Солнечная батарея для дачи

Содержание хозяйства на даче или в загородном доме требует больших затрат энергии. Однако снизить стоимость всего этого электричества можно, не входя в режим жесточайшей экономии. Все больше людей – как обычных обывателей, так и небольших частных хозяйств – начинают использовать альтернативные методы получения энергии. Одним из таких является энергия Солнца. Конечно, солнечная батарея для дачи – удовольствие не из дешевых. Чтобы получать много килоВатт, потребуется много панелей. Однако после покупки и установки солнечных батарей, вся выработанная ими энергия будет для вас совершенно бесплатной.

Как это работает

Принцип работы солнечных батарей основан на так называемом «эффекте полупроводников». Сейчас существует множество разных экспериментальных материалов для покрытия верхнего фотоэлемента солнечных панелей. В лабораториях существуют прототипы, способные выдавать КПД до 50%. Однако те солнечные панели, которые можно приобрести и установить на своем участке или на крыше дома, выдают не более 20%. Верхний фотоэлемент здесь имеет кремниевое покрытие. Такие солнечные батареи сейчас довольно распространены, их используют для подзарядки фонарей на улице, электромобилей, смартфонов, и даже в космосе, для снабжения энергией космических станций.

Солнечная батарея для дачи представляет собой совокупность соединенных последовательно полупроводниковых фотоэлементов. Когда солнце нагревает верхнюю кремниевую пластину, происходит высвобождение электронов из атомов кремния. Их захватывают атомы нижней пластины, однако законы физики говорят нам о стремлении электронов вернуться в первоначальное состояние. Поэтому, попав на нижнюю пластину, они начинают снова двигаться к верхней по соединительным проводам, выступающим в роли проводников. Во время этого и происходит отдача энергии. Она заряжает аккумуляторные батареи или поступает в инвертор, который преобразует постоянный ток в переменный.

Из чего состоит солнечная батарея для дачи

Давайте рассмотрим устройство солнечной батареи. Вне зависимости от общих размеров, она состоит из прямоугольных панелей, одну из которых вы можете видеть на картинке.

Габариты и мощность таких панелей могут различаться. И чем больше мощность, тем крупнее будет панель. Например, солнечная батарея, которая выдает мощность в 200 Ватт, имеет средние размеры 160 на 80 см. При мощности в 330 Ватт габариты могут составлять 200 на 100 см. Не забывайте уточнять этот момент при покупке, особенно если вы планируете устанавливать солнечные батареи на крышу дома.

Стоимость одной такой панели начинается от восьми-десяти тысяч рублей.

Элементы конструкции

Конструкция солнечных батарей довольно проста. Основные элементы мы перечислим ниже.

• Корпус соединяет всю конструкцию и не дает ей развалиться.
• Фотоэлементы или блоки преобразования, которые являются полупроводниками. Они покрыты кремниевым слоем. Этот слой может быть нанесен двумя способами – монокристаллическим и поликристаллическим. Более подробно это мы рассмотрим далее.
• Аккумуляторные батареи. Их обычно две – основная и резервная. Основная батарея, накопив энергию, отправляет ее в электросеть. Резервная же накапливает избыточную энергию, и направляет ее в электросеть, только когда напряжение падает.
• Диоды устанавливают на блоки преобразования. Они защищают всю конструкцию от избыточного напряжения и от перегрева. Если вы не хотите, чтобы система вышла из строя после первых двух-трех дождей, то их установка обязательна.

Разновидности фотоэлементов

Как уже было сказано, фотоэлементы бывают двух типов, в зависимости от способа нанесения кремниевого покрытия.

• Монокристаллические фотоэлементы имеют форму квадрата со срезанными углами. Их изготавливают из цельного кристалла кремния, который выращивается искусственно. Стоимость солнечных батарей с таким типом покрытия выше, однако, и производительность их лучше. Их КПД достигает 22%.
• Поликристаллические фотоэлементы имеют форму квадратов с обычными углами. Кремний расплавляют, и по мере его остывания образуются поликристаллы. Этот способ производства простой и недорогой, потому и панели тоже будут дешевле. Впрочем, их КПД ниже, чем у монокристаллических и редко достигает даже 15%.

Как добиться максимальной эффективности солнечных батарей

Солнечная батарея для дачи или загородного дома должна выдавать достаточно энергии, чтобы обеспечивать его энергопотребности. Поэтому, для повышения мощности энергосистемы, ее собирают из нескольких панелей. Чтобы увеличить постоянное напряжение, их необходимо соединять последовательно. Чтобы повысить силу тока, соединение должно быть параллельным.

На КПД солнечной батареи влияют следующие факторы.

• Температура воздуха, а также самой солнечной панели.
• Оптимальная схема подключения и подбор сопротивления нагрузок.
• Угол, под которым солнечные лучи падают на панель фотоэлементов.
• Антибликовое покрытие.
• Погодные условия, а именно – отсутствие облаков и постоянная освещаемость панелей солнцем.

Советы и рекомендации

Фотоэлементы работают эффективнее при низкой температуре воздуха.

Наибольшую мощность солнечная батарея для дачи выдает, когда солнечные лучи падают на нее под прямым углом. Однако делать панели подвижными нерентабельно. Да и если угол падения солнечных лучей отклоняется от оптимального (в 90 градусов) в пределах тридцати градусов, то мощность снизится всего на 5%. Учтите, что для наиболее эффективной отдачи энергии зимой и летом угол установки будет разным.

Помешать эффективности солнечных батарей может самая обычная пыль и грязь. Нужно устанавливать их так, чтобы можно было добраться и время от времени их протирать. Или же чтобы пыль с панелей смывало дождем.

Еще одним важным фактором эффективной работы солнечной энергосистемы является равномерное освещение всех панелей. Если какая-то часть батареи оказывается в тени, то они не только перестают генерировать энергию, но еще и отнимают ее у освещенных частей. Это называют паразитной нагрузкой. Так что при установке энергосистемы, убедитесь, что свет для нее не будет перекрывать дерево, дом или другие препятствия.

В этом видео вы можете узнать, как собрать солнечные батареи самостоятельно, не тратя довольно большие деньги на их покупку.

Как рассчитать размеры солнечной батареи

Чтобы установленная солнечная энергосистема могла обеспечивать нужны дачи или загородного дома, необходимо правильно рассчитать нужное вам количество панелей.

Первым делом нужно понять, сколько килоВатт расходует ваш дом с его жильцами за сутки. Показатели могут быть разными, к примеру, возьмем количество энергии в 10 кВт.

Теперь возьмем средний показатель выработки энергии солнечной панелью. Итак, батарею будет освещать солнце в среднем девять часов в день (это средний показатель за год). За это время один квадратный метр солнечной панели выработает один килоВатт электроэнергии. Значит, чтобы получать 10 кВт, площадь фотоэлементов должна быть не менее 10 м². А если вы хотите систему с двумя аккумуляторами, то площадь нужно увеличить.

Кстати, для таких систем неплохо подходят аккумуляторы от электромобилей. После некоторого времени службы машину они уже не тянут, однако для солнечных энергосистем прекрасно подходят. Учтите, что для стабильного энергоснабжения зимой или ночью резервный аккумулятор с большой емкостью просто необходим.

Солнечная батарея для дачи – плюсы и минусы

Давайте подведем итоги из всего вышесказанного, чтобы каждый мог понять, нужна ли ему солнечная батарея для дачи или загородного дома.

Среди несомненных преимуществ такой энергосистемы можно назвать следующие.

• Солнце светит совершенно бесплатно, такой же будет и вырабатываемая из его лучей энергия.
• Если вы заботитесь о сохранении окружающей среды, то электроэнергия, получаемая таким способом, экологически чиста.
• Установка солнечной энергосистемы достаточно быстро окупится.
• Монтаж довольно прост и не занимает много времени.

Назовем и основные недостатки солнечной батареи, как источника энергии для дачи или загородного дома.

• Площадь солнечной батареи для обеспечения нужд дачи или загородного дома должна быть довольно большой.
• Большой будет и стоимость покупки нужного количества панелей. Самые маломощные стоят от восьми-десяти тысяч рублей. Более мощные можно приобрести до двадцати тысяч за одну панель.
• В пасмурные дни и без того небольшая эффективность будет падать.

В целом нужно понимать, что прогресс не стоит на месте, и в конечном итоге будущее именно за такими источниками энергии. И даже если ваша солнечная батарея не может полностью обеспечить дом энергией, все равно затраты на электричество значительно снизятся.