کارایی پنل خورشیدی باتری های خورشیدی با راندمان رکورد. نصب ماژول های خورشیدی

محققان مدرنی که منظومه های خورشیدی را مطالعه می کنند، دائماً در مورد مناظره بین خود بحث می کنند بهره وری خورشیدیباتری ها این یکی از معیارهای اصلی است که بر اساس آن اثربخشی و سطح بهره وری آنها ارزیابی می شود. از آنجایی که هزینه تبدیل انرژی خورشیدی به الکتریسیته برای پانل ها همچنان بالاست، سازندگان نگران چگونگی کارآمدتر کردن آنها هستند.

مشخص است که در هر 1 متر مربع از مساحت سلول حدود 20٪ از کل انرژی تابش خورشیدی که به باتری می رسد تولید می کند. که در آن ما در مورددر مورد مساعدترین آب و هوا و شرایط آب و هوایی که همیشه اتفاق نمی افتد. بنابراین، برای افزایش نرخ، باید تعداد زیادی پنل خورشیدی نصب کنید. این همیشه راحت نیست و هزینه آن یک پنی است. بنابراین، باید درک کنید که استفاده از این منابع انرژی جایگزین چقدر امکان پذیر است و چه چشم اندازهایی در آینده وجود دارد.

بنابراین، راندمان یک باتری، مقدار پتانسیلی است که در واقع تولید می کند، که به صورت درصد بیان می شود. برای محاسبه آن به قدرت نیاز دارید انرژی الکتریکیتقسیم بر قدرت انرژی خورشیدی که روی سطح پنل های خورشیدی می افتد.

اکنون این رقم بین 12 تا 25 درصد است. اگرچه در عمل با در نظر گرفتن شرایط آب و هوایی و آب و هوایی از 15 بالاتر نمی رود. دلیل این امر موادی است که از آنها ساخته شده است. باتری های خورشیدی. سیلیکون که ماده خام اصلی برای ساخت آنهاست، توانایی جذب طیف UV را ندارد و فقط می تواند با اشعه مادون قرمز کار کند. متاسفانه به دلیل این کمبود انرژی طیف UV را هدر می دهیم و از آن استفاده مفیدی نمی کنیم.

رابطه بین کارایی و مواد و فناوری ها

پنل های خورشیدی چگونه کار می کنند؟ بر اساس خواص نیمه هادی ها. نوری که بر روی آنها می‌تابد، الکترون‌های واقع در مدار بیرونی اتم‌ها را با ذرات خود از بین می‌برد. تعداد زیادی الکترون پتانسیل ایجاد می کند جریان الکتریسیته- تحت شرایط مدار بسته

برای اطمینان از یک نشانگر برق عادی، یک ماژول کافی نخواهد بود. هر چه تعداد پانل‌ها بیشتر باشد، رادیاتورها کارآمدتر هستند که برق را به باتری‌ها می‌رسانند و در آنجا جمع می‌شوند. دقیقا به همین دلیل کارایی پنل های خورشیدی به تعداد ماژول های نصب شده نیز بستگی دارد . هر چه تعداد آنها بیشتر باشد، انرژی خورشیدی بیشتری جذب می کنند و نشانگر قدرت آنها یک مرتبه بزرگتر می شود.

آیا امکان بهبود کارایی باتری وجود دارد؟ چنین تلاش هایی توسط سازندگان آنها و بیش از یک بار انجام شد. یک راه خروج در آینده ممکن است تولید عناصر متشکل از چندین ماده و لایه های آنها باشد. مواد به گونه ای چیده شده اند که ماژول ها می توانند انواع مختلفی از انرژی را جذب کنند.

به عنوان مثال، اگر یک ماده با طیف UV و ماده دیگر با مادون قرمز کار کند، بازده سلول های خورشیدی به طور قابل توجهی افزایش می یابد. اگر در سطح تئوری فکر کنیم، بالاترین بازده می تواند حدود 90٪ باشد.

همچنین نوع سیلیکون تاثیر زیادی در کارایی هر منظومه شمسی دارد. اتم های آن را می توان به روش های مختلفی به دست آورد و بر این اساس همه پانل ها به سه نوع تقسیم می شوند:

• پلی کریستال ها؛
• عناصر از .

