Завантаження. Будь ласка, зачекайте...
Альтернативна енергетика

    Сонячні панелі та колектори (принцип дії та характеристики)

    Сонячна енергетика настільки популярна, як екологічне та альтернативне джерело енергії і настільки сильно увійшла в наш побут, що ми просто змушені бути поінформованими щодо термінів та основних принципів її роботи.

    В першу чергу треба розділити такі поняття як сонячні колектори та сонячні панелі (батареї, панелі сонячних батарей). Адже сонячні колектори перетворюють сонячну енергію в теплову. Тобто завдяки спеціальній поверхні колектора, що добре поглинає тепло, сонячне випромінювання нагріває теплоносій (часто – це проста вода). Звичайно, є багато технічних моментів, як це зробити найкраще і багато інженерних рішень. Але це ми опишемо в окремій статті. Сонячні панелі (батареї) в своїй основі мають напівпровідникові фотоелементи, які перетворюють сонячну енергію в електричну. Кремнієвий фотоелемент– це пластинка, наприклад 10*10 см, яку об’єднують в батареї, батареї в панелі і таким чином з’являється термін панелі сонячних батарей. В побуті найбільш розповсюджена назва – сонячні батареї або панелі. Виробники ж переважно вживають термін фотоелектричні модулі.

    Зрозуміло, що потужність сонячного випромінювання в Україні і в Дубаях різна. Тож і ефективність використання сонячних панелей також різна. Також є залежність від кута попадання сонячних променів і тривалості світлового дня, погодніх умов. Технічною характеристикою для порівняння фотоелектричних модулів є Коефіцієнт корисної дії (ККД). Якщо потужність сонячного випромінювання на метр квадратний становить 1000 Вт за годину, то при ККД сонячної панелі площею 1 метр квадратний - 12-16%, вона зможе виробити відповідно за цю годину 120-160 Вт електричного струму.

    Панелі, що виробляються в промислових масштабах перетворюють від 8 до 20% сонячної енергії, в лабораторних умовах ККД доходить до 44,7%. Тонкоплівкові панелі відрізняються тим, що вони мають ККД 8-10%, але й мають переваги – краще вловлюють розсіяне світло та менш залежні від кута падіння світла. Навіть найдешевші з них не зовсім компенсують низьку ефективність, якщо брати кількістю, а не якістю. Та зрозуміло одне – в цьому напрямку є багато можливостей для вдосконалення, як ефективності на одиницю площі, так і здешевлення виробництва. Тож незабаром саме тонкоплівкові модулі можуть стати традиційним покриттям для фасадів будинків.

    За методом виробництва та основними складовими сонячні панелі можна розділити на типи:


      1. Кристалічні фотоелементи:
    • a. Монокристалічні кремнієві фотоелементи;
    • b. Полікристалічні кремнієві фотоелементи;

    • 2. Тонкоплівкові фотоелементи:
    • a. Фотоелементи з використанням діселеніда індію і міді (CIS технологія);
    • b. Фотоелементи з використанням телуриду кадмію (CdTe технологія);
    • c. Фотоелементи з використанням аморфного кремнію.

    Для використання виробленої електроенергії в побуті, крім фотоелектричних модулів, потрібно встановити ряд додаткових електроприладів:

    • інвертор, що перетворить постійний струм у змінний;
    • акумуляторну батарею;
    • контролер заряду, який контролює зарядку акумулятора та слідкує за робочими параметрами системи.
    Разом все це називається сонячною фотоелектричною системою.

    Переваги сонячних панелей:

    • Тривалий термін служби (гарантія до 25 років)
    • Відсутність витрат на дозвільну документацію та підведення мереж
    • Незалежність від генеруючих і обслуговуючих організацій
    • Оплата тільки за вартість обладнання, сонячна енергія поки що не оподатковується
    • Екологічність.

    Недоліки сонячних панелей:

    • Дороговизна сонячних панелей, а відповідно великий стартовий внесок
    • Залежність від погоди та пори року.

    Є багато скептиків які розповідають про безліч недоліків сонячної енергетики. Так, на сьогодні найдоступніше та найпростіше рішення – це сонячні колектори, які вже себе добре зарекомендували як додаткове джерело енергії і набули у нас великої популярності. Сонячні фотоелектричні системи потребують великих інвестицій вдовгу – тому у всіх державах, де вони розвиваються саме держава стимулює їх розвиток. У нас же зелений тариф на електроенергію – це бюрократія, підключення альтернативного джерела енергії до електричної мережі – це боротьба з монополістами та корупцією. Ось основні причини повільного розвитку альтернативної енергетики. Але під лежачий камінь вода не тече, а ціни на нафту рано чи пізно все рівно виростуть бо це вичерпне джерело. Технології на місці не стоять – і якщо сьогодні тонкоплівкові фотоелектричні модулі мають низький ККД і високу ціну, то завтра це може змінитись. І тоді стіни і дахи наших будинків генеруватимуть достатньо енергії для нашої життєдіяльності.

