Солнечные батареи
Каждый день на земную поверхность поступает огромное количество энергии, неисчерпаемым источником которой является солнце. Природа научилась использовать солнечную энергию. Энергия Солнца является источником жизни на нашей планете. Солнце нагревает атмосферу и поверхность Земли. Благодаря солнечной энергии дуют ветры, осуществляется круговорот воды в природе, нагреваются моря и океаны, развиваются растения, животные имеют корм. Именно благодаря солнечному излучению на Земле существуют ископаемые виды топлива.
Помимо этого наша фирма занимается системами автономного энергообеспечения для загородных домов, коттеджей, дач, предприятий малого и среднего бизнеса. Мы можем осуществить полный цикл работ по созданию необходимой вам автономной или энергосберегающей системы.
Наши специалисты помогут рассчитать необходимую мощность вашей системы, проконсультируют при выборе оборудования.
Солнечные батареи применяются для энергосбережения на объектах жилищно коммунального хозяйства. Например для освещения подъездов жилых зданий (один из объектов г. Москвы)
Солнечные батареи (фотоэлектрический преобразователь) или ФЭП служат для преобразования солнечной энергии в электрическую.
В ясную погоду на 1м² земной поверхности в среднем падает 1000 Ватт световой энергии солнца. В зависимости от местности участка земли солнечная энергия поступает неравномерно из-за облачности в пасмурную погоду, есть места, где солнце светит 320-350 дней в году, а есть такие места, где солнца не бывает вообще. Исходя из этого, прежде чем ставить солнечные батареи с целью выработки электричества, необходимо рассчитать эффективность применения данного метода. Ниже приведена таблица поступления солнечной радиации,для некоторых городов построенная по данным спутников NАSА.
Таблица поступления солнечной радиации, для некоторых городов
ФЭП
ФЭП применяются в условиях либо хорошей освещенности, либо невозможности проведения электросети от существующих электростанций.
Различают несколько типов солнечных кремневых батарей, в зависимости от способа получения самый эффективный тип ( ФЭП ) изготавливают из монокристаллического кремния. Кпд таких ( ФЭП ) доходит до 24%. Распространенные ФЭП на основе монокристаллов имеют эффективность до 17.5%. Срок эксплуатации практически неограничен, помимо незначительного потемнения технологического полимера, являющегося герметиком для пластин. Исходя из этого срок эксплуатации без видимых ухудшений (до 20%), рассчитанный практическим методом более 25 лет.
ФЭП из поликристаллического кремния имеют максимальный кпд до 15%, срок эксплуатации приближенный к сроку эксплуатации монокристаллического кремния. Себестоимость поликристаллического кремния незначительно ниже монокристаллического.
Номенклатура солнечных батарей
* Измерения проводились при стандартных условиях: 1000Вт/м²,АМ1,5, 25°С
ФЭ Модуль M30/12
Кремниевый монокристаллический модуль под стеклом в алюминиевой рамке. На обратной стороне находится клеммная коробка.
Технические характеристики:
Пиковая мощность: 30 Вт±1Вт
Номинальное напряжение: 12В
Напряжение в точке максимальной мощности - 17 В115
Ток в точке максимальной мощности - около 1,77 А
Напряжение холостого хода: 21В
Ток короткого замыкания: около 2 А
Размеры: 630*600*28 мм
Вес: 4,6 кг
Параметры измерены при стандартных условиях (освещенности 1000 Вт/м2 и температуре 25 °С)
ФЭ Модуль M85/40
Кремниевый монокристаллический модуль под стеклом в алюминиевой рамке. На обратной стороне находится клеммная коробка.
Технические характеристики:
Пиковая мощность: 85 Вт±1Вт
Номинальное напряжение: 12В
Напряжение в точке максимальной мощности - 17 В25
Ток в точке максимальной мощности - около 1,77 А
Напряжение холостого хода: 21В
Ток короткого замыкания: около 2 А
Размеры: 650*960*32 мм
Вес: 7,0 кг
Параметры измерены при стандартных условиях (освещенности 1000 Вт/м2 и температуре 25 °С)
ФЭ модуль MSW100/50-12
Двусторонние модули преобразовывают энергию света как с фронтальной, так и с 35тыльной стороны. Это позволяет использовать энергию отраженного света (если конечно есть такая возможность).
