать, отвечая на этот вопрос, — это сколько энергии потребляет ваше домохозяйство каждый месяц. Это будет важно при определении того, сколько солнечных панелей вам нужно и какой тип лучше всего подходит для вашего дома: монокристаллический, поликристаллический или тонкопленочный.

Затем примите во внимание размер вашей крыши. Если у вас крыша меньшего размера, вам понадобится более эффективная система солнечных панелей для выработки большего количества энергии на квадратный метр — это потребует меньшей общей площади и, надеюсь, поместится на вашей крыше. Для сравнения: если у вас есть 12 высокоэффективных солнечных панелей мощностью 360 Вт, например, от LG или SunPower с эффективностью преобразования более 21%, вы получите на 1100 Вт больше общей солнечной мощности, чем такое же количество. и панели размером 270 Вт, которые имеют более низкий рейтинг эффективности.

В общем, не существует четкого правила того, сколько солнечных панелей потребуется вашему дому для работы с максимальной эффективностью, но чем меньше ваш дом, тем меньше панелей вы сможете установить — просто убедитесь, что они » Эффективность повторного преобразования — это главное, чтобы окупить ваши деньги.

Какие сегодня лучшие солнечные компании? Какие производители делают лучшие панели?

Как определить, какие модели панелей ведущих компаний предлагают оптимальное сочетание цены и качества для ваших нужд? Чтобы решить эту проблему, EnergySage изучила подробные технические характеристики каждой панели, производимой наиболее популярными компаниями на EnergySage Solar Marketplace.Всего мы оценили более тысячи панельных моделей.

Ведущие производители солнечных панелей
10 лет Mission Solar Energy
Производитель Диапазон эффективности Диапазон температурного коэффициента Гарантия на материалы Стоимость ватта
Aptos Solar Technology 18,85 — 9019% до 203 0,4 до -0,36 25 лет 2,46 $
Axitec 15,37% до 19.45% от 17,2% до 19,9% от -0,42 до -0,37 10 лет $ 2,74
First Solar от 17% до 18,3% от -0,32 до -0,32 12 лет
$ Ханва 19.От 3% до 20,3% -0,35 до -0,35 12 лет 2,80 долл. США
Heliene 15,6% до 19,3% -0,43 до -0,39 10 лет Солнечная от 15,8% до 20,4% от -0,4 до -0,35 12 лет $ 2,66
JinkoSolar от 18,67% до 20,38% -0,39 до -0,35 -0,39 до -0,35
LG Solar 18.От 4% до 22% -0,4 до -0,29 25 лет 2,75 долл. США
LONGi Solar 18,2% до 20,9% -0,37 до -0,35 10 лет
от 18,05% до 19,35% от -0,38 до -0,38 12 лет 2,62 долл. США
Panasonic от 19,1% до 21,2% -0,26 до -0,26 года от -0,26 до -0,26 года
Пеймар 19.От 05% до 19,05% от -0,4 до -0,4 20 лет $ 2,65
Phono Solar 15,66% до 18,44% -0,45 до -0,4 12 лет 12 лет QCELLS от 17,1% до 20,6% от -0,39 до -0,35 12 лет 2,70 долл. США
REC от 16,5% до 21,7% -0,37 до -0,26 от -0,37 до -0,26 года
Ризен 16.От 3% до 19,6% -0,39 до -0,39 12 лет 2,30 долл. США
S-Energy 15,61% до 19,8% -0,4 до -0,36 10 лет 10 лет Серафим 15,67% до 17,52% от -0,43 до -0,42 10 лет 2,65 долл.
Солярия 19.4% до 20,5% -0,39 до -0,39 25 лет 2,86 $
SunPower 16,5% до 22,8% -0,38 до -0,29 25 лет $ 3,3 от 16,2% до 20,4% -0,41 до -0,37 10 лет $ 2,82

Как EnergySage разработала рейтинг «лучших солнечных панелей»

При поиске лучших солнечных панелей для вашего дома вы Следует учитывать характеристики панели , качество, долговечность, гарантии и . Существует три основных технических характеристики, которые могут помочь вам при принятии решения: эффективность панели, температурный коэффициент и гарантия на материалы. Чтобы разработать наш рейтинг лучших солнечных панелей для вашего дома, EnergySage провела оценку этих показателей для всех солнечных панелей, предлагаемых ведущими производителями на EnergySage Solar Marketplace.

Эффективность солнечной панели

Эффективность солнечной панели означает, насколько хорошо ваша солнечная панель может преобразовывать солнечный свет в полезную электроэнергию.Чем выше рейтинг эффективности, тем лучше, потому что это означает, что ваша солнечная панель способна преобразовывать больше солнечного света, который она улавливает, в электричество. Лучшими солнечными панелями, доступными на рынке сегодня, являются солнечные панели SunPower для жилых помещений серии A, которые имеют максимальную эффективность 22,8%.

Температурный коэффициент

Температурный коэффициент показывает, насколько хорошо ваши солнечные панели будут работать в неидеальных условиях. Солнечные панели похожи на любое другое электронное оборудование: они работают наиболее эффективно, когда они хранятся в прохладном месте (в идеале около 25 ° C или 77 ° F).Температурный коэффициент дает вам представление о том, как ухудшатся характеристики вашей панели в жаркие летние дни. На каждый градус выше 25 ° C (или 77 ° F) выработка электроэнергии вашей солнечной панелью будет уменьшаться на температурный коэффициент. Лучше меньший температурный коэффициент.

Например, модель LG LG350Q1C-A5 имеет температурный коэффициент -0,3% / ° C. Это означает, что если температура вашей солнечной панели увеличивается на один градус Цельсия (с 25 ° C до 26 ° C), ее электричество производство упадет на 0.3%. Если температура повысится на десять градусов по Цельсию до 35 ° C (или 95 ° F), панель будет производить на три процента меньше электроэнергии. Хотя 95 ° F может показаться вам высоким, помните, что поверхность вашей крыши может быть намного горячее, чем воздух вокруг нее, когда на нее падает солнце.

Гарантия на материалы

Покупаете ли вы новый телевизор, автомобиль или солнечные батареи для крыши, вы должны ожидать, что производитель предоставит надежную гарантию на свой продукт. Гарантия на материалы для солнечной панели (иногда называемая гарантией на продукт или оборудование) защищает вас от сбоев оборудования из-за производственных дефектов или проблем, связанных с окружающей средой.

Большинство компаний предлагают как минимум 10-летнюю гарантию на материалы, но лучшие производители солнечных панелей дадут гарантию от отказов оборудования в течение 15 или даже 25 лет. Многие производители в нашем рейтинге предлагают гарантию на материалы более 10 лет.

Имейте в виду, что, хотя солнечные панели не учитываются в этом рейтинге, они также имеют 25-летнюю гарантию производительности. Производители обычно гарантируют, что их панели будут вырабатывать электроэнергию на 80-90% от их первоначальной мощности в конце этого гарантийного периода.

Общие вопросы о лучших солнечных панелях

Выбор лучших солнечных панелей зависит от ваших уникальных потребностей в солнечной энергии. Вот несколько общих вопросов и ответов о лучших солнечных батареях, о которых следует помнить:

Какая солнечная панель самая долговечная?

Большинство высококачественных солнечных панелей должны прослужить от 25 до 30 лет, прежде чем их производство начнет значительно падать. Пока вы держите их в чистоте и обслуживаете, вы, безусловно, можете продолжать использовать солнечные панели по истечении гарантийного срока их службы.Они могут просто не производить столько электроэнергии, сколько вам нужно.

