Солнечные батареи для дома и дачи: принцип работы, виды, обзор производителей

Принцип действия солнечных батарей

Устройства, преобразующие в электроэнергию солнечный свет, работают по довольно простому принципу. Чтобы его понять, достаточно вспомнить школьный курс физики. В частности освежить знания о том, что такое p-n переход. Именно он способен преобразовывать энергию света в электрическую. Это явление ярко иллюстрирует опыт с транзистором со спиленной крышкой. Свет падает на p-n переход, а подключенный к нему вольтметр начинает фиксировать незначительные значения электрического тока. При увеличении площади p-n перехода количество получаемой электроэнергии будет расти.

Принцип работы солнечных батарей основан на преобразовании световой энергии в электрическую. Большая площадь панелей позволяет вырабатывать больше энергии

Все современные фотоэлектрические преобразователи работают с использованием этого принципа. Относительно большие площади пластин с p-n переходами позволяют получать достаточное количество электроэнергии. Постоянному усовершенствованию подвергаются материалы и конструкция, благодаря чему растет коэффициент фотоэлектрического преобразования, он же КПД устройства. Величина напряжения и выходного тока солнечной батареи напрямую зависят от степени внешней освещенности устройства.


Устройства вырабатывают постоянный ток, который появляется вследствие попадания на кремниевую или кремневодородную пластину солнечного излучения. Особенности материала таковы, что лучи солнца, попадающие на него, сдвигают электроны с орбит атомов. Освобожденные электроны образуют электрический ток. Такие устройства отличаются максимальной эффективностью, но достаточно сложны в изготовлении, что делает их недешевыми. Существует несколько разновидностей кремниевых батарей.

От теории – к практике

Задумываясь о подобном, альтернативном источнике питания, каждый, прежде всего, задается вопросом – «Каковы будут затраты на установку такой системы?». Действительно, в силу специфических особенностей подобное оборудование дороже своих аналогов для традиционных источников питания, но на сегодняшний день, благодаря новым уникальным, научным разработкам, которые привели к значительному удешевлению технологии изготовления солнечных панелей, стоимость альтернативного источника питания на их основе уменьшилась в разы, что в свою очередь сделало их доступными для широкого круга потребителей.

Нынешний рынок солнечных панелей изобилует различными предложениями, различающихся выходным напряжением, максимальной выходной мощностью и конструктивным исполнением. В связи с тем, что в последнее время даже китайские производители «подтянули» качество и надежность своей продукции до европейского уровня, на первый план при выборе той или иной модели солнечных батарей выходит их стоимость на единицу производимой мощности.

Отличительные особенности LSS 240:

Кремниевые солнечные батареи

Устройства вырабатывают постоянный ток, который появляется вследствие попадания на кремниевую или кремневодородную пластину солнечного излучения. Особенности материала таковы, что лучи солнца, попадающие на него, сдвигают электроны с орбит атомов. Освобожденные электроны образуют электрический ток. Такие устройства отличаются максимальной эффективностью, но достаточно сложны в изготовлении, что делает их недешевыми. Существует несколько разновидностей кремниевых батарей.

Поликристаллические солнечные батареи характеризуются неоднородной структурой и наличием ориентированных в разные стороны кристаллов кремния

Читайте также:  Электромагнитный пускатель 380В: устройство, правила подключения и рекомендации по выбору

Как работает инвертор?

Инвертор – это специальное устройство, которое работает под определенным напряжением (от 150 до 1000 В). Он генерирует солнечную энергию, которая уже частично переработана панелью, в электрическую. Излишки электроэнергии, не используемые жителями дома, отправляются в аккумулятор. Там они накапливаются на случай, если произойдут перебои с электросетью.

Этапы преобразования солнечной энергии в электрическую

Так выглядит полная схема подключения панелей

Установка панелей рядом с домом

Полимерные батареи

Полимерная СБ Многие пользователи считают, что это перспективная альтернатива сегодняшним панелям из кремния. Это пленка, состоящая из полимерного напыления, алюминиевых проводников и защитного слоя.

Особенность ее в том, что она легкая, удобно гнется, скручивается и не ломается. КПД такой батареи составляет всего 4-6%, однако низкая стоимость и удобное использование делает такой вид солнечной батареи очень популярной.

