Запасы ископаемого топлива сокращаются, а продукты его сгорания загрязняют среду, поэтому всё больше домов и предприятий получают энергию от Солнца — неиссякаемого источника. Задача солнечной панели — как можно эффективнее превратить солнечный свет в электричество.
Из чего состоит солнечная электростанция
Солнечная электростанция — фотоэлектрическая система, которая производит и накапливает энергию. В неё входят:
- солнечные панели (модули);
- аккумуляторы;
- контроллер заряда-разряда аккумуляторов;
- инвертор.
Принцип работы: свет попадает на элементы панели, возникает постоянный ток, инвертор преобразует его в переменный. Переменный ток сразу идёт потребителям, а при наличии аккумуляторов — частично накапливается. Панели вырабатывают электричество и без прямых солнечных лучей, в рассеянном свете, хотя и меньше.
Типы кремниевых панелей
Фотоэлектрические модули делают из кремния — второго после кислорода по распространённости элемента в земной коре.
| Тип | КПД (данные исходного обзора) | Цена | Особенности |
|---|---|---|---|
| Монокристаллический | в среднем 15% | самые дорогие | наиболее эффективное преобразование |
| Поликристаллический | в среднем 11% | дешевле | более простая технология получения кремния |
| Аморфный | низкий | самые недорогие | короче срок службы; гибкие модели |
Важно знать Приведённые значения КПД — исторические средние. У современных серийных модулей, в среднем по рынку, КПД заметно выше, и технологии продолжают развиваться. Цены на панели тоже постоянно меняются, поэтому подбор делается под конкретный проект.
Мощность одного модуля ограничена (в исходном обзоре — от 6 до 150 Вт), поэтому для нужной мощности несколько модулей объединяют в массив.
Угол наклона и двусторонние модули
Угол падения солнечных лучей меняется в течение года, и от него зависит выработка. Если поворотная конструкция не предусмотрена, при монтаже выбирается оптимальный фиксированный угол наклона для широты объекта.
Некоторые заводы выпускают двусторонние модули, которые принимают свет фронтальной и тыльной стороной. С той же площади они дают на 15–20% больше энергии — особенно на светлых поверхностях и наземных стойках.
Совет Перед монтажом на кровлю проверьте несущую способность стропильной системы и снеговую нагрузку. Для этого пригодится технический надзор или обследование.
Гибкие и портативные батареи
Небольшие гибкие батареи из аморфного кремния дают достаточно энергии для зарядки телефонов, ноутбуков и других мобильных устройств. По мощности они уступают кристаллическим модулям, зато компактны, складываются и сворачиваются в рулон — незаменимы в походе. Существуют гибкие батареи, которые продолжают работать даже после серьёзных механических повреждений.
Производители и разработки
Мировыми лидерами производства фотоэлементов в разные годы были Q-Cells (Германия), First Solar (США), Suntech Power (Китай), Sharp (Япония). В странах СНГ фотоэлектрическими панелями занимались, в частности, ВИЭСХ и АО ВИЭН, НПП «Квант», НПФ «Кварк», Ковровский механический завод, НПО Машиностроения, ФГУП «НИИПП», ОКБ завода «Красное Знамя», опытный завод «Позит», Рязанский завод металлокерамических приборов, ООО «Солнечный ветер», ООО «СОВЛАКС», ОАО «Сатурн», НПФ «Санэнеджи», ЗАО «Телеком-СТВ», АО «Элма» и Центр ФТИ им. Иоффе.
Новые технологии
- Фоточувствительная «краска». Наночастицы напыляют на подложку батареи — это заметно дешевле. КПД пока около 1%, но разработчики рассчитывают довести его до 10% (технология Брайана Крогеля, Техасский университет в Остине). В перспективе такую краску можно будет наносить прямо на крыши.
- Концентраторные модули. В ФТИ им. Иоффе (Санкт-Петербург) создан модуль на наногетероструктурах с КПД 37–45%: линза Френеля концентрирует излучение на небольшом высокоэффективном элементе. На проект планировалось привлечь более 5 млрд рублей, в том числе от иностранных инвесторов.
- Тонкоплёночные элементы. Sharp создала плёнку толщиной 1–3 мкм: батарея площадью в две визитки мощностью 2,6 Вт питает велосипедный фонарь.
Главным ограничением эффективности разработчики называют кремниевую поверхность большинства панелей и связывают рост КПД с нанотехнологиями. К разработкам подключились и нефтяные компании: Shell открыла подразделение по производству солнечных панелей, BP заключила договор с Калифорнийским технологическим институтом о применении нанотехнологий в фотоэлементах. Массовому внедрению самых новых разработок пока мешает их дороговизна.
Что делаем мы
- Расчёт Оцениваем потребление, площадь и ориентацию кровли или участка, подбираем мощность станции и ёмкость аккумуляторов.
- Подбор оборудования Панели, инвертор, контроллер, крепёж — под бюджет и задачу.
- Монтаж и подключение Установка, настройка, пробный пуск и инструктаж.
Солнечную станцию выгодно сочетать с солнечными коллекторами для горячей воды и тепловым насосом для отопления. Все решения — в разделе «Энергоэффективность».
Рассчитаем солнечную станцию для вашего объекта Сообщите среднее потребление электроэнергии и адрес — подберём комплект и оценим окупаемость.
Оставить заявку