باتری های خورشیدی از تک کریستال ها تولید می شوند که راندمان آن حدود 20 درصد است. آنها گران هستند زیرا بالاترین راندمان را دارند. هزینه پلی کریستال ها بسیار پایین تر است، زیرا در این مورد کیفیت کار آنها مستقیماً به خلوص سیلیکون مورد استفاده در ساخت آنها بستگی دارد.

عناصر مبتنی بر سیلیکون آمورف، مبنای تولید لایه های نازک شده اند. فناوری ساخت آنها بسیار ساده تر است، هزینه کمتر است، اما راندمان نیز پایین تر است - بیش از 6٪. زود فرسوده می شوند. بنابراین برای بهبود عمر مفید، سلنیوم، گالیوم و ایندیم به آنها اضافه می شود.

چگونه پنل خورشیدی خود را تا حد امکان کارآمد کنیم؟

عملکرد هر منظومه شمسی به موارد زیر بستگی دارد:

• شاخص های دما؛
• زاویه تابش پرتوهای خورشید؛
• وضعیت سطح (همیشه باید تمیز باشد)؛
• شرایط آب و هوایی؛
• وجود یا عدم وجود سایه

زاویه بهینه تابش پرتوهای خورشید بر روی پانل 90 درجه است، یعنی مستقیم. در حال حاضر سیستم های خورشیدی مجهز به دستگاه های منحصر به فرد وجود دارد. آنها به شما امکان می دهند موقعیت نور را در فضا نظارت کنید. هنگامی که موقعیت خورشید نسبت به زمین تغییر می کند، زاویه میل منظومه شمسی نیز تغییر می کند.

گرمایش مداوم المنت ها نیز بهترین تاثیر را بر عملکرد آنها ندارد. هنگامی که انرژی تبدیل می شود، تلفات جدی رخ می دهد. از همین رو همیشه باید فاصله کمی بین منظومه شمسی و سطحی که روی آن نصب شده است، بگذارید . جریان های هوایی که از آن عبور می کند به عنوان یک روش طبیعی خنک کننده عمل می کند.

تمیزی پنل های خورشیدی - همچنین یک عامل مهم موثر بر کارایی آنها. اگر خیلی کثیف باشند، نور کمتری را جمع آوری می کنند، به این معنی که کارایی آنها کاهش می یابد.

نصب صحیح نیز نقش مهمی ایفا می کند. هنگام نصب سیستم، اجازه ندهید سایه ای روی آن بیفتد. بهترین ضلع که نصب آنها توصیه می شود، سمت جنوبی است.

با رفتن به شرایط آب و هوایی، می توانیم در عین حال به این سوال رایج پاسخ دهیم که آیا پنل های خورشیدی در هوای ابری کار می کنند یا خیر. البته کار آنها ادامه دارد، زیرا تشعشعات الکترومغناطیسی ساطع شده از خورشید در تمام مواقع سال به زمین برخورد می کند. البته عملکرد پانل ها (بازده) به خصوص در مناطقی که روزهای بارانی و ابری در سال زیاد است، به طور قابل توجهی کمتر خواهد بود. به عبارت دیگر، آنها برق تولید خواهند کرد، اما در مقادیر بسیار کمتر از مناطقی با آب و هوای آفتابی و گرم.

کمی در مورد باتری های قهرمان بازده

دارنده رکورد برای بهره وری در سیستم های خورشیدی در این لحظهباتری های آلمانی در نظر گرفته شده است. آنها در موسسه انرژی خورشیدی به نام ایجاد شدند. فراونهوفر. آنها بر اساس فتوسل های متشکل از چندین لایه هستند. شرکت "سویتک"از سال 2005 به طور فعال آنها را وارد مصرف گسترده کرده است.

ضخامت این عناصر بیشتر از 4 میلی متر نیست و نور خورشید با استفاده از لنزهای مخصوص روی سطح آنها متمرکز می شود. به لطف آنها، ذرات نور به الکتریسیته تبدیل می شوند و راندمان آن به 47٪ می رسد.

جایگاه دوم به طور شایسته توسط پانل های ایجاد شده با استفاده از فتوسل از سه لایه شرکت اشغال شده است. "تیز". اینها همچنین پنل های خورشیدی با راندمان بالا هستند، اگرچه کمی کمتر - 44٪.

