Солнце – неиссякаемый источник экологически чистой энергии. Долгое время человечество воспринимало солнце, как источник тепла и света, не задумываясь о более полном его использовании в своих целях. С развитием новых технологий стало возможным не только более полноценное использование энергии Солнца, но и ее аккумулирование. Изначально применение технологий по использованию энергии Солнца ограничивалось дороговизной комплектующих и низкой производительностью. Сейчас, с ростом КПД солнечных систем и их постепенным удешевлением, стало возможно использование этого источника энергии для бытовых целей в индивидуальном порядке.
Каждый желающий, взвесив все за и против, может перейти на использование экологически чистой энергии Солнца и перестать зависеть от централизованной сети электроснабжения. Особенно это актуально, когда загородный дом находится далеко от линий электропередач. Кроме того солнечные системы можно использовать, как дополнительный (резервный) источник энергии, обезопасив себя от перебоев с электроснабжением.
Панели различаются по технологии производства, по качеству, по способу использования, а также многим другим параметрам. Попробуем разобраться в этом многообразии предлагаемых солнечных модулей и выделим лучшие из них.
Виды солнечных панелей
Солнечная панель представляет собой объединенные между собой фотоэлектрические элементы, которые преобразуют энергию Солнца в электрический ток.
По технологии производства фотоэлементов все солнечные панели делятся на две большие группы: кремниевые и пленочные. Их типы и особенности будут рассмотрены ниже в таблице.
| Группа | Тип | Особенности | КПД, % |
| Кремниевые | Монокристаллические (mono-Si) | Представляют собой один кристалл кремния. Имеют квадратную форму с округленными углами. Цвет серый или от черного до синего (с антиотражающим покрытием). Лучше всего преобразуют прямое солнечное излучение. Самые дорогие. | от 15 до 22 |
| Кремниевые | Поликристаллические (poly-Si) | Блок кристаллов кремния соединенные между собой. Имеют квадратную форму. Цвет серебристо-серый или синий (с антиотражающим покрытием). Поглотительная способность прямого солнечного излучения хуже. Лучше использовать для выработки энергии из рассеянного излучения. Дешевле, чем монокристаллы. | от 12 до 18 |
| Кремниевые, пленочные | Аморфные | Занимают промежуточное положение, т.к. изготовлены из кремния, но в виде пленки. Представляют собой напыление полупроводника из кремния на основу. Удобны в использовании. В течение полугода-года выгорают на солнце, в связи с чем, снижается их мощность. | от 5 до 6 |
| Пленочные | На основе теллурида кадмия | Имеют вид пленки, которая наносится на стекло. Зеркального темно-зеленого или черного цвета. Чаще применяется в космосе и на орбите Земли. Токсичны: выделяют вредный кадмий. Сложная утилизация. | от 10 до 12 |
| Пленочные | На основе CIGS (селенида меди-индия) | Имеют вид пленки, полупроводником в которой используется селенид меди-индия. Цвет от темно-серого до черного. Подвержены коррозии. | от 15 до 20 |
| Пленочные | Полимерные | Имеют вид очень тонкой пленки. Дешевые в производстве, не выделяют вредных веществ. | от 5 до 6 |
Теперь, ориентируясь в видах солнечных панелей, рассмотрим, в каких областях жизнедеятельности человека применяется каждый из них.
Виды и принцип работы
Солнечная панель является объединенными между собой фотоэлектрическими элементами, которые преобразовывают энергию солнца в электрический ток. По способу изготовления солнечные батареи делятся на два вида:
- Кремниевые. Принцип работы заключается в эффекте полупроводников. Кремний является одним из самых эффективных полупроводников известных человечеству на данный момент. При нагревании фотоэлемента (верхней кремниевой пластины блока преобразователя) электроны из атомов кремния высвобождаются, после чего их захватывают атомы нижней пластины. Соответственно, с нижней пластины электроны двигаются по проводникам (соединительным проводам), отдавая свою энергию на зарядку аккумуляторов и возвращаясь в верхнюю пластину.