Какие марки солнечных панелей самые лучшие?

Вообще говоря, SunPower, LG, REC и Panasonic производят лучшие солнечные панели . Их выделяют высокая эффективность, конкурентоспособные цены и 25-летняя гарантия, но есть еще много марок солнечных панелей, которые стоит установить.

Как найти лучшую цену на свои солнечные панели

Если вы хотите использовать лучшие солнечные панели для своего дома, вам придется заплатить более высокую цену.Перечисленные выше панели получили наш самый высокий рейтинг, но «лучшие» солнечные панели не всегда подходят для вашего дома. Если ваша крыша невелика и у вас мало места для вашей системы, инвестируя в самые эффективные и высокопроизводительные панели, вы можете получить необходимую производительность. Однако, если у вас достаточно места для более крупной системы, установка чуть менее эффективных панелей может дать вам необходимую производительность по более конкурентоспособной цене. Лучшее место для начала? Зарегистрируйтесь бесплатно на EnergySage Marketplace сегодня, чтобы начать сравнивать свои варианты солнечных батарей.

содержание солнечной энергии в ядре


Почему важно понимать коэффициент заполнения солнечного элемента? Как это влияет на эффективность фотоэлементов?

Фактор заполнения и эффективность солнечной батареи

Трудно понять коэффициент заполнения солнечных элементов ? А обязательно ли знать коэффициент заполнения и эффективность солнечного элемента?

Ответ: Нет !! Это несложно, но это необходимо понять, если вы хотите знать, как повысить эффективность солнечной батареи?

Понимание фактора заполнения и оптимизации эффективности солнечных элементов не является достаточно гибким, если у вас есть достаточно времени, чтобы прочитать эту статью.В этой статье рассказывается о коэффициенте заполнения и эффективности солнечного элемента.

С продолжающимся ростом глобального потепления и сокращением структуры ископаемого топлива цель альтернативных источников энергии становится все более и более насущной.

В этой статье я подчеркивал коэффициент заполнения солнечных элементов, их поведение, влияние и факторы, влияющие на эффективность солнечных элементов.

Солнечный фотоэлектрический (PV) элемент может преобразовывать световую энергию в электрическую в некоторых полупроводниковых материалах, таких как кремний, галлий и т. Д.

Реализация более значительного потенциала от лишь части солнечного излучения требует изучения рабочих параметров солнечного фотоэлектрического модуля. Коэффициент заполнения (FF), напряжение холостого хода (VOC) и ток короткого замыкания (ISC) являются тремя важными жизненно важными параметрами.

Максимальное увеличение всех трех параметров необходимо для эффективной работы.

  1. Коэффициент заполнения (FF).
  2. Напряжение холостого хода (VOC).
  3. Ток короткого замыкания (ISC).

Хорошее понимание технических факторов важно для рентабельной работы.

Давайте начнем с коэффициентов заполнения и эффективности солнечных элементов, их определения и формулы, а также оценим ограничивающий характер в различных обстоятельствах.

Давайте углубимся !!

Что означает коэффициент заполнения и эффективность солнечного элемента?

Значение коэффициента заполнения формулой :

Коэффициент заполнения (FF) обычно является мерой эффективности солнечного фотоэлектрического модуля.

FF — это отношение максимальной мощности (P max ) к произведению V OC и I SC , т. Е .:

Это коэффициент фактической наивысшей достижимой мощности.

Здесь,

  • Напряжение холостого хода (В OC ): Наибольшее напряжение, которое может генерировать солнечная фотоэлектрическая панель (при стандартных условиях тестирования). Поскольку к выходной цепи не подключена нагрузка, ток не генерируется.

  • Ток короткого замыкания (I SC ): Максимальный ток, который может генерировать солнечная фотоэлектрическая панель (при стандартных условиях тестирования).Поскольку провода панели подключены напрямую, т. Е. Закорочены, напряжение отсутствует.
Формула коэффициента заполнения — диаграмма коэффициента заполнения

Максимальная мощность (P макс ) возникает, когда комбинации тока и напряжения приводят к наиболее значительной мощности.

Это не происходит ни в условиях разомкнутой цепи (V OC ) , ни в условиях короткого замыкания (I SC ) .

Как и на I SC , напряжение в идеале равно нулю, а при В OC ток в элементе тоже считается идеально нулевым.

Следовательно, P max не возникает при максимальном токе; скорее, это происходит при определенном токе (I MPP ) , который меньше, чем I SC .

Аналогично, P max не возникает при максимальном напряжении; скорее, это происходит при определенном напряжении (V MPP ), которое меньше, чем V OC .

Таким образом,

P макс. = V MPP x I MPP

Здесь V MPP & I MPP — это напряжение и ток соответственно в точке максимальной мощности на зависимости тока (I) от тока.кривая напряжения (В) (т. е. кривая ВАХ).

Фактор заполнения солнечных элементов:
  • Коэффициент заполнения (FF) солнечного фотоэлектрического модуля обычно составляет около 80% для кремниевых элементов.
  • А солнечные элементы, изготовленные из GaAs, могут дать максимальный коэффициент мощности 89%.

Эффективность солнечной батареи:


Эффективность солнечного элемента — это определение производительной мощности солнечной панели.

Это отношение максимальной мощности к входной мощности.

Здесь P max — это максимальная мощность, которую солнечная фотоэлектрическая панель может генерировать при стандартных условиях тестирования.

Фактор заполнения и эффективность солнечного элемента

И P в — это солнечное излучение, то есть лучистая энергия, испускаемая солнцем.

Как правило, существует три разновидности солнечных панелей, а именно

  1. Монокристаллический,
  2. поликристаллический и
  3. Тонкопленочный.

Эффективность преобразования трех типов солнечных батарей варьируется в зависимости от материала конструкции и технологии.

Тип солнечной энергии

Строительство

КПД (%)

и. Монокристаллический

Чистый кремний

20

ii.Поликристаллический

Слитые вместе фрагменты кристалла кремния

15–17

iii. Тонкопленочный

Теллурид кадмия (CdTe), аморфный кремний (a-Si) и селенид меди, индия, галлия (CIGS) или с любой такой смесью из различных материалов

11 (приблизительно)

  • Монокристаллические солнечные панели: Их производственным материалом является чистый кремний.Они самые дорогие и самые эффективные. Монокристаллические солнечные панели могут достигать эффективности более 20%.

  • Поликристаллические солнечные панели: Технология их изготовления немного отличается от других, даже несмотря на то, что материал изготовления — кремний. Фрагменты кристалла кремния сплавились вместе, чтобы произвести поликристаллические солнечные панели.

Целью разработки поликристаллической солнечной панели было снижение стоимости, но она также стала менее эффективной.

Обычно он может достигать КПД 15-17%.

Этот разрыв в эффективности между двумя вышеупомянутыми панелями может скоро сократиться с постоянно совершенствующейся технологией.

  • Тонкопленочные солнечные панели: Уникальная особенность тонкопленочных панелей заключается в том, что в процессе их производства часто используются другие материалы (кроме кремния).

Тонкопленочная солнечная панель может быть изготовлена ​​из теллурида кадмия (CdTe), аморфного кремния (a-Si) и селенида меди, индия, галлия (CIGS) или любой такой смеси из различных материалов.