Тыльная сторона модуля получает энергию, отраженную от поверхности воды или земли (например, от светлого песка или снега). Такие модули были применены при строительстве солнечной фотоэлектрической станции мощностью 10 кВт в Афинах, Греция.
Кремниевый монокристаллический двусторонний модуль под стеклом в алюминиевой рамке. На обратной стороне находится клеммная коробка.
В этом модуле применено специальное закаленное текстурированное стекло, в котором потери световой энергии минимизированы. Это позволило получить примерно на 15% больше мощности с единицы площади модуля, что ведет к меньшей материалоемкости как фотоэлектрической батареи, так и меньшей стоимости системы в целом.
Технические характеристики:
Пиковая мощность: 100 Вт ± 3Вт (дополнительно 50 Вт – с тыльной стороны – если она освещена)
Номинальное напряжение: 12 В
Напряжение в точке максимальной мощности - 17 В
Ток в точке максимальной мощности - 5,8 А
Ток короткого замыкания - 7А
Напряжение холостого хода: около 21В
Параметры измерены при стандартных условиях (освещенности 1000 Вт/м2 и температуре 25 °С)
Вес: 10кг
Размер: 680х1330х40 мм
ФЭ модуль MSW120/60-12
Пиковая мощность: 120 Вт ± 3Вт (дополнительно 60 Вт – с тыльной стороны – если44 она освещена)
Номинальное напряжение: 12 В
Напряжение в точке максимальной мощности - 17 В
Ток в точке максимальной мощности: 7 А
Ток короткого замыкания: 8,4 А
Напряжение холостого хода: около 21 В
Размеры: 1415х695х42 мм
Вес: 11,5 кг
Параметры измерены при стандартных условиях (освещенности 1000 Вт/м2 и температуре 25 °С)
ФЭ модуль MSW150/75-24
Технические характеристики:
Пиковая мощность: 150 Вт ± 4Вт (дополнительно 75 Вт – с тыльной стороны – если52 она освещена)
Номинальное напряжение: 24 В
Напряжение в точке максимальной мощности - 34В
Ток в точке максимальной мощности - 4,4А
Ток короткого замыкания - 5,3А
Напряжение холостого хода: около 42В
Параметры измерены при стандартных условиях (освещенности 1000 Вт/м2 и температуре 25 °С)
Вес: 17 кг
Размеры:810х1580х40 мм
ФЭ модуль MSW175/80-24
Технические характеристики:
Пиковая мощность: 175 Вт ± 4Вт (дополнительно 80 Вт – с тыльной стороны – если64 она освещена)
Номинальное напряжение: 24 В
Напряжение в точке максимальной мощности - 34В
Ток в точке максимальной мощности - 4,4А
Ток короткого замыкания - 5,3А
Напряжение холостого хода: около 42В
Параметры измерены при стандартных условиях (освещенности 1000 Вт/м2 и температуре 25 °С)
Вес: 17 кг
Размеры:810х1580х40 мм
Дополнительная информация.
Альтернативой бензо дизельэлектрогенераторам, является подключение внешних, экологически чистых источников энергии. К ним относятся: солнечные батареи (СБ), ветроэнергетические установки (ВЭУ) и турбины подводного типа.