این سه لایه با سه ماده نشان داده می شوند: ایندیم (گالیوم) فسفید، گالیم آرسنید و ایندیم (گالیوم) آرسنید. بین آنها یک لایه دی الکتریک وجود دارد که برای به دست آوردن یک اثر تونل استفاده می شود. در مورد تمرکز نور، با استفاده از لنز شناخته شده فرنل به دست می آید. غلظت نور به سطح 302 برابر می رسد و سپس وارد مبدل نیمه هادی سه لایه می شود.

البته، چنین سابقه کارایی به سختی می تواند برای طیف گسترده ای از مصرف کنندگان قابل دسترسی باشد. به هر حال، ایلان ماسک، میلیاردر مشهور آمریکایی، مالک این شرکت است "شهر خورشیدی". چندی پیش، در سال 2015، شرکت ماسک یک نسخه "مصرف کننده" از پنل های خورشیدی را با راندمان بیش از 22٪ توسعه داد.

پیشرفت ها و آزمایش های آزمایشگاهی متعددی تا به امروز انجام شده است. می توانید مطمئن باشید که چنین فناوری هایی آینده بزرگی دارند - به عنوان یک منبع انرژی جایگزین سازگار با محیط زیست.

همه به خوبی می دانند که هر چه بازده بالاتر باشد، بهتر است. این قانون در مورد بازده پنل های خورشیدی نیز صدق می کند. به لطف فن آوری های جدید و روش های تولید، کارایی فتوسل ها به طور مداوم در حال رشد است، البته بسیار کند، اما نکته اصلی این است که پیشرفت متوقف نمی شود.

در زیر نموداری از افزایش عملکرد تولیدکنندگان مختلف در طول زمان آورده شده است. با شروع از وسط و تا بالا، نیمه هادی ها برای رکوردهای جدید و وظایف فضایی ساخته شدند، هزینه آن مناسب است. همه چیز زیر در حال حاضر موجود است و امروزه می توان آن را خریداری کرد.

همه در مورد کارایی می دانند، اما تعداد کمی از مردم می دانند که این مقادیر درصد از کجا می آیند و چگونه محاسبه می شوند. بیایید سعی کنیم آن را بفهمیم.

به عنوان یک قاعده، سازنده کارایی ماژول های مونتاژ شده خود و کارایی سلول های خورشیدی فردی که باتری خورشیدی را تشکیل می دهند را نشان می دهد. این پارامترها و همچنین سایر مشخصات، تحت شرایط به اصطلاح استاندارد - STS نشان داده می شوند که اصلی ترین آنها تابش 1000 وات بر متر مربع و دمای عنصر 25 درجه سانتیگراد است که در آن گرفته می شود. مشخصات فنیاز جمله کارایی

در حال حاضر، سازندگان با وجدان شروع به آزمایش هر باتری خورشیدی که پس از مونتاژ تولید می‌کنند و پرینت گرفتن از پارامترهای جداگانه، که همراه هر باتری است، کرده‌اند. این کار برای تایید کیفیت محصولات آنها انجام می شود.

در زیر پرینت یکی از پانل های خورشیدی SY-100 از انرژی Suoyang آمده است:

هر ماژول ویژگی های فردی خود را دارد. اگر دو پانل یکسان از یک مدل را انتخاب کنید، آنها همچنان پارامترهای کمی متفاوت خواهند داشت.

سلول های خورشیدی این سازنده دارای تحمل مثبت هستند، در نتیجه ما 104.617 وات و بازده 15.74٪ (سلول انفرادی 18.7٪) داریم. او چگونه این ارزش را به دست آورد؟

فرمول محاسبه بازده پنل های خورشیدی به شرح زیر است:

کارایی = Psb/Ssb/10، که در آن:

Psb – قدرت SB؛

Ssb - منطقه SB.

بیایید مقادیر را در فرمول جایگزین کنیم:

بازده = 104.617/(1.2*0.554)/10 = 15.74%

همه چیز با هم هماهنگ می شود، اما یک سوال دیگر مطرح می شود: پس چرا راندمان فتوسل های منفرد بالاتر است؟ پاسخ ساده است - نکته اصلی این است که باتری خورشیدی از فتوسل های زیادی تشکیل شده است و بین آنها وجود دارد فاصله کوتاه، که برای تولید انرژی استفاده نمی شود، به علاوه قاب آلومینیومی نیز "فضا را اشغال می کند"، بر این اساس مساحت افزایش می یابد و راندمان کاهش می یابد.