Эффективность тонкопленочной солнечной панели является минимальной (примерно 11%) среди трех типов солнечных панелей.

Разница между КПД и коэффициентом заполнения в солнечном элементе:

Фактор заполнения и эффективность солнечной батареи

КПД

Коэффициент заполнения

и.Это отношение максимальной мощности, которую солнечная фотоэлектрическая панель может генерировать в стандартных условиях тестирования, к входной мощности

и. Это отношение максимальной мощности к теоретической.

ii.

ii.

iii.Вы можете максимизировать эффективность фотоэлектрической панели за счет увеличения коэффициента заполнения (FF), V OC и I SC .

iii. Максимально достижимая мощность (теоретическая) зависит от нескольких факторов, таких как тип кремния, используемый для создания солнечных фотоэлектрических модулей. Любое отклонение от ожидаемого значения коэффициента заполнения может свидетельствовать о неисправности модуля.

Факторы, влияющие на эффективность фотоэлемента:

Глубокая зависимость от ископаемого топлива (уголь, нефть, природный газ и т. Д.).) для производства электроэнергии привело нас в довольно неопределенное будущее.

Мы можем удовлетворить постоянно растущие потребности в электроэнергии с помощью альтернативных источников энергии с такими характеристиками, как находчивость, долговечность и т. Д.

Всесторонняя проверка факторов, которые могут способствовать недостаточной эффективности фотоэлемента в настоящее время становится все более актуальной.

Давайте углубимся в влияние таких факторов —

1. Фактор заполнения: Между двумя солнечными фотоэлектрическими панелями одна с меньшим значением коэффициента заполнения будет иметь меньшую эффективность, чем другая.

2. Солнечный спектр и температура: Солнечный спектр и температура влияют на эффективность фотоэлектрической панели.

Солнечная фотоэлектрическая панель вырабатывает электричество, используя лучи солнечного света. Однако он снижает эффективность с увеличением освещенности.

Предположим, что температура фотоэлектрической панели выходит за пределы оптимального или рабочего значения температуры.

В этом случае перегретая фотоэлектрическая панель вызывает падение V OC и I SC , за которым следует снижение КПД.

3. Интенсивность света: Интенсивность света существенно влияет на коэффициент заполнения (FF). Следовательно, на эффективность влияет изменение интенсивности освещения.

  • FF увеличивается при облучении менее 500 Вт / м 2 (низкое облучение)
  • FF уменьшается при облучении более 500 Вт / м 2 (сильное облучение).

Аналогично

  • Эффективность увеличивается логарифмически при облучении менее 400 Вт / м 2 (низкое облучение)
  • Тем не менее, КПД не уменьшается и не увеличивается при облучении более 400 Вт / м 2 (сильное облучение).

4. Накопление пыли: Плотность накопления пыли на поверхности фотоэлектрической панели снижает качество и коэффициент заполнения солнечного элемента.

  • Мощность солнечного фотоэлектрического модуля может быть уменьшена на 20% после одиночной пыльной бури и на 50% в течение шести месяцев.

Согласно другому исследованию, мощность солнечного фотоэлектрического модуля может быть уменьшена на 35% за месяц в тропическом климате.

Как повысить эффективность солнечного элемента:

Давайте посмотрим правде в глаза, технология преобразования фото солнечной фотоэлектрической панели должна быть улучшена, чтобы добиться значительного прогресса и продемонстрировать необычайный рост в качестве альтернативного источника энергии.

Не могли бы мы проверить некоторые из хаков, чтобы взломать эффективность?

  1. Чтобы смягчить влияние факторов окружающей среды (влажность или накопление пыли), вы должны изучить соответствующее географическое положение перед установкой солнечной фотоэлектрической системы.
  2. Для достижения более высокой производительности необходимо расширить возможности оптимизации в соответствии с универсальным климатом.
  3. Вместо использования обобщенной техники установки солнечной фотоэлектрической системы необходимо учитывать такие факторы, как доминирующее направление ветра или угол установки.
  4. Поскольку эффективность солнечного элемента снижается с повышением температуры элемента (из-за термической деградации солнечного элемента), вы должны поддерживать оптимальную температуру поверхности солнечной панели.
  5. Вы можете уменьшить явление перегрева фотоэлектрической панели с помощью воздушного или водяного охлаждения.
  6. Вы можете использовать характеристики антибликового материала для улучшения характеристик фотоэлектрической панели.

Почему солнечные элементы не могут достичь 100-процентной эффективности:
  • Солнечные элементы не могут достичь 100% эффективности, поскольку солнечный спектр испускает фотоны с широким диапазоном энергий.Только для определенных спектральных диапазонов полупроводниковых материалов световая энергия может быть преобразована в электрическую. Теоретический максимальный КПД 33,7

  • Процесс преобразования энергии не может завершиться на 100% из-за внутренних резистивных или оптических потерь. Когда световая энергия отражается и рассеивается или преобразуется в энергию удара, это предотвращает полное использование огромного источника энергии.

Последняя мысль о коэффициенте заполнения солнечного элемента:

Глубокое понимание системы имеет решающее значение.Мы можем выбрать подходящий модуль и приложить все усилия, чтобы обеспечить максимальную выработку энергии от фотоэлектрической панели. Один из способов повысить эффективность — сконцентрироваться на установке фотоэлемента в подходящее положение с учетом условий окружающей среды.

Накопление пыли приводит к снижению коэффициента заполнения солнечного элемента. Это мера того, насколько солнечный элемент действует как идеальный источник (при стандартных условиях тестирования). Ограничение скопления пыли и концентрации росы на фотоэлектрической панели повысит эффективность фотоэлектрического модуля.

Источники запасов энергии ограничены по своей природе, и адекватные технологии для добычи угля и добычи нефти или природного газа еще не реализованы. Необходима щедрая маржа для повышения производительности солнечных элементов, чтобы создать устойчивый и безопасный сценарий, зависящий от возобновляемых источников энергии .

Коэффициент заполнения фотоэлемента в фотоэлектрической панели должен быть максимальным. Сосредоточьтесь на факторах, влияющих на эффективность солнечных панелей. На месте установки не должно быть какой-либо инфраструктуры затенения.Солнечные фотоэлектрические панели должны находиться в такой среде, где невозможно плотное скопление пыли или грязи.

Каталожные номера:

  1. «Влияние интенсивности освещения на параметры солнечных элементов» М. Чегаар, А. Хамзауи, А. Намода, П. Пети, М. Эллери и А. Хергут
  2. «Влияние накопления пыли на выходную мощность солнечных фотоэлектрических модулей» Мухаммед Дж. Адинойи, Сайед А.М. Сказал
  3. «Влияние естественной пыли на характеристики фотоэлектрических панелей в Бангладеш», автор: Md.Мизанур Рахман, доктор Аминул Ислам, A.H.M. Задидул Карим и Асрафул Хак Рони

Влияние маскировки на напряжение холостого хода и коэффициент заполнения в солнечных элементах

https://doi.org/10.1016/j.joule.2018.10.016Получить права и контент

Контекст и масштаб

Исследования новых материалов для солнечных элементов, такие как перовскиты, в настоящее время развиваются огромными темпами, поскольку они представляют собой очень многообещающую альтернативу низкозатратному крупномасштабному производству электроэнергии из возобновляемых источников.Тем не менее, эффективность преобразования энергии большинства материалов все еще нуждается в улучшении. Чтобы понять, что действительно ограничивает значения тока короткого замыкания, напряжения холостого хода и коэффициентов заполнения в солнечных элементах, все же необходимо разобраться в динамике каждого из этих параметров, независимо от технологии. Поэтому, очевидно, еще более важны точные и правильные измерения самих значений. Эта перспектива фотоэлектрического метода дает критическую оценку рекомендуемой в настоящее время практики применения фотошаблонов при определении характеристик освещенных солнечных элементов.Мы фокусируем наше исследование на перовскитных солнечных элементах, которым в настоящее время требуется внимание, но представленные выводы справедливы для любой фотоэлектрической технологии.