- Пленочные. Потихоньку завоевывают собственные позиции за счет использования и эластичности. К недостаткам пленочных панелей специалисты относят наименьшую мощность, подверженность атмосферному влиянию, высокую стоимость. Такие модули позволяется резать ножом, огибать неровные основания.
Область применения солнечных панелей
Стационарные панели
Солнечные панели могут использоваться как в стационарных условиях, так и быть переносными.
Фиксированные модули применяются в следующих областях:
- на солнечных электростанциях;
- в автономных, резервных или гибридных электростанциях для дома или дачи;
- для обогрева помещений и нагрева воды (солнечный коллектор);
- в автономных системах освещения улиц;
- для питания рекламных щитов;
- в системах навигации и сигнализации;
- в насосных станциях и др.
Рассматривая стационарные солнечные электростанции, остановимся подробнее на тех, которые используются для электроснабжения дома. Чтобы обеспечить жилище электричеством с помощью энергии Солнца, понадобятся следующие комплектующие:
- солнечные модули;
- аккумулятор (для накопления неизрасходованной энергии);
- контроллер напряжения (увеличивает срок службы аккумулятора, но не обязателен для установки);
- инвертор (преобразует постоянный ток аккумулятора в необходимый переменный ток для электроприборов).
Домашние солнечные электростанции по отношению к централизованному электроснабжению могут быть:
- автономные.
Автономные, т.е. независимые от других источников питания, солнечные электростанции используются там, где невозможно по определенным причинам (значительная удаленность от населенных пунктов) подключение к общей электросети. Их использование целесообразно в южных районах, где длиннее световой день и большое количество ясных дней. В любом случае ее желательно продублировать генератором на горючем топливе. Основные преимущества автономной станции – это ее экологичность, бесшумность, минимальное техническое обслуживание в течение эксплуатации. Минус – ночью или в пасмурные дни электроэнергия вырабатываться не будет. Кроме того для их работы необходимы выше названные комплектующие, которые делают автономную систему довольно дорогой.
- резервные.
Резервные, или сетевые, электростанции устанавливаются там, где есть подключение к центральной электрической сети. Она используется, как дополнительный источник электроэнергии. Резервная солнечная электростанция начинает свою работу в случае перерыва подачи электроэнергии от сети. Преимущества – бесшумность, надежность, возможность монтажа на крышу или фасад здания. Также плюсом является отсутствие аккумулятора, контроллера и инвертора, что значительно удешевляет систему.
- гибридные.
По сути, представляет собой автономную станцию, подключенную к электрической сети. Энергия, полученная от Солнца, используется в первую очередь, при ее нехватке подача электроэнергии идет уже от централизованного электроснабжения. Позволяет значительно экономить на платежах за потребленную электроэнергию.
Мобильные модули
Мобильные устройства по преобразованию энергии Солнца в электрический ток могут применяться:
- для зарядки мобильных телефонов и других мобильных устройств;
- для питания радиоприемников во время походов, рыбалки;
- для питания систем навигации во время экспедиций;
- для освещения в темное время суток во время походов.
Портативные батареи стали незаменимым аксессуаром у любителей загородных поездок и туристов, путешествующих по диким местам, в которых отсутствует электричество. Так как современная жизнь даже на необитаемом острове или в горах невозможна без различных гаджетов, их подзарядка производится от зарядных устройств, преобразующих солнечную энергию. Портативные солнечные батареи чаще всего выпускаются на основе монокристаллического кремния. Они различаются размерами, формой, мощностью. Компактные батареи с небольшой мощностью могут поместиться в кармане, а большие и мощные могут быть установлены на крыше автомобиля. Кроме того они снабжены всевозможными переходниками для подключения различной техники.