Последние являются скорее экзотикой, поэтому останавливаться на них мы не будем, а вот о СБ и ВЭУ стоит рассказать подробнее. ВЭУ небольшой мощности, как правило, малоэффективны из-за своих малых размеров (диаметр ветроколеса прямопропорционален собираемой мощности). Расчетная скорость ветра - скорость ветра, при которой достигается расчетная мощность установки. При скорости ветра ниже расчетной, мощность ветрового потока (и ветроустановки) уменьшается пропорционально кубу (!) скорости ветра. То есть, при скорости ветра в 2 раза ниже расчетной, ветроустановка разовьет мощность в 8 раз меньше расчетной мощности, при скорости в 3 раза меньше расчетной - соответственно в 27 раз и т. д. Например, портативная установка для туристов, яхтсменов, пасечников и т. д. ВЭУ "Пчела” имеет номинальную мощность 150 Вт при скорости ветра 8 м/с, диаметр ветроколеса 1,2 м (пять лопастей), выходное напряжение 12 В, цену около 350 у.е. Из вышесказанного, следует что при ветре 4 м/с эта установка разовьёт мощность менее 20 Вт. Даже с учётом того, что энергия может накапливаться в аккумуляторах, это крайне мало. Поэтому, для минимального энергообеспечения дачи, необходимо приобретать ВЭУ от 1 кВт. К другим недостаткам ВЭУ можно отнести их относительную шумность. Наиболее эффективны ВЭУ в осенне-зимний период.
Рекомендации по эксплуатации.
Если выезды на дачу, происходят в основном, с началом тёплого сезона, использование СБ представляется более рациональным. В весеннее–летний период (для широты Москвы, эффективным является период с марта по сентябрь включительно) солнечная активность наиболее высока.
Для небольшого дачного домика, в условиях Подмосковья, в вышеуказанный период, чтобы обеспечить автономную работу нескольких люминесцентных или светодиодных ламп, телевизора и холодильника желательно установить несколько солнечных батарей суммарной мощностью около 500 Вт. Если позволяют средства – до 1000 Вт. Солнечные батареи обычно устанавливают на южную сторону крыши, под углом 30-60 град к горизонту (60 град. обычно делают для всесезонной эксплуатации, с учетом более низкого солнца и что бы не скапливался снег ), обеспечив свободную циркуляцию воздуха под ними (для естественного охлаждения достаточно щели 3 – 5 см). Так же понадобятся четыре аккумулятора по 190-220 А/ч (от грузовиков) и МАП мощностью от 2 до 4,5 кВт с солнечным контроллером (их можно установить на чердаке).
Пример установки солнечных батарей общей мощностью 500 Вт.
Зачем нужен такой мощный МАП, если мощность солнечных батарей всего 500 (или 1000 Вт)?
Во-первых, энергия накапливается в аккумуляторах и может быть снята с них большими мощностями за более короткое время. Рассмотрим следующий пример. Имеются солнечные батареи 500 Вт. Летом, в условиях Подмосковья, в среднем (включая пасмурные дни) они будут выдавать указанную мощность (500 Вт) в течении 5,5 часов ежедневно. Соответственно, снимать с аккумуляторов можно, примерно, такую же мощность (минус небольшие потери на КПД) за такое же время, или 1 кВт в течении двух с половиной часов, или 2,5 кВт в течении часа, или даже 5 кВт в течении 30 минут. А если снимать 250 Вт – то и на 10 часов хватит. В реальных условиях мощные потребители включаются редко и, в среднем, запасённая в аккумуляторах солнечная энергия перекрывает потребности пользователя (при условии соблюдения вышеуказанных рекомендаций). На всякий случай, если пасмурная погода будет длится более недели (а в пасмурные дни, мощность солнечных батарей падает примерно в три раза), целесообразно иметь в запасе бензо или дизельгенератор .
Во-вторых, избыточная мощность МАП-а нужна для обеспечения больших пусковых токов насосов, холодильников, кондиционеров, СВЧ-печей и т. п., которые могут в несколько раз превышать их номинальные токи.
При применении СБ или ВЭУ рекомендуется максимально снизить мощность потребителей. Например, в качестве осветителей использовать (по возможности) люминесцентные лампы. Такие светильники, при потреблении в 5 раз меньшем, обеспечивают световой поток, эквивалентный световому потоку лампы накаливания.
И ВЭУ и СБ подключаются к аккумуляторам не напрямую, а через специальный контроллер, который предохранит АКБ от перезаряда, полного разряда и т.п. Такой контроллер может устанавливаться в МАП «Энергию» опционально, по желанию заказчика.