Резюме

Рекомендации по правильному протоколу измерения новых фотоэлектрических технологий все чаще встречаются в литературе, поскольку непросто точно измерить истинные параметры эффективности лабораторных солнечных элементов. Это особенно характерно для небольших исследовательских устройств, которые склонны к завышению плотности тока короткого замыкания из-за краевых эффектов различных типов.Поэтому общепринятой практикой является использование масок с четко определенными отверстиями. Здесь мы экспериментально и теоретически показываем, что эта обычная практика, однако, приводит к ошибочному определению как напряжения холостого хода, так и коэффициента заполнения, которые являются показателями, не менее важными, чем плотность тока короткого замыкания. Хотя ошибки, возникающие в напряжении и коэффициенте заполнения при использовании маски, обычно меньше, чем ошибки в токе, которые могут составлять без использования маски, они, с другой стороны, вездесущи и могут быть довольно хорошо описаны.

Ключевые слова

солнечные элементы

маска

апертура

перовскит

напряжение холостого хода

коэффициент заполнения

сертификация

Рекомендуемые статьи Цитирующие статьи (0)

© 2018 Elsevier Inc. Цитирование статей

Помимо громоздких панелей: привлекательные варианты в солнечной энергии

Несколько стоек с фотоэлектрическими панелями, установленными на вашей крыше, стали экологическим знаком отличия, но по мере того, как фотоэлектрические технологии становятся более эффективными, более простыми в установке и конкурентоспособными по цене, эстетические варианты солнечных батарей все чаще предполагают большую мощность при меньшем объеме.

Последнее поколение солнечных батарей объединяет фотоэлектрические элементы с традиционными строительными материалами, такими как черепица или шифер, поэтому они являются частью здания, а не надстройкой. Эти продукты лучше всего подходят для нового строительства или новых проектов кровли, а не для модернизации. Хотя нет необходимости покрывать всю крышу солнечными сланцами или черепицей для питания вашего дома, как и в случае с обычными фотоэлектрическими панелями, ваша крыша должна быть обращена на юг, юго-восток или юго-запад.

BIPV (встроенная в здание фотовольтаика) стоит дороже на ватт, чем обычные монокристаллические кремниевые панели с болтовым креплением — от 7 до 10 долларов за ватт по сравнению с 3 долларами за ватт, но производители подчеркивают, что, поскольку фотоэлектрические модули также защищают дом от непогоды, потребители получают две функции по цене одной, что позволяет сэкономить на трудозатратах и ​​материалах.

Однако для правильной установки требуется опыт квалифицированного кровельщика и солнечного контактора, не говоря уже о лицензированном электрике, который может провести провода через чердак и стены к солнечному инвертору.Домашние мастера рискуют лишиться гарантии на крышу или фотоэлектрической панели — или того хуже. «Вы начинаете беспокоиться, когда у вас есть воин на выходных с напряжением 600 вольт на крыше, пытающийся управлять очень специализированной системой», — говорит Крейг Браун, директор по продажам и обслуживанию Dow Solar. «Не хорошая идея.»

С момента представления солнечной черепицы Powerhouse в 2011 году компания Dow расширила свою деятельность почти на половину Соединенных Штатов и в начале 2016 года выпустит продукт второго поколения под названием Powerhouse Solar System 2.0 (PH 2.0). Эти черепицы сочетают в себе тонкопленочные фотоэлементы с модулями, основанными на гибкой технологии CIGS (медь, индий / галлий, ди-селенид). Новые модули в 2,4 раза больше своих предшественников, но в три раза мощнее, что означает, что вы можете генерировать больше энергии с меньшим количеством модулей.

До недавнего времени тонкопленочные фотоэлектрические элементы были менее дорогими и не такими эффективными, как мультикристаллический кремний, основной материал, используемый в большинстве солнечных фотоэлектрических систем.Но в последние годы тонкие пленки стали превосходить обычные панели. Широкоформатный гибкий модуль второго поколения получает все большее распространение в коммерческих и промышленных зданиях, и отраслевые эксперты ожидают значительного роста и на рынке жилой недвижимости.

Версия

Dow разработана для интеграции заподлицо с композитной битумной черепицей, ламинированной архитектурной черепицей, бетонной и глиняной черепицей, кедровым покрытием, полимером и традиционным шифером.

Вместо того, чтобы прикреплять черепицу к термопластической основе с помощью грязного клея, PH 2.0 имеет механическую систему блокировки для соединения модулей черепицы друг с другом. «Вместо того, чтобы перемещать по одному модулю вперед и назад, конфигурация подковы позволяет вам устанавливать систему поперек крыши и вверх и вниз одновременно», — говорит Браун. Система не только снижает затраты на установку, но также упрощает ремонт или замену поврежденного модуля.

Солнечная черепица Apollo II от CertainTeed сочетает в себе высокоэффективные монокристаллические кремниевые солнечные элементы с легким низкопрофильным модулем, который устанавливается непосредственно на кровельную обшивку новой или существующей кровли из асфальтовой черепицы с помощью стандартных шурупов для настила. Компания также предлагает плитку Apollo Tile II, предназначенную для слияния с окружающей плоской бетонной плиткой. Обе версии имеют водные каналы и приподнятые места крепления для защиты от проникновения воды.

Чтобы снизить затраты на установку, Atlantis Energy Systems разработала гибридный сборный модуль солнечного кровельного покрытия, который не только может быть легко интегрирован в крышу и генерировать электроэнергию, но также функционирует как источник нагрева воды. Комплект TallSlates BITERS (Building Integrated Thermal Electric Roofing System), состоящий из дюжины 46-ваттных фотоэлектрических панелей, покрывающих 50 квадратных футов площади крыши, поставляется в собранном виде и затем устанавливается на существующую или строящуюся крышу.После того, как модуль зафиксирован на предварительно установленных планках, систему можно связать с электрическими и водопроводными системами, которые могут быть установлены заранее, а остальная часть крыши отделана до окружающего края сланцами или оставлена ​​как есть. асфальтовая крыша.

«Тепловое применение солнечной энергии никогда не было таким привлекательным, как электрическое, но есть много преимуществ», — говорит представитель Atlantis Джо Моррисси. Как и все кровельные продукты, солнечные элементы выделяют избыточное тепло, которое необходимо выделять для правильного функционирования элементов.Использование этого тепла казалось несложным делом, если учесть, что он часто оказывается в ловушке на чердаке, увеличивая охлаждающую нагрузку дома. Используя его, домовладельцы могут поддерживать прохладу в своем доме и бесплатно нагревать воду для бытового потребления или бассейн.

солнечной энергии | Национальное географическое общество

Солнечная энергия — это любой тип энергии, вырабатываемый солнцем.

Солнечная энергия создается за счет ядерного синтеза, происходящего на Солнце. Синтез происходит, когда протоны атомов водорода яростно сталкиваются в ядре Солнца и сливаются, образуя атом гелия.