В любом случае общие затраты на электроэнергию снижаются.

Как подключается

Как было сказано раньше, устройство солнечной батареи достаточно сложное. Правильная схема солнечной батареи поможет добиться максимальной эффективности. Подключать блоки преобразователей необходимо при помощи параллельно-последовательного способа, что позволит получить оптимальную мощность и максимально эффективное напряжение в электрической сети.

Выделяют три вида фотоэлементов:

Поликристаллические

Здесь мелкие кремниевые кристаллы объедены в фотоэлементы, что не позволяет сделать однотонную поверхность. Это отрицательно сказывается на КПД панели, ее эффективность примерно на 18% меньше монокристальных. Однако, производство таких батарей менее сложное, а значит они дешевле.

Цена панели 250 Вт – 150 долларов .

Представляют собой слой полупроводника (кремневодорода), напыленный на гибкую подложку. За счет своей гибкости могут монтироваться на криволинейные поверхности. Невысокий КПД, в среднем 10,4%. Однако, такие панели имеют более высокое поглощение, что делает их эффективнее в пасмурную погоду.

Разновидности солнечных систем

Самый популярный полупроводник для солнечных батарей – кремний. Но его КПД составляет усредненные 20%. В зависимости от мощности выделяют несколько видов солнечных панелей:

  • органические фотоэлементы — самые слабые, КФП составляет в среднем 5-7% (при мощности светового потока в 500 Вт выработка энергии будет на уровне 25 Ватт;
  • аморфные и фотохимические батареи – обладают немного улучшенными характеристиками по сравнению с предыдущим видом. КФП у них в районе 10-13%, соответственно из полученных 500 ватт энергии в систему пойдет около 50 ватт;
  • кремниевые фотоэлементы — обладают гораздо высокими качественными характеристиками. При хорошей погоде в средней полосе номинальная мощность может составлять 125-130 ватт (КПФ 20-25%);
  • батареи на основе арсенида галлия – довольно дорогие и сложные в изготовлении батареи с КФП выше 35%. (до 150 Вт электричества с квадратного метра) Используются в космической промышленности.

Если вы планирует установить на участке небольшую солнечную электростанцию, то вам нужны автономные кремниевые батареи. Выделяют два вида:

  • Монокристаллические – эффективные и соответственно дорогие. По форме напоминают восьмигранник. За счет однородности дают высокий КФП, но только при прямых солнечных лучах. Плохо воспринимают боковой и рассеянный свет. Пользуются высокой популярностью в теплых странах (Италия, Израиль, Ливия, Алжир, Испания и т.д.)
  • Поликристаллические — средняя производительность солнечных батарей такого типа в районе 14-16%. Быстрое изготовление и низкая цена. Большой выбор размеров.
Читайте также:  Стильный интерьер квартиры в Греции

Самый популярный полупроводник для солнечных батарей – кремний. Но его КПД составляет усредненные 20%. В зависимости от мощности выделяют несколько видов солнечных панелей:

Принцип работы солнечных батарей

Сегодня из всего ассортимента наибольшей популярностью пользуются 3 вида батарей, сделанных из кремния:

Выбираем вместе солнечные панели для дома

Солнечные панели по мере течения времени используются все шире. Это объясняется очень просто: их применение не имеет негативных последствий для окружающей среды, такие установки обладают высокой степенью эффективности при условии, что они были подобраны в соответствии с климатическими и территориальными особенностями местности, где они расположены.

  1. Сфера использования
  2. Виды и их особенность применения
  3. Аспекты подбора оборудования
  4. Обзор производителей
  5. Советы специалистов


Тот факт, что данный способ получения электроэнергии успешно применяется даже в военно-космической отрасли, подтверждает целесообразность и эффективность его использования. Сегодня солнечные батареи для дома никого не удивляют своей расстановкой на участке частных владений. Разумеется, эти устройства еще не получили широкой популярности, однако, и не являются чем-то удивительным и диким.

Как правильно выбрать солнечную батарею для частного дома

Дата публикации: 31 декабря 2018

  • Советы по выбору
  • Обзор популярных производителей

Среди альтернативных источников энергии сегодня активно используют энергию солнца. Это еще и хороший вклад в экологию планеты. Главный способ получения такой энергии – солнечные батареи (панели), которые еще называют фотоэлектрическими. Их выбор зависит от множества критериев.