در زیر عکس‌ها و فیلم‌هایی از برخی تلاش‌ها برای دستیابی به کارایی بیشتر سلول‌های خورشیدی با ایجاد عناصری با اشکال پیچیده وجود دارد. خنک کننده اجباریسلول های خورشیدی و تمرکز نور با استفاده از لنز. شاید محصولات جدید عملکرد خوبی داشته باشند، وارد تولید انبوه شوند و در دسترس من و شما قرار گیرند.

این یک باتری خورشیدی هیبریدی Vitru است؛ در مبارزه برای کارایی، سازنده با گرم کردن عناصر دست و پنجه نرم می کند. آب موجود در لامپ عناصر را خنک می کند، در نتیجه ولتاژ کاهش نمی یابد و قدرت کاهش نمی یابد.

محصول جدید هنوز به فروش نرسیده است و در مرحله آزمایش است، اما همانطور که V3Solar بیان می کند، کل راز در شکل مخروطی و چرخش ساختار است که به لطف آن سلول ها زمان گرم شدن ندارند و راندمان می شود. در طول روز کاهش نمی یابد.

نور خورشید در حال حاضر یکی از کارآمدترین منابع جایگزین برق در نظر گرفته می شود. امکان سنجی اقتصادی استفاده از چنین سیستم هایی با کارایی پنل های خورشیدی تعیین می شود. این شاخص شامل تمام هزینه هایی است که با هدف تبدیل یک نوع انرژی به دیگری انجام می شود. بهره وری این فرآیندبه طور متوسط ​​15-20٪ است، یعنی این مقدار الکتریسیته از مجموع جرم تابش خورشیدی که بر روی فتوسل ها می افتد به دست می آید.

این شاخص ها در مطلوب ترین شرایط عملیاتی به دست آمدند و در زندگی واقعی ممکن است حتی پایین تر باشند. بنابراین، برای به دست آوردن مقدار مورد نیاز برق، لازم است سطح پنل های خورشیدی را به میزان قابل توجهی افزایش دهید.

کارایی انواع پنل های خورشیدی

تمام سلول های خورشیدی مدرن بر اساس خواص فیزیکی نیمه هادی ها کار می کنند. فوتون های نور خورشید که به پانل های فتوولتائیک برخورد می کنند، الکترون ها را از مدار بیرونی اتم ها خارج می کنند. در نتیجه، آنها شروع به حرکت می کنند، که منجر به ظهور جریان الکتریکی می شود.

پنل های منفرد نمی توانند برق معمولی را تامین کنند، بنابراین در مقادیر مشخصی به یک باتری خورشیدی مشترک متصل می شوند. هر چه تعداد فتوسل ها در سیستم بیشتر باشد، توان خروجی بالاتری خواهد داشت.

با شناخت پانل ها می توانید کارایی آنها را تعیین کنید. از نظر تئوری، تعریف بازده عبارت است از توان برق تولید شده تقسیم بر توان انرژی خورشیدی که بر روی یک صفحه معین می افتد. از نظر تئوری، سیستم های مدرن قادر به ارائه حداکثر 25٪ هستند، اما در واقع این رقم بیش از 15٪ نیست. خیلی به موادی که پانل ها از آن ساخته شده اند بستگی دارد. به عنوان مثال، سیلیکون پرکاربرد فقط قادر به جذب پرتوهای طیف مادون قرمز است و انرژی پرتوهای فرابنفش توسط آن درک نمی شود و هدر می رود.

در حال حاضر کار برای ایجاد پنل های چند لایه در حال انجام است که امکان تولید سلول های خورشیدی با راندمان بالا را فراهم می کند. طراحی آنها شامل مواد مختلفی است که در چندین لایه چیده شده اند. آنها به گونه ای انتخاب می شوند که بتوانند تمام کوانتوم های اصلی انرژی را بگیرند. یعنی هر لایه از یک ماده خاص قادر به جذب یک نوع انرژی است.

از نظر تئوری، کارایی چنین دستگاه هایی می تواند تا 87٪ افزایش یابد، اما در عمل، فناوری ساخت چنین پانل ها بسیار پیچیده است. علاوه بر این، هزینه آنها در مقایسه با سیستم های خورشیدی استاندارد بسیار بالاتر است.