Этот процесс, известный как цепная реакция PP (протон-протон), выделяет огромное количество энергии. По своей сути, Солнце каждую секунду сплавляет около 620 миллионов метрических тонн водорода. Цепная реакция полипропилена происходит в других звездах размером с наше Солнце и обеспечивает их непрерывной энергией и теплом. Температура этих звезд составляет около 4 миллионов градусов по шкале Кельвина (около 4 миллионов градусов по Цельсию, 7 миллионов градусов по Фаренгейту).

В звездах около 1.Цикл CNO, который в 3 раза больше Солнца, стимулирует создание энергии. Цикл CNO также преобразует водород в гелий, но для этого полагается на углерод, азот и кислород (C, N и O). В настоящее время менее 2% солнечной энергии создается за счет цикла CNO.

Ядерный синтез посредством цепной реакции полипропилена или цикла CNO высвобождает огромное количество энергии в форме волн и частиц. Солнечная энергия постоянно уходит от солнца и по всей солнечной системе. Солнечная энергия нагревает Землю, вызывает ветер и погоду, а также поддерживает жизнь растений и животных.

Энергия, тепло и свет солнца уходят в виде электромагнитного излучения (ЭМИ).

Электромагнитный спектр существует в виде волн разных частот и длин волн. Частота волны показывает, сколько раз волна повторяется за определенную единицу времени. Волны с очень короткими длинами волн повторяются несколько раз в заданную единицу времени, поэтому они высокочастотны. Напротив, низкочастотные волны имеют гораздо большую длину волны.

Подавляющее большинство электромагнитных волн для нас невидимо.Наиболее высокочастотные волны, излучаемые солнцем, — это гамма-лучи, рентгеновские лучи и ультрафиолетовое излучение (УФ-лучи). Наиболее вредные ультрафиолетовые лучи почти полностью поглощаются атмосферой Земли. Менее сильные ультрафиолетовые лучи проходят через атмосферу и могут вызвать солнечный ожог.

Солнце также испускает инфракрасное излучение, волны которого намного более низкочастотны. Большая часть тепла от солнца поступает в виде инфракрасной энергии.

Между инфракрасным и ультрафиолетовым светом находится видимый спектр, содержащий все цвета, которые мы видим на Земле.Красный цвет имеет самую длинную длину волны (ближайшую к инфракрасному), а фиолетовый (ближайшую к ультрафиолетовому излучению) самую короткую.

Естественная солнечная энергия

Парниковый эффект
Инфракрасные, видимые и УФ-волны, достигающие Земли, участвуют в процессе нагревания планеты и создания возможности для жизни — так называемого «парникового эффекта».

Около 30% солнечной энергии, которая достигает Земли, отражается обратно в космос. Остальное поглощается атмосферой Земли.Радиация нагревает поверхность Земли, и поверхность излучает часть энергии обратно в виде инфракрасных волн. Когда они поднимаются в атмосфере, их улавливают парниковые газы, такие как водяной пар и углекислый газ.

Парниковые газы задерживают тепло, которое отражается обратно в атмосферу. Таким образом они действуют как стеклянные стены теплицы. Этот парниковый эффект сохраняет на Земле достаточно тепла, чтобы поддерживать жизнь.

Фотосинтез
Почти все живое на Земле прямо или косвенно использует солнечную энергию для получения пищи.

Производители напрямую полагаются на солнечную энергию. Они поглощают солнечный свет и превращают его в питательные вещества посредством процесса, называемого фотосинтезом. Производители, также называемые автотрофами, включают растения, водоросли, бактерии и грибы. Автотрофы — основа пищевой сети.

Потребители полагаются на производителей питательных веществ. Травоядные, плотоядные, всеядные и детритофаги косвенно полагаются на солнечную энергию. Поедают травоядные растения и других производителей. Плотоядные и всеядные животные едят как производителей, так и травоядных.Детритофаги разлагают растительные и животные вещества, потребляя их.

Ископаемое топливо
Фотосинтез также отвечает за все ископаемое топливо на Земле. По оценкам ученых, около 3 миллиардов лет назад первые автотрофы появились в водных условиях. Солнечный свет позволил растениям процветать и развиваться. После гибели автотрофов они разложились и ушли вглубь Земли, иногда на тысячи метров. Этот процесс продолжался миллионы лет.

Под сильным давлением и высокими температурами эти останки стали тем, что мы называем ископаемым топливом.Микроорганизмы стали нефтью, природным газом и углем.

Люди разработали процессы добычи ископаемых видов топлива и их использования для получения энергии. Однако ископаемое топливо — невозобновляемый ресурс. На их формирование уходят миллионы лет.

Использование солнечной энергии

Солнечная энергия — это возобновляемый ресурс, и многие технологии позволяют использовать ее напрямую для использования в домах, на предприятиях, школах и больницах. Некоторые технологии солнечной энергии включают фотоэлектрические элементы и панели, концентрированную солнечную энергию и солнечную архитектуру.

Существуют различные способы улавливания солнечного излучения и преобразования его в полезную энергию. В методах используется либо активная солнечная энергия, либо пассивная солнечная энергия.

Активные солнечные технологии используют электрические или механические устройства для активного преобразования солнечной энергии в другую форму энергии, чаще всего в тепло или электричество. Пассивные солнечные технологии не используют никаких внешних устройств. Вместо этого они используют преимущества местного климата для обогрева конструкций зимой и отражения тепла летом.

Фотогальваника

Фотогальваника — это форма активной солнечной технологии, которая была открыта в 1839 году 19-летним французским физиком Александром-Эдмоном Беккерелем. Беккерель обнаружил, что когда он помещал хлорид серебра в кислотный раствор и подвергал его воздействию солнечного света, прикрепленные к нему платиновые электроды генерировали электрический ток. Этот процесс производства электричества непосредственно из солнечного излучения называется фотоэлектрическим эффектом или фотоэлектрическим эффектом.

Сегодня фотоэлектрическая энергия, вероятно, самый распространенный способ использования солнечной энергии.Фотоэлектрические батареи обычно включают солнечные панели, совокупность десятков или даже сотен солнечных элементов.

Каждый солнечный элемент содержит полупроводник, обычно сделанный из кремния. Когда полупроводник поглощает солнечный свет, он выбивает электроны. Электрическое поле направляет эти свободные электроны в электрический ток, текущий в одном направлении. Металлические контакты в верхней и нижней части солнечного элемента направляют этот ток к внешнему объекту. Внешний объект может быть таким маленьким, как вычислитель на солнечной энергии, или большим, как электростанция.

Фотоэлектрические элементы были впервые широко использованы на космических кораблях. Многие спутники, включая Международную космическую станцию, имеют широкие отражающие «крылья» солнечных батарей. МКС имеет два крыла солнечных батарей (ПАВ), в каждом из которых используется около 33 000 солнечных элементов. Эти фотоэлектрические элементы снабжают МКС всем электричеством, позволяя астронавтам управлять станцией, безопасно жить в космосе в течение нескольких месяцев и проводить научные и инженерные эксперименты.

Фотоэлектрические электростанции построены по всему миру.Самые большие станции находятся в США, Индии и Китае. Эти электростанции вырабатывают сотни мегаватт электроэнергии, которая используется для снабжения домов, предприятий, школ и больниц.