В последнее время, из-за увеличения цен на энергоносители (по сравнению с 1998 г – шестикратный рост цены), дефиците монокросталлического кремния и увеличения спроса на них за рубежом, наметилась устойчивая тенденция к росту цен на солнечные модули. Если есть необходимость и финансовая возможность – рекомендуем поторопиться с их приобретением.
Примеры использования солнечной энергетики.
Как более точно рассчитать мощность солнечных батарей необходимую для заряда АКБ через МАП с соответствующим контроллером.
В условиях Подмосковья, как уже говорилось, солнечная батарея в весенне-летний период выдаёт свою мощность (указанную в паспорте) в среднем 5,5 часов в день (с учётом и пасмурных дней). Т. е., например, для системы с солнечными батареями 500 Вт, суточный приход энергии будет равен 5,5х500=2,75 кВт*ч/сутки. Вычтем отсюда потери в АКБ (КПД 85%) и МАП-е (КПД 90%), а так же потери энергии на холостом ходу МАП-а: 2,75х0,85х0,9 – 0,01х16=2кВт*ч/сутки. Суточный расход маленького холодильника СВИЯГА 410 равен 500 Вт*ч/сутки (указано в его паспорте). Телевизора 14 дюймов цв (90 Вт) 90х6=540 Вт*ч/сутки (считаем что его смотрят 6 часов в сутки). Двух люминесцентных ламп (по 30Вт) 60х6=360 Вт*ч/сутки (считаем что они включены 6 часов в сутки).Итого: 500+540+360=1,4 кВт*ч/сутки, что меньше 2 кВт*ч/сутки. Т.е можно, для подобной конфигурации потребления, снизить мощность батарей до 350 Вт, или оставить солнечные батареи 500 Вт и подключать и другие нагрузки - насосы, чайники, более мощный холодильник и т.д. Запас по мощности солнечных батарей так же будет полезен при приближении к «пограничному» сезону (сентябрь - ноябрь).Чтобы обеспечить работу в пасмурные дни (обычно до пяти дней) должно быть установлено соответствующее количество аккумуляторов. Например, для солнечных батарей общей ёмкостью 500 Вт, необходимы аккумуляторы суммарной ёмкостью 800 А/ч.Заряжать такое количество аккумуляторов от сети позволит не каждый МАП (только мощностью от 3 кВт), а вот заряжать их от солнечных батарей позволит любой солнечный контроллер МАП-а. Важно только, как говорилось выше, соблюсти максимальный ток заряда обеспечиваемый стандартным контроллером (30 А) в соответствии с мощностью солнечных батарей.
Абсолютная надёжность (обычная гарантия на СБ 10-20 лет) и бесшумность солнечных батарей – не менее важный фактор в их пользу. К недостаткам СБ можно отнести их дороговизну – за каждый Вт мощности придётся заплатить 4,5 - 5 у.е. Такая стоимость обусловлена относительной технологической новизной (солнечные батареи были разработаны всего около 50 лет назад для космической отрасли) и применением монокристаллического кремния. По сути, солнечная батарея – это закрытый стеклом сплошной гигантский транзистор. Другим минусом является то, что СБ требуют много места для установки.
Модуль рассчитан на подключение к аккумулятору 12 В, но используя их чётное количество, при последовательно-параллельном соединении, их можно подключать к аккумуляторной батарее 24 или 48 В (МАП «Энергия», в этом случае, тоже должен быть рассчитан на подключение к 24 или 48 В). Обратите внимание – при 24 или 48 В, стандартный солнечный контроллер на ток 30 А, позволит подключить большую мощность солнечных батарей – т. к. 24*30=680 Вт, а 48*30=1440 Вт. Поэтому при планируемом наращивании мощности солнечных батарей, лучше заказать МАП и солнечный контроллер на 24 В. Другой вариант (для обеспечения возможности подключения мощных солнечных батарей) – заказать солнечный контроллер на больший ток.
По материалам http://www.sunsityenergy.ru |
| Категория: Строительство домов | Корреспондент: Administrator (2012-03-04)
Источник
|
| Просмотров: 4748
| Рейтинг: 0.0/0 |
Другие материалы по теме:
|