Где уже применяются и для кого актуальны
Солнечные панели на крышах частных домов
Современный мир уже давно использует ФСЕ в промышленных масштабах, особенно это актуально для стран где солнечный свет активен большую часть года. Сегодня же, благодаря снижению цен на это оборудование и росту стоимость электричества, их часть используют частные дома и дачи в качества основного или дополнительного источника энергии.
А что же с квартирами
? Здесь все сложнее, во первых нет достаточной свободной площади для установки панелей. Во вторых это сложно согласовать в различными надзорными органами.
В целом, такую задачу можно решить, но обойдется установка оборудования в многоквартирном доме значительно дороже, чем в частном доме.
На что обращать внимание при выборе солнечных панелей
В связи с тем, что использование энергии Солнца в бытовых целях еще не стало привычным делом, и выбор солнечных панелей вызывает определенные сложности, предлагаем перечень наиболее важных параметров. Итак, при покупке такого модуля стоит обратить внимание на следующие пункты:
- производитель.
Важно обратить внимание, как долго данный производитель представлен на рынке данного товара, и какой у него объем производства. Чем дольше производитель работает в этой отрасли, тем больше ему можно доверять.
- область использования.
Для каких целей будет использоваться полученная энергия: для зарядки мелкой техники, для электроснабжения крупных электроприборов, для освещения или для полноценного электроснабжения дома. Именно от того, для каких целей покупается солнечный модуль, зависит выбор выходного напряжение и мощности панелей.
- напряжение.
Для мелких электроприборов достаточно 9 В, для зарядки смартфонов и ноутбуков – 12-19 В, а для обеспечения всей энергосистемы дома – 24 В и более.
- мощность.
Данный параметр рассчитывается на основе среднесуточного энергопотребления (сумма потребляемой энергии всей техникой за день). Мощность солнечных панелей должна с некоторым запасом перекрывать потребление.
- качество фотоэлектрических элементов.
Существует 4 категории качества фотоэлементов, из которых состоит солнечная панель: Grad A, Grad B, Grad C, Grad D. Естественно лучше всего первая категория – Grad A. Модули этой категории качества не имеют сколов и микротрещин, однородны по цвету и структуре, имеют набольший КПД и практически не подвержены деградации.
- срок службы.
Срок службы солнечных панелей варьируется от 10 до 20 лет. Конечно, длительность полноценной работы такой энергосистемы зависит от качества батарей и правильности их установки.
- дополнительные технические параметры.
Наиболее важными являются КПД, толеранс (допустимое отклонения по мощности), температурный коэффициент (влияние температуры на производительность батареи).
Разобравшись в основных технических характеристиках, предлагаем вам рейтинг лучших солнечных панелей в 2022 году.
Как работают солнечные батареи для частного дома?
Принцип работы солнечных батарей довольно прост. Солнце нагревается поглотителем в коллекторе, который поглощает солнечное излучение и преобразует его в тепло. В дальнейшем теплоноситель, нагретый в абсорбере (чаще всего вода или антифриз), попадает в бак технической воды и отдает тепло воде.
На рынке представлены коллекторы двух типов: плоские и вакуумные. Первые выглядят как темная простыня. Сверху у них высокопрочное стекло, а с других сторон — изоляционная минеральная вата. Вакуумный коллектор, в свою очередь, состоит из вакуумных трубок, расположенных параллельно друг другу. Здесь поглотитель разделен на полосы, помещенные в трубы.
Плоские модели стоят дешевле, но в холодные месяцы теряют много тепла. Вакуумные насосы лучше изолируют тепло, когда на улице холодно. Однако они более дорогие и более сложные. Тем не менее, именно они более популярны в России, поскольку за более высокую стоимость можно ожидать, что в неблагоприятных погодных условиях они будут давать больше тепла, чем плоские коллекторы.
Кроме того, производители вакуумных коллекторов различают напорные и безнапорные модели. В первом случае вода в резервуаре находится под постоянным давлением. Благодаря этому давление горячей воды, подаваемой в краны, такое же, как и в системе водоснабжения, а коллектор может располагаться в любом солнечном месте. Напротив, в безнапорных коллекторах давление в баке отсутствует. Вода стекает из резервуара под действием силы тяжести. Такие коллекторы стоит размещать на крыше.