Фотоэлектрические технологии также могут быть установлены в меньшем масштабе. Солнечные панели и элементы могут быть прикреплены к крышам или наружным стенам зданий, обеспечивая электричество для конструкции. Их можно размещать вдоль дорог, до световых магистралей. Солнечные элементы достаточно малы, чтобы питать даже небольшие устройства, такие как калькуляторы, паркоматы, уплотнители мусора и водяные насосы.

Концентрированная солнечная энергия

Другой тип активной солнечной технологии — это концентрированная солнечная энергия или концентрированная солнечная энергия (CSP). В технологии CSP используются линзы и зеркала для фокусировки (концентрации) солнечного света с большой площади на гораздо меньшей. Эта интенсивная область излучения нагревает жидкость, которая, в свою очередь, генерирует электричество или подпитывает другой процесс.

Солнечные печи — пример концентрированной солнечной энергии. Есть много различных типов солнечных печей, в том числе солнечные энергетические башни, параболические желоба и отражатели Френеля.Они используют один и тот же общий метод для захвата и преобразования энергии.

В солнечных электростанциях используются гелиостаты — плоские зеркала, которые поворачиваются, чтобы следовать по дуге солнца в небе. Зеркала расположены вокруг центральной «коллекторной башни» и отражают солнечный свет в концентрированный луч света, который падает на точку фокусировки на башне.

В предыдущих проектах солнечных электростанций концентрированный солнечный свет нагревал емкость с водой, в результате чего производился пар, приводивший в действие турбину. В последнее время в некоторых солнечных электростанциях используется жидкий натрий, который имеет более высокую теплоемкость и сохраняет тепло в течение более длительного периода времени.Это означает, что жидкость не только достигает температуры от 773 до 1273 К (от 500 до 1000 ° C или от 932 до 1832 ° F), но и может продолжать кипятить воду и генерировать энергию, даже когда солнце не светит.

Параболические желоба и отражатели Френеля также используют CSP, но их зеркала имеют другую форму. Параболические зеркала изогнутые, по форме напоминающие седло. В отражателях Френеля используются плоские тонкие полоски зеркала, чтобы улавливать солнечный свет и направлять его на трубку с жидкостью. Отражатели Френеля имеют большую площадь поверхности, чем параболические желоба, и могут концентрировать солнечную энергию примерно в 30 раз по интенсивности.

Концентрированные солнечные электростанции были впервые разработаны в 1980-х годах. Самый большой объект в мире — это ряд заводов в пустыне Мохаве в Калифорнии. Эта система производства солнечной энергии (SEGS) вырабатывает более 650 гигаватт-часов электроэнергии ежегодно. Другие крупные и эффективные предприятия были разработаны в Испании и Индии.

Концентрированная солнечная энергия также может использоваться в меньших масштабах. Например, он может генерировать тепло для солнечных плит. Люди в деревнях по всему миру используют солнечные плиты для кипячения воды для санитарии и приготовления пищи.

Солнечные плиты имеют много преимуществ по сравнению с дровяными печами: они не представляют опасности возгорания, не производят дыма, не требуют топлива и сокращают потерю среды обитания в лесах, где деревья будут заготавливаться в качестве топлива. Солнечные плиты также позволяют сельским жителям уделять время учебе, работе, здоровью или семье в то время, которое раньше использовалось для сбора дров. Солнечные плиты используются в самых разных регионах, таких как Чад, Израиль, Индия и Перу.

Солнечная архитектура

В течение дня солнечная энергия является частью процесса тепловой конвекции или перемещения тепла из более теплого помещения в более прохладное.Когда солнце встает, оно начинает нагревать предметы и материалы на Земле. В течение дня эти материалы поглощают тепло солнечного излучения. Ночью, когда солнце садится и атмосфера остывает, материалы выделяют тепло обратно в атмосферу.

Пассивные солнечные энергии используют преимущества этого естественного процесса нагрева и охлаждения.

Дома и другие здания используют пассивную солнечную энергию для эффективного и недорогого распределения тепла. Примером этого является расчет «тепловой массы» здания.Тепловая масса здания — это основная масса материала, нагреваемого в течение дня. Примеры тепловой массы здания: дерево, металл, бетон, глина, камень или грязь. Ночью тепловая масса отдает тепло обратно в комнату. Эффективные системы вентиляции — коридоры, окна и воздуховоды — распределяют теплый воздух и поддерживают умеренную постоянную температуру в помещении.

Пассивные солнечные технологии часто используются при проектировании зданий. Например, на этапе планирования строительства инженер или архитектор может выровнять здание по дневному пути солнца, чтобы получить желаемое количество солнечного света.Этот метод учитывает широту, высоту и типичный облачный покров определенной области. Кроме того, здания могут быть построены или переоборудованы для обеспечения теплоизоляции, тепловой массы или дополнительного затенения.

Другими примерами пассивной солнечной архитектуры являются холодные крыши, лучистые барьеры и зеленые крыши. Холодные крыши окрашены в белый цвет и отражают солнечное излучение, а не поглощают его. Белая поверхность уменьшает количество тепла, которое достигает внутренней части здания, что, в свою очередь, снижает количество энергии, необходимой для охлаждения здания.

Излучающие барьеры работают аналогично охлаждающим крышам. Они обеспечивают изоляцию с помощью материалов с высокой отражающей способностью, таких как алюминиевая фольга. Фольга отражает, а не поглощает тепло, и может снизить затраты на охлаждение до 10%. Помимо крыш и чердаков, под перекрытиями могут быть установлены лучистые барьеры.

Зеленые крыши — это крыши, полностью покрытые растительностью. Они требуют почвы и орошения для поддержки растений, а также водонепроницаемого слоя под ними. Зеленые крыши не только уменьшают количество поглощаемого или теряемого тепла, но и обеспечивают растительность.Посредством фотосинтеза растения на зеленых крышах поглощают углекислый газ и выделяют кислород. Они фильтруют загрязнители из дождевой воды и воздуха и компенсируют некоторые эффекты использования энергии в этом пространстве.

Зеленые крыши были традицией в Скандинавии на протяжении веков, а недавно стали популярными в Австралии, Западной Европе, Канаде и США. Например, компания Ford Motor Company покрыла растительностью 42 000 квадратных метров (450 000 квадратных футов) крыш своего сборочного завода в Дирборне, штат Мичиган.Крыши не только сокращают выбросы парниковых газов, но и уменьшают сток ливневых вод, поглощая несколько сантиметров осадков.

Зеленые крыши и холодные крыши также могут противодействовать эффекту «городского теплового острова». В оживленных городах температура может быть постоянно выше, чем в прилегающих районах. Этому способствуют многие факторы: города построены из таких материалов, как асфальт и бетон, которые поглощают тепло; высокие здания блокируют ветер и его охлаждающие эффекты; и большое количество отработанного тепла генерируется промышленностью, транспортом и большим населением.Использование доступного пространства на крыше для посадки деревьев или отражение тепла с помощью белых крыш может частично снизить локальное повышение температуры в городских районах.

Солнечная энергия и люди

Поскольку в большинстве частей мира солнечный свет светит только около половины дня, технологии солнечной энергии должны включать методы хранения энергии в темное время суток.

В системах с термической массой используется парафиновый воск или различные формы соли для хранения энергии в виде тепла.Фотоэлектрические системы могут отправлять избыточную электроэнергию в местную электросеть или накапливать энергию в аккумуляторных батареях.

Есть много плюсов и минусов у использования солнечной энергии.