کارایی یک سلول خورشیدی تا حد زیادی به نوع سیلیکون استفاده شده در سلول های خورشیدی بستگی دارد. تمام پانل های مبتنی بر این ماده به سه نوع تقسیم می شوند:

• تک کریستالی، با راندمان 10-15٪. آنها موثرترین هستند و قیمت آنها به طور قابل توجهی بالاتر از سایر دستگاه ها است.
• پلی کریستال ها عملکرد کمتری دارند، اما هزینه هر وات آنها بسیار کمتر است. هنگام استفاده از مواد با کیفیت بالا، چنین پانل هایی گاهی از نظر کارایی نسبت به تک کریستال ها برتری دارند.
• پانل های لایه نازک انعطاف پذیر بر اساس سیلیکون آمورف. ساخت آنها آسان و کم هزینه است. با این حال، راندمان این دستگاه ها بسیار پایین و تقریباً 5-6٪ است. به تدریج در حین کار عملکرد آنها کاهش می یابد و بهره وری کمتر می شود.

عوامل کلیدی برای کار موثر

عملکرد کارآمد و مولد سیستم های خورشیدی به عوامل مختلفی بستگی دارد که به یک شکل بر آنها تأثیر می گذارد دستگاه خاص. خیلی به دمای بیرون، آب و هوا و تمیزی سطح دریافت کننده اشعه بستگی دارد.

زاویه برخورد پرتوهای خورشید به سطح فتوسل از اهمیت بالایی برخوردار است. در شرایط ایده آل باید مستقیم باشد که به شما امکان می دهد به آن برسید حداکثر بهره وری. به منظور افزایش کارایی باتری خورشیدی، برخی از مدل ها مجهز به سیستم های ردیابی هستند که به طور خودکار زاویه پانل ها را مطابق با موقعیت خورشید در یک زمان مشخص تغییر می دهند. این گزینه بسیار گران است و در موارد نادر مورد استفاده قرار می گیرد.

از گرم کردن فتوسل ها در حین کار باید اجتناب شود زیرا این کار باعث کاهش کارایی آنها می شود. در صورت باقی ماندن فضای خالی بین پانل ها و سطوحی که روی آن ها نصب شده اند، تلفات کاهش می یابد. جریان هوا به طور مداوم به گردش در می آید و دستگاه های عملیاتی را خنک می کند.

توصیه می شود به طور دوره ای سطوح پنل های خورشیدی را بشویید و پاک کنید. فتوسل‌های تمیز به بهبود کارایی کمک می‌کنند زیرا میزان تابش نور روی آنها در سطح مناسب حفظ می‌شود. در غیر این صورت، به دلیل کمبود انرژی تابشی، پانل ها کارایی کمتری خواهند داشت. برای نصب فتوسل ها باید تا حد امکان ضلع جنوبی را انتخاب کنید تا پنل های خورشیدی تا حد امکان کمتر در سایه باشند.

شرایط آب و هوایی اغلب نقش تعیین کننده ای دارد. هر چه روزهای آفتابی در یک منطقه خاص بیشتر باشد، تراکم تشعشعات تابیده شده به صفحات خورشیدی بیشتر خواهد بود. در فصل زمستان، کارایی باتری ها 2-8 برابر کاهش می یابد، زیرا عامل برف بر روی پانل ها و پوشاندن سطوح از خورشید اضافه می شود.

امکان سنجی اقتصادی استفاده از سیستم های خورشیدی

سیستم های خورشیدی هیچ گونه قطعه یا قطعه متحرکی ندارند که دوام آنها را بسیار افزایش می دهد. حداقل عمر مفید اعلام شده توسط سازندگان 25 سال است. با توجه به نگهداری به موقع و رعایت قوانین عملیاتی، این مدت می تواند تا 50 سال افزایش یابد.

این دستگاه ها در معرض خرابی یا نقص جدی نیستند. تمام تعمیر و نگهداری شامل تمیز کردن دوره ای فتوسل ها از خاک، برف چسبیده و غیره است. تعمیر و نگهداری به موقع کارایی و اثربخشی کل سیستم را به میزان قابل توجهی افزایش می دهد. در بسیاری از موارد تصمیم برای خرید و نصب باتری ها دقیقا به دلیل دوام آن ها گرفته می شود. پس از اینکه دستگاه هزینه خود