Лучшие солнечные панели
Delta SM 150-12 P
Поликристаллическая батарея номинальной мощностью 150 Вт и напряжением 12 В, состоящая из 36 фотоэлементов. При ее изготовлении использовались элементы первой категории качества (Grade A). Панель ориентирована на сбор рассеянной солнечной энергии в пасмурную погоду и холодный период года. Температура эксплуатации модуля заключена в диапазон от -40 до +85°С. Нормальная рабочая температура без потери мощности +47°С. Температурный коэффициент мощности составляет -0,45%. Эффективность фотоэлектрического преобразования (КПД) 17,12%. Гарантийный срок эксплуатации – 10 лет. Производитель – Китай.
Стоимость от 5950 руб.
Delta SM 150-12 P
Достоинства:
- высокая производительность даже при сплошной облачности;
- закаленное стекло высокой прозрачности;
- прочный алюминиевый профиль и жесткая конструкция защищает панель от деформации.
Недостатки:
- снижение мощности при росте температуры.
Exmork ФСМ-100П
Поликристаллический кремниевый модуль из 36 клеток с номинальным напряжением 12 В и паспортной мощностью 100 Вт. Класс качества — Grade A. Диапазон рабочих температур от -40 до +80°С. Нормальная рабочая температура +45°С. КПД фотоэлектрического элемента в пределах 17,3%. Гарантия на панели составляет 10 лет. Производитель батарей – Китай.
Стоимость: от 4000 руб.
Exmork ФСМ-100П
Достоинства:
- светопроницаемость стекла 97%;
- закаленное стекло выдерживает даже крупный град;
- выдерживает ветер со скоростью 60 м/с;
- срок службы, заявленный производителем не менее 30 лет.
Недостатки:
- не выявлено.
TOPRAY 100 ватт 12В
Монокристаллическая кремниевая гибкая солнечная панель. Напряжение 12 В, мощность 100 Вт. Батарея состоит из 32 ячеек. Фотоэлектрические элементы имеют категорию качества Grade A. Их эффективность преобразования может достигать более 20%. Температурные условия работы от -40 до +85°С. Срок службы при правильной эксплуатации доходит до 20 лет. Производитель – Китай.
Стоимость: от 9960 руб.
TOPRAY 100 ватт 12В
Достоинства:
- тонкая и легкая;
- эффективно преобразует прямое излучение Солнца;
- эффективно работает на морозе.
Недостатки:
- применима только для прямого излучения.
Feron PS0303 150W
Переносная панель с максимальной мощностью 150 Вт и выходным напряжением 17,6 В. Предназначена для питания электроприборов, рассчитанных на напряжение 12-14 В, а также для заряда автомобильных аккумуляторов. Рабочая температура от -40 до +85°С. Гарантийный срок эксплуатации: 3 года. Произведена в Китае.
Стоимость 18700 руб.
Feron PS0303 150W
Достоинства:
- удобная для транспортировки складная модель;
- PWM контроллер оборудован светодиодной индикацией уровня заряда, подключенной нагрузки;
- аккумулятор защищен от избыточного заряда, переразряда и перегрузки;
- в комплекте сумка для переноски;
- возможна зарядка мобильных устройств через USB разъем.
Недостатки:
- малый срок гарантии.
Delta SM 200-12 P
Солнечная панель из поликристаллического кремния мощностью 200 Вт и напряжением 12 В. Кремниевые элементы относятся к А категории качества. Фотоэлектрический модуль включает 72 ячейки. Рабочая температура заключена в пределах от -40 до +85°С. Наиболее оптимальная температура для работы без потери мощности составляет +47°С. Эффективность фотоэлектрического преобразования элемента равна 17,4%, всего модуля – 15,5%. Гарантийный срок эксплуатации – 10 лет. Производитель – Китай.