Преимущества
Основным преимуществом использования солнечной энергии является то, что она является возобновляемым ресурсом. У нас будет стабильный безграничный запас солнечного света еще на 5 миллиардов лет. За один час атмосфера Земли получает достаточно солнечного света, чтобы обеспечить потребности в электроэнергии каждого человека на Земле в течение года.

Солнечная энергия чистая. После того, как оборудование, использующее солнечную технологию, построено и введено в эксплуатацию, солнечная энергия не нуждается в топливе для работы. Он также не выделяет парниковых газов или токсичных материалов. Использование солнечной энергии может значительно снизить воздействие на окружающую среду.

Есть места, где солнечная энергия практически применима. Дома и здания в районах с большим количеством солнечного света и низкой облачностью имеют возможность использовать обильную энергию солнца.

Солнечные плиты представляют собой отличную альтернативу приготовлению пищи с использованием дровяных печей, от которых до сих пор полагаются 2 миллиарда человек.Солнечные плиты обеспечивают более чистый и безопасный способ дезинфицировать воду и готовить пищу.

Солнечная энергия дополняет другие возобновляемые источники энергии, такие как энергия ветра или гидроэлектроэнергии.

Дома или предприятия, которые устанавливают успешные солнечные батареи, действительно могут производить избыточное электричество. Эти домовладельцы или владельцы бизнеса могут продавать энергию обратно поставщику электроэнергии, сокращая или даже отменяя счета за электроэнергию.

Недостатки
Основным сдерживающим фактором использования солнечной энергии является необходимое оборудование.Оборудование на солнечных батареях стоит дорого. Покупка и установка оборудования для отдельных домов может стоить десятки тысяч долларов. Хотя правительство часто предлагает сниженные налоги для людей и предприятий, использующих солнечную энергию, а технология может исключить счета за электричество, первоначальная стоимость слишком высока, чтобы многие могли ее учитывать.

Гелиоэнергетическое оборудование тоже тяжелое. Чтобы переоборудовать или установить солнечные панели на крыше здания, крыша должна быть прочной, большой и ориентированной на путь солнца.

Как активные, так и пассивные солнечные технологии зависят от факторов, которые находятся вне нашего контроля, таких как климат и облачный покров. Необходимо изучить местные районы, чтобы определить, эффективна ли солнечная энергия в этом районе.

Солнечный свет должен быть обильным и постоянным, чтобы солнечная энергия была эффективным выбором. В большинстве мест на Земле изменчивость солнечного света затрудняет использование в качестве единственного источника энергии.

Монокристаллический против. Поликристаллические солнечные панели: что лучше?

При установке солнечной энергосистемы для дома или бизнеса выбирайте между монокристаллическими и монокристаллическими.поликристаллические солнечные панели — важный шаг в процессе планирования. Но как решить, что подходит именно вам?

В этой статье мы разберем сходства и различия между двумя типы солнечных панелей, дополнительные расходы, эстетика, эффективность и многое другое, чтобы помочь вам определить лучший выбор для вашей солнечной установки.

Если вы хотите узнать больше о том, сколько будет стоить установка системы солнечных батарей для вашего дома, заполните бесплатную форму расчета стоимости без обязательств ниже.

Что такое монокристаллические и поликристаллические солнечные панели?

Монокристаллические и поликристаллические солнечные панели — два наиболее распространенных типа рецепторы солнечной энергии. Оба работают с использованием фотоэлементов из кремния — того же материала, который используется в микросхемах для электронных гаджетов. Разница между монокристаллическими и поликристаллическими солнечными элементами заключается в конфигурации кремния:

  • Монокристаллические солнечные панели: Каждый фотоэлектрический элемент состоит из одного кристалла кремния.Их иногда называют «моно солнечными панелями».
  • Поликристаллические солнечные панели: Каждый фотоэлектрический элемент состоит из нескольких фрагментов кристаллов кремния, которые сплавлены вместе во время производства. Вы можете увидеть их под названием «поликристаллические панели» или «поли-панели».

Оба типа солнечных панелей имеют одну и ту же цель: преобразование солнечного света в электричество. Однако кристаллическая кремниевая структура отдельных солнечных элементов влияет на их характеристики и внешний вид.Фактически, вы можете определить тип панели, просто наблюдая за формой и цветом ее солнечных элементов.

Монокристаллические солнечные панели

Монокристаллические солнечные панели характеризуются своими черными фотоэлементами с закругленными краями. У них более высокая эффективность преобразования, чем у поликристаллических панелей, что означает, что они производят больше киловатт-часов электроэнергии. Если хотите установите систему солнечных батарей, но ваше пространство ограничено, монокристаллические панели будут более производительными на квадратный фут.

Пока они самые эффективные солнечные панели, они также самые дорогие, поскольку процесс производства монокристаллических кремниевых элементов более сложен.

Поликристаллические солнечные панели

Поликристаллические солнечные панели имеют фотоэлементы синего цвета с прямыми краями. Они имеют более низкий КПД по сравнению с монокристаллическими ячейками, а это означает, что вам нужно больше панелей для достижения той же выходной мощности. Однако и поликристаллические панели имеют более низкую цену, так как процесс их изготовления проще.

Поликристаллические панели очень прочные, но, как правило, служат немного меньше, чем монокристаллические. Также они больше страдают от высоких температур, что снижает их продуктивность в самые жаркие дни.

Монокристаллический против. Поликристаллические солнечные панели: основные отличия

Теперь, когда вы знаете основы монокристаллических и поликристаллических солнечных панелей, давайте обсудим, как работает каждый тип технологии солнечных панелей. В следующей таблице приведены наиболее важные различия между монокристаллическими и поликристаллическими солнечными панелями:

Фактор Монокристаллические солнечные панели Поликристаллические солнечные панели
Силиконовая композиция Один чистый кристалл кремния Многие кремниевые фрагменты слились вместе
Стоимость Более дорогой Дешевле
Внешний вид Панели имеют черный оттенок Панели имеют синий оттенок
КПД Более эффективным Менее эффективны
Срок службы 25-40 лет 20-35 лет
Температурный коэффициент Более низкий температурный коэффициент,
делает их более эффективными в тепле
Более высокий температурный коэффициент,
делает их менее эффективными при нагревании

Стоимость панели солнечных батарей

Силиконовая структура каждой солнечной панели является основным фактором, определяющим стоимость.Чтобы произвести поликристаллические панели, производители должны просто разлить расплавленный кремний в квадратные формы, а затем разрезать полученные пластины на отдельные ячейки. С другой стороны, чтобы производить монокристаллические солнечные элементы, затвердевание кремния необходимо очень тщательно контролировать. Из-за более сложного производственного процесса монопанели дороже.

Вот несколько моментов, о которых следует помнить стоимость солнечных панелей:

  • Монокристаллические солнечные панели имеют более высокую стоимость, если сравнивать только панели.
  • Стоимость инверторов, проводки, электрической защиты, стеллажа и рабочей силы одинакова для обоих типов солнечных батарей.
  • Поскольку монокристаллические панели более эффективны, вы можете получить более высокую окупаемость своих инвестиций.
  • Домовладельцы имеют право на федеральную налоговую скидку на солнечную энергию независимо от того, выбирают ли они монопанели или полиуретаны.