Среди альтернативных источников энергии сегодня активно используют энергию солнца. Это еще и хороший вклад в экологию планеты. Главный способ получения такой энергии – солнечные батареи (панели), которые еще называют фотоэлектрическими. Их выбор зависит от множества критериев.

Монокристаллические

Такой вид батарей относится к самым дорогостоящим, потому что они изготавливаются из высококачественных материалов при соблюдении сложного технологического процесса. Главным материалом служит слой из специально выращенных кристаллов кремния. Готовые панели представляют собой бруски с кремниевой решеткой темно-синего цвета с закругленными краями. В процессе производства модуль разрезают на более тонкие пластины.

В результате использования качественного сырья и сложного процесса производства кремниевые монокристаллические панели достигают наивысших показателей производительности (КПД до 25%), а также отличаются длительным сроком эксплуатации с минимальным процентом деградации (около 5% за 25 лет). Высокий показатель эффективности достигается за счет использования всей поверхности модуля, даже захватывая рассеянный солнечный свет.

Читайте также:  Устройство вентилируемого фасада с утеплением

Несмотря на дороговизну монокристаллических конструкций, они быстрее себя окупают. Кроме того, из-за высокой мощности и производительности их можно использовать в меньшем количестве, тем самым экономя на площади. Однако нужно постоянно за ними ухаживать, так как малейшее загрязнение или затемнение приводит к существенному снижению выработки.


Солнечные панели из поликристаллов довольно тонкие, но ввиду меньшей производительности их потребуется больше, чтобы обеспечить себя необходимым количеством энергии. Но, несмотря на существенные минусы, поликристаллические солнечные батареи пользуются большой популярностью. Это связано с тем, что они менее прихотливы к захватыванию солнечного света и работают с большей отдачей в пасмурную погоду. Кроме того, с каждым годом инженеры работают над повышением величины КПД поликристаллических модулей, что в скором времени приблизит их к показателю 20-22%.

Аморфные батареи.

Данный вид панелей можно отнести как к кремниевому типу, так и к пленочному, потому как оба способа изготовления, присутствуют у данного вида устройств.
Основу данных батарей изготавливают из кремневодорода (силана), который наносится на подложку батареи. Данный вид имеет КПД значительно ниже, чем у рассмотренных выше устройств (до 5,0 %), но в связи с тем, что панели данного вида, обладают лучшей способностью поглощения и способны вырабатывать электрический ток даже при отсутствии прямых солнечных лучей (пасмурная погода), то также являются востребованы на рынке подобных устройств.


Основу устройств (пленку), изготавливают из полифенилена, фурелленов, фталоцианина меди. Толщина плёнки составляет около 100 нм. Недостаток данного вида — низкий КПД (около 5%). К достоинствам можно отнести – низкая стоимость, отсутствие вреднхй выбросов в атмосферу и доступность комплектующих, к тому же данный вид обладает эластичностью.

Лучшие солнечные батареи для туристов

Это самая бюджетная из нашей подборки солнечная батарея, позволяющая заряжать телефоны, планшеты, электронные книги и другую технику. Однако стоит учесть, что ток заряда здесь всего 1 А, поэтому заряжаться будет устройство долго.

Поликристаллические

При выборе недорогих батарей для дачи или дома оптимальный вариант – поликристаллические кремниевые. Они стоят дешевле, чем монокристаллические, но вполне могут обеспечить дом достаточным количеством электричества. Здесь мелкие кристаллы объединены в фотоэлементы. По сравнению с монокристальными они менее эффективны, но лучше работают в условиях невысокой активности солнца.

В пасмурную погоду максимально эффективны аморфные батареи. Они работают в любых условиях: при рассвете, закате, запыленном воздухе и в дождь. Рассеянный свет обеспечивает им на 10% больше эффективности, чем у поликристалла. Благодаря гибкости, панели удобно монтировать на криволинейные поверхности, поэтому они не требовательны к углу наклона. Их располагают на крыше дома, покатых и неровных частях.

Добавить комментарий