Стоимость: от 8800 руб.
Delta SM 200-12 P
Достоинства:
- потеря мощности за 10 лет не более 10%;
- прочное каленое стекло толщиной 3,2 мм;
- эффективно преобразует рассеянную солнечную энергию.
Недостатки:
- не выявлено.
SOLAR.BATTERY 30W
Солнечная панель с креплением мощностью 30 Вт и напряжением 12 В. Рабочая температура от -40 до +50°С. Предназначена для использования в качестве резервного источника питания. Гарантия: 1,5 года. Срок службы – 10 лет. – Россия.
Стоимость: от 7600 руб.
SOLAR.BATTERY 30W
Достоинства:
- поворотный кронштейн позволяет поворачивать панель вслед за движением солнца;
- можно использовать при стопроцентной влажности воздуха;
Недостатки:
- производитель не указывает тип фотоэлемента.
BioLite SolarPanel 5
Монокристаллическая солнечная панель мощностью 5 Вт. Имеет два выхода: USB и micro USB. Производитель – США, собрана в Китае.
Стоимость: от 5690 руб.
BioLite SolarPanel 5
Достоинства:
- подставка позволяет устанавливать батарею на различные поверхности;
- встроенные солнечные часы помогают настроить оптимальный угол наклона панели;
- есть индикатор, показывающий силу заряда.
Недостатки:
- не выявлено.
Feron PS0401
Портативная аккумуляторная солнечная панель с литий-ионной батареей. Рабочая температура +10 — +45°С. Номинальное напряжение модуля 9 В, мощность 3 Вт. Производитель – Китай.
Стоимость от 2900 руб.
Feron PS0401
Достоинства:
- в комплект входят 2 лампочки, блок питания и различные кабеля, необходимые для зарядки мобильных устройств;
- компактная, удобно брать в поход или на рыбалку;
Недостатки:
- узкий диапазон рабочей температуры.
NESL AM-SF7
Мобильная компактная складная солнечная система. Состоит из складной панели и накопителя (powerbank). Солнечные батареи вшиты в чехол из плотной синтетической ткани. Панель имеет выход USB, который может использоваться для зарядки небольших мобильных устройств или для подключения накопителя. Температурный режим использования от -20 до +50°С. Эффективность преобразования энергии солнца составляет более 17%. Срок службы может достигать 20 лет. Производитель – Китай.
Стоимость от 3990 руб.
NESL AM-SF7
Достоинства:
- емкость накопителя 6000 мАч;
- в комплект входит шнур для телефонов с разными разъемами;
- идеально подходит для отдыха в местах лишенных источников энергии.
Недостатки:
- powerbank не может одновременно заряжаться от солнечных батарей и питать какое-либо устройство.
Solar Pack SW-H05
Данная модель представляет собой переносное зарядное устройство. Эта солнечная панель, по заявлениям производителя, обладает высокой производительностью и эффективностью в размере 18,5%. Выход USB 5 позволяет заряжать различные телефоны, видео и фотокамеры, iPhone, IPOD и др.
Стоимость: от 1300 руб.
Solar Pack SW-H05
Достоинства:
- компактная;
- стильная;
- удобно использовать на отдыхе на природе.
Недостатки:
- очень мало информации о данном продукте в сети.
TOPRAY Solar TPS-102-15
Портативная солнечная батарея на основе тонкопленочной технологии. Фотоэлементы поглощают энергию солнца не только от прямых лучей, но и от рассеянного излучения в пасмурную погоду. Батарея заключена в прочный алюминиевый корпус, а снаружи закрыта двойным ударопрочным стеклом. Данная модель ориентирована на зарядку аккумуляторов (12 В), а также на питание бытовых электроприборов. Производитель: Китай.
Стоимость: от 4680 руб.
TOPRAY Solar TPS-102-15
Достоинства:
- минимальные потери мощности при нагревании;
- в комплекте аккумуляторные зажимы, переходники.