КПД и температурный коэффициент

Как уже упоминалось выше, монокристаллические солнечные панели имеют более высокий КПД.Однако это не означает, что поликристаллические солнечные панели являются неполноценным продуктом — вы можете найти качественные солнечные панели обоих типов. Вот еще несколько фактов об эффективности:

  • Когда солнечная панель имеет более высокий КПД, она преобразует больший процент солнечного света в электричество.
  • По состоянию на 2021 год поликристаллические панели имеют типичный КПД ниже 20%, в то время как лучшие монокристаллические панели приближаются к 23%.
  • Для достижения определенной мощности в киловатт-часах в месяц вам потребуется больше поликристаллических панелей, поскольку их эффективность ниже.
  • Все солнечные панели временно теряют эффективность при повышении температуры, но монокристаллические солнечные элементы меньше подвержены влиянию тепла.

Температурный коэффициент показывает, насколько солнечные панели подвержены влиянию температуры. Все солнечные панели проходят заводские испытания в одних и тех же Стандартных условиях испытаний (STC) для обеспечения справедливого сравнения.

Как правило, поликристаллические солнечные панели имеют более высокие температурные коэффициенты, что означает, что они теряют больше производительности при нагревании.Однако по мере совершенствования технологий в настоящее время появляются солнечные панели обоих типов с одинаково низкими температурными коэффициентами.

Эффективность солнечной панели не является критическим фактором, когда у вас много свободного места. Поскольку поликристаллические панели имеют более низкую цену, установка большего количества, чтобы компенсировать более низкую эффективность, не является проблемой. Однако, когда у вас ограниченное пространство, установка дополнительных панелей невозможна, поэтому монокристаллические панели максимизируют производство электроэнергии на доступной площади.

Внешний вид и срок службы

Внешний вид солнечных элементов также является результатом их кремниевой структуры, поскольку она определяет, как они взаимодействуют с солнечным светом и как они воспринимаются человеческим зрением. Монокристаллическая структура монокристаллических ячеек придает им черный цвет, а поликристаллические ячейки — синий.

Оба типа солнечных панелей имеют длительный срок службы, а срок их окупаемости во многих случаях составляет менее пяти лет. Производители солнечных батарей обычно предлагают 25-летнюю гарантию производства электроэнергии, но некоторые бренды теперь имеют 30-летнюю гарантию.

Монокристаллические или поликристаллические солнечные панели лучше всего подходят для вас?

Каждый тип солнечная панель имеет преимущества и недостатки, и вы можете получить отличную окупаемость с помощью обоих. Однако, чтобы облегчить ваш выбор, при выборе лучших солнечных панелей для вашего дома учитывайте следующие факторы:

Хотите солнечные панели определенного цвета? Имейте в виду, что монокристаллические панели — черные, а поликристаллические — синие.Если вы предпочитаете одно другому, вы можете купить солнечные панели на свой вкус.

Сколько места у вас есть для солнечных батарей? Точные размеры домашних солнечных панелей зависят от их марки и производителя. Типичные размеры 65 дюймов на 39 дюймов, что эквивалентно 17,6 квадратных футов на панель, но монокристаллические панели предлагают больше ватт на квадратный фут. Вот упрощенный пример того, как вы можете установить больше киловатт в заданной области, используя монокристаллические панели:

  • Вы можете обнаружить, что поликристаллическая панель дает 300 Вт, тогда как монокристаллическая панель такого же размера дает 350 Вт.
  • Если у вас есть место для 20 из них, вы получите 7 кВт с монокристаллическими панелями, но только 6 кВт с поликристаллическими панелями.

Как выглядит ваш бюджет и варианты финансирования? Поликристаллические солнечные панели более доступны, но монокристаллические более производительны. Если у вас есть доступ к солнечной ссуде с выгодными процентными ставками, вы можете профинансировать солнечную установку и выплатить ссуду деньгами, которые вы сэкономите на счетах за коммунальные услуги.В этом случае дополнительная стоимость монокристаллических панелей не является проблемой.

Кроме того, не забудьте сравнить несколько солнечных цитат. Монокристаллические солнечные панели дороже по отдельности, но вы также должны учитывать другие компоненты системы и затраты на установку. Могут быть случаи, когда полная установка монокристаллических панелей на самом деле дешевле, даже если одна панель стоит дороже.

Чтобы начать сравнивать затраты, вы можете получить бесплатное предложение с расценками на ведущая компания по установке солнечных батарей в вашем районе, заполнив 30-секундную форму ниже.

Другие типы солнечных панелей


Монокристаллические и поликристаллические солнечные панели являются наиболее распространенными, но это не единственные доступные типы. Вы также найдете тонкопленочные солнечные панели, которые имеют совершенно другой производственный процесс:

  • Вместо кристаллических солнечных элементов они используют фотоэлектрический материал, который наносится тонкими слоями.
  • Существует множество подтипов тонкопленочных солнечных панелей в зависимости от их фотоэлектрического материала. Наиболее распространены теллурид кадмия (CdTe), диселенид меди, галлия, индия (CIGS) и аморфный кремний.
  • Поскольку тонкопленочные солнечные панели не делятся на элементы, они имеют однородную поверхность без разделений.
  • В большинстве гибких солнечных панелей используются тонкопленочные солнечные элементы.

Основным недостатком тонкопленочных солнечных панелей является то, что они намного менее эффективны, чем поликристаллические или монокристаллические панели. Это означает, что вы должны покрыть большую площадь тонкопленочными солнечными панелями, чтобы достичь определенного уровня выработки киловатт-часов.

FAQ: Монокристаллический против. Поликристаллические солнечные панели

Какой тип солнечной панели лучше: монокристаллический или поликристаллический?

И монокристаллические, и поликристаллические солнечные панели имеют определенные плюсы и минусы, а это означает, что лучший выбор для вас будет зависеть от вашего конкретного проекта.Монокристаллические панели рекомендуются, когда пространство ограничено и вы готовы вложить больше средств для достижения максимальной эффективности. С другой стороны, поликристаллические солнечные панели рекомендуются, когда вы хотите снизить первоначальные затраты, а место не является ограничением.

Монокристалл дороже поликристалла?

Если сравнивать цены на отдельные солнечные панели, то монокристаллические изделия дороже. Однако, сравнивая расценки на завершенные солнечные системы, вы можете обнаружить схожие затраты на киловатт для обеих технологий.Это связано с тем, что из-за их высокой эффективности вам нужно будет покупать меньше монопанелей в целом.

В чем разница между поликристаллическими и монокристаллическими солнечными панелями?

Поликристаллические солнечные панели имеют синие элементы, состоящие из нескольких кристаллов кремния, и они менее эффективны, но более доступны. Монокристаллические панели имеют черные ячейки из монокристаллов, и они предлагают более высокую эффективность по более высокой цене.

Какая разница в цене между монокристаллическими и поликристаллическими солнечными панелями?

Эта разница в цене между монокристаллическими и поликристаллическими солнечными панелями варьируется в зависимости от конкретных сравниваемых моделей солнечных панелей.Однако в целом разница в цене сопоставима с разницей в эффективности — монокристаллические панели примерно на 20% эффективнее, но они также стоят примерно на 20% дороже.

Рекомендуется сравнить расценки на полные солнечные энергетические системы, поскольку они включают все остальные компоненты системы и их стоимость установки.

Леонардо Дэвид инженер-электромеханик, MBA, консультант по энергетике и технический писатель. Его опыт консультирования по вопросам энергоэффективности и солнечной энергии охватывает такие сектора, как банковское дело, текстильное производство, переработка пластмасс, фармацевтика, образование, пищевая промышленность, фаст-фуд, недвижимость и розничная торговля.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.