Останні публікації
Відео
Опитування

Чому в Україні мало електромобілів?

У людей бракує грошей (413)
Нерозвинена інфраструктура (529)
Замало інформації про електромобілі (241)
Час електромобілів ще не настав (97)


Голосувати

Сонячні панелі та колектори (принцип дії та характеристики)

Сонячна енергетика настільки популярна, як екологічне та альтернативне джерело енергії і настільки сильно увійшла в наш побут, що ми просто змушені бути поінформованими щодо термінів та основних принципів її роботи.

В першу чергу треба розділити такі поняття як сонячні колектори та сонячні панелі (батареї, панелі сонячних батарей). Адже сонячні колектори перетворюють сонячну енергію в теплову. Тобто завдяки спеціальній поверхні колектора, що добре поглинає тепло, сонячне випромінювання нагріває теплоносій (часто – це проста вода). Звичайно, є багато технічних моментів, як це зробити найкраще і багато інженерних рішень. Але це ми опишемо в окремій статті. Сонячні панелі (батареї) в своїй основі мають напівпровідникові фотоелементи, які перетворюють сонячну енергію в електричну. Кремнієвий фотоелемент– це пластинка, наприклад 10*10 см, яку об’єднують в батареї, батареї в панелі і таким чином з’являється термін панелі сонячних батарей. В побуті найбільш розповсюджена назва – сонячні батареї або панелі. Виробники ж переважно вживають термін фотоелектричні модулі.

Зрозуміло, що потужність сонячного випромінювання в Україні і в Дубаях різна. Тож і ефективність використання сонячних панелей також різна. Також є залежність від кута попадання сонячних променів і тривалості світлового дня, погодніх умов. Технічною характеристикою для порівняння фотоелектричних модулів є Коефіцієнт корисної дії (ККД). Якщо потужність сонячного випромінювання на метр квадратний становить 1000 Вт за годину, то при ККД сонячної панелі площею 1 метр квадратний - 12-16%, вона зможе виробити відповідно за цю годину 120-160 Вт електричного струму.

Панелі, що виробляються в промислових масштабах перетворюють від 8 до 20% сонячної енергії, в лабораторних умовах ККД доходить до 44,7%. Тонкоплівкові панелі відрізняються тим, що вони мають ККД 8-10%, але й мають переваги – краще вловлюють розсіяне світло та менш залежні від кута падіння світла. Навіть найдешевші з них не зовсім компенсують низьку ефективність, якщо брати кількістю, а не якістю. Та зрозуміло одне – в цьому напрямку є багато можливостей для вдосконалення, як ефективності на одиницю площі, так і здешевлення виробництва. Тож незабаром саме тонкоплівкові модулі можуть стати традиційним покриттям для фасадів будинків.

За методом виробництва та основними складовими сонячні панелі можна розділити на типи:

Для використання виробленої електроенергії в побуті, крім фотоелектричних модулів, потрібно встановити ряд додаткових електроприладів:

Разом все це називається сонячною фотоелектричною системою.

Переваги сонячних панелей:

Недоліки сонячних панелей:

Є багато скептиків які розповідають про безліч недоліків сонячної енергетики. Так, на сьогодні найдоступніше та найпростіше рішення – це сонячні колектори, які вже себе добре зарекомендували як додаткове джерело енергії і набули у нас великої популярності. Сонячні фотоелектричні системи потребують великих інвестицій вдовгу – тому у всіх державах, де вони розвиваються саме держава стимулює їх розвиток. У нас же зелений тариф на електроенергію – це бюрократія, підключення альтернативного джерела енергії до електричної мережі – це боротьба з монополістами та корупцією. Ось основні причини повільного розвитку альтернативної енергетики. Але під лежачий камінь вода не тече, а ціни на нафту рано чи пізно все рівно виростуть бо це вичерпне джерело. Технології на місці не стоять – і якщо сьогодні тонкоплівкові фотоелектричні модулі мають низький ККД і високу ціну, то завтра це може змінитись. І тоді стіни і дахи наших будинків генеруватимуть достатньо енергії для нашої життєдіяльності.