Недостатки:
- не выявлено.
Сопоставление технических характеристик рассмотренных моделей
| Модель | Номинальное напряжение, В | Номинальная мощность, Вт | КПД | Габариты, мм | Вес, кг |
| Delta SM 150-12 P | 12 | 150 | 17,12 | 1485х668х35 | 11,6 |
| Exmork ФСМ-100П | 12 | 100 | 17,3 | 1000х670х35 | 8,8 |
| TOPRAY 100 ватт 12В | 12 | 100 | 20 | 1100х570х2,5 | 2,2 |
| Feron PS0303 150W | 17,6 | 150 | 17 | 1340х780х35, в сложенном виде 664х758х75 | 15,1 |
| Delta SM 200-12 P | 12 | 200 | 15,5 | 1330х990х35 | 16,4 |
| SOLAR.BATTERY 30W | 12 | 30 | 540х430х150 | 5,6 | |
| BioLite SolarPanel 5 | 5 | 257х208х24 | 0,34 | ||
| Feron PS0401 | 9 | 3 | 220х135х17 | 0,9 | |
| NESL AM-SF7 | 5 | 7 | 17 | 250х480, в сложенном состоянии 25х17х1 | 0,44 |
| Solar Pack SW-H05 | 5 | 5 | 18,5 | 227х196х10 | 0,12 |
| TOPRAY Solar TPS-102-15 | 12 | 15 | 970х340х20 | 5,5 |
Что можно получить от солнечных батарей?
Обеспечить свой дом теплом и горячей водой бесплатно, только за счет солнечной энергии — сценарий возможный, однако нужно понимать, что это не круглогодичное решение.
Дело в том, что на нашей широте наблюдается неравномерное распределение солнечного света в течение года. В России мы можем наслаждаться прекрасным солнцем только в течение нескольких летних месяцев. В свою очередь, с осени до начала весны лучам приходится пробиваться сквозь густые облака. Следовательно, использование солнечной энергии в этот период ограничено.
По этой причине солнечные батареи могут полностью удовлетворить задачу обогрева дома только в летние месяцы. В оставшиеся месяцы они лишь незначительно будут поддерживать тепло в доме.
В любом случае, установив такую систему на крыше, в течение 5-7 месяцев в году мы сможем бесплатно пользоваться горячей водой, что, безусловно, станет значительным облегчением для семейного бюджета, не говоря уже об охране окружающей среды.
Какие лучше монокристаллические или поликристаллические?
Фотоэлектрические панели, предназначенные для строительства жилых домов, чаще всего изготавливаются из кремниевых элементов. Они могут иметь монокристаллическую или поликристаллическую структуру, и их отличает эффективность. Многие люди не знают, какую фотоэлектрическую панель выбрать, чтобы она была достаточно энергоэффективной.
- Монокристаллические модели имеют темный цвет и состоят из монолитного кристалла кремния цилиндрической формы. Его диаметр составляет около 30 см. КПД таких панелей составляет от 18% до 22%. По словам специалистов, они долговечнее поликристаллических, но и дороже.
- Поликристаллические модели изготавливаются из прессованного блока кристаллизованного кремния и обычно имеют светло-голубой цвет (на них видны края кристаллов). Ячейки в поликристаллических панелях квадратные, их КПД не более 16%. Они менее долговечны, но долговечность установки из поликристаллических панелей определяется даже на несколько десятков лет. Это более дешевая альтернатива монокристаллическим элементам.
Если не хотите слишком много тратить на покупку панелей, можно выбрать модель из аморфных кремниевых элементов. Она имеет высокий начальный КПД, который, однако, относительно быстро падает во время работы. Для достижения указанной мощности всей фотоэлектрической установки панели из аморфного кремния должны иметь большую площадь поверхности, чем моно- или поликристаллические.
Как установить и подключить
В установке солнечных панелей следует проявить внимание. Специалисты рекомендуют обращаться к опытным установщикам: специалисты подключат панели, проверят на корректность работы.
Устанавливая панели, обратите внимание на несколько факторов:
- Тень — если батарея будет полностью в ней, то она не будет вырабатывать достаточное количество энергии, и за короткое время выйдет из строя.
- Ориентация — направляйте батарею в сторону солнца.
- Наклон — опытные специалисты рекомендуют устанавливать угол наклона равный широте, в которой он находится.
- Доступность — с течением времени панели покрываются слоем пыли и грязи, снегом. Аккумулирование может снизиться. Регулярно очищайте панели от различного рода налета.
Выберите, способ установки — самостоятельно или пригласите специалиста. Плюсы самостоятельного монтажа — экономия денег и приобретение бесценного опыта, который в дальнейшем может вам пригодится. Но и недостатки имеются — вы потеряете свое время, а в случае неправильной установки и, следовательно, низкой эффективности батареи виноваты будете только вы. Обращаясь к специалистам, заранее обговорите с ним тонкости установки и подключения, заключите договор об обязательствах и ответственности.
Несколько слов об отечественных брендах
Мы назвали лишь 10 известных производителей, популярных в разных странах и регионах мира. Потребности отечественной гелиоэнергетики, в основном, покрываются за счет импорта. Но поскольку солнечная энергетика развивается повсеместно, появляются и местные производители. Предприятий, где производят солнечные панели в Украине, не так много. Этот процесс идет медленно, так как производство фотомодулей – наукоемкое и дорогостоящее, а конкурировать с мировыми брендами нелегко. Вот почему солнечные панели такие дорогие и собственных заводов в стране мало. Из наиболее известных компаний можно назвать киевские и старейшего в Украине производителя пластин из кремния , предприятие «Энхол» (Энергодар, Запорожская обл.), завод в Виннице (основанный KNESS Group), небольшое производство на базе предприятия «Промсвязь» (Одесса) и (г. Александрия, Кировоградская обл.) География регионов, где производят солнечные панели в Роcсии, следующая. Здесь можно выделить компанию «Телеком-СТВ» (г. Зеленоград), , Рязанский завод металлокерамических приборов, предприятие «Сатурн» в Краснодаре, научно-производственное предприятие «Квант» (Москва). А вот в соседней Беларуси, например, собственного производства панелей фактически нет. Правда, осенью 2019 года завод по производству панелей в этой стране запустила немецкая компания Recom, чтобы увеличить свои европейские производственные мощности.
Пленочные батареи
В отличие от кремниевых, пленочные солнечные панели выпускаются в рулонах, которые можно раскатать на большой площади. В состав такой панели входит теллурид кадмия или селенид меди. Главным преимуществом пленки является возможность резать ее и подгонять под любые размеры и формы крыши. Также она весит гораздо меньше любых кремниевых батарей и легко ложится на любой скат крыши.
Однако пленочные солнечные батареи имеют относительно небольшую мощность и их проще повредить механическими воздействиями. Их КПД составляет всего 10%, что гораздо меньше, чем даже у поликристаллических модулей. Но благодаря своей невысокой цене пленочные батареи имеют свою аудиторию.
Монокристаллические кремниевые солнечные элементы
Монокристаллические солнечные батареи представляют собой электрически соединенные элементы, изготовленные из тонких (240 мкм) пластин монокристалла кремния. Оптические оси ориентированы в одном направлении, используется материал высокой (более 99.99%) чистоты. Это обеспечивает максимальную эффективность преобразования. При теоретически возможном для кремниевого элемента КПД 30% у серийных образцов показатель достигает 18-24%.
Внешне монокристаллические батареи легко отличить – они имеют глубокий черный цвет, элементу в процессе порезки придается форма правильного квадрата (прямоугольника) со срезанными углами.
Технологий производства таких солнечных батарей – рекордсмен по стоимости среди кремниевых элементов. Высокая цена производства объясняется сложными процессами очистки сырья, выращивания монокристалла и его точной порезки.
В результате монокристаллические батареи имеют самую высокую цену – порядка 0.9-1.1 доллара на 1 Вт мощности.
Есть у таких элементов и другой серьезный недостаток – из-за точной ориентировки оптических осей кристаллов, оптимальную отдачу можно получить только при падении солнечных лучей перпендикулярно плоскости элемента. При существенном изменении угла освещения, а также в рассеянном свете наблюдается резкое снижение генерации.
Эксплуатация гибридной солнечной электростанции
После запуска солнечной электростанции, я и моя семья пересмотрели многие привычки. Например, если раньше стирка или посудомоечная машина запускались после 23 часов, когда работал ночной тариф в электросетях, то теперь эти энергозатратные работы перенесены на день, потому что стиралка потребляет 500-2100 Вт во время работы, посудомоечная машина потребляет 400-2100 Вт. Почему такой разброс? Потому что насосы и моторы потребляют немного, а вот нагреватели воды крайне прожорливы. Гладить оказалось тоже «выгоднее» и приятнее днем: в комнате гораздо светлее, а энергия солнца полностью покрывает потребление утюга. На скриншоте продемонстрирован график выработки энергии солнечной электростанцией. Хорошо виден утренний пик, когда работала стиральная машинка и потребляла много энергии – эта энергия была выработана солнечными панелями.
Первые дни я по несколько раз подходил к инвертору, взглянуть на экран выработки и потребления. После поставил утилиту на домашний сервер, который в реальном времени отображает режим работы инвертора и все параметры электросети. К примеру, на скриншоте видно, что дом потребляет больше 2 кВт энергии (пункт AC output active power) и вся эта энергия заимствуется от солнечных батарей (пункт PV1 input power). То есть инвертор, работая в гибридном режиме с приоритетом питания от солнца, полностью покрывает энергопотребление приборов за счет солнца. Это ли не счастье? Каждый день в таблице появлялся новый столбик выработки энергии и это не могло не радовать. А когда во всей деревне отключили электричество, я узнал об этом только по писку инвертора, который оповещал о работе в автономном режиме. Для всего дома это означало только одно: живем как прежде, пока соседи ходят за водой с ведрами.
Но есть в наличии дома солнечной электростанции и нюансы:
- Я начал замечать, что птицы любят солнечные панели и, пролетая над ними, не могут сдержаться от счастья наличия технологичного оборудования в деревне. То есть иногда всё же солнечные панели надо мыть от следов и пыли. Думаю, что при установке под 45 градусов, все следы просто смывались бы дождями. Выработка от нескольких птичьих следов вообще не падает, но если затенена часть панели, то падение выработки становится ощутимым. Это я заметил, когда солнце пошло к закату и тень от крыши начала накрывать панели одну за другой. То есть лучше располагать панели вдали от всех конструкций, способных их затенить. Но даже вечером, при рассеянном свете, панели выдавали несколько сотен ватт.
- При большой мощности солнечных панелей и подкачке от 700 Ватт и более, инвертор включает вентиляторы активнее и их становится слышно, если дверь в техническое помещение открыта. Тут либо закрывать дверь, либо крепить инвертор на стену через демпфирующие прокладки. В принципе, ничего неожиданного: любая электроника греется при работе. Просто надо учитывать, что инвертор не стоит вешать там, где он может мешать звуком своей работы.
- Фирменное приложение умеет отправлять оповещения по электронной почте или в SMS, если произошло какое-либо событие: включение/отключение внешней сети, разряд АКБ и подобное. Вот только приложение работает по незащищенному 25 порту SMTP, а все современные почтовые сервисы, вроде gmail.com или mail.ru работают по защищенному порту 465. То есть сейчас, фактически, оповещения по почте не приходят, а хотелось бы.
Не сказать, что эти пункты как-то огорчают, ведь всегда надо стремиться к совершенству, но имеющаяся энергонезависимость того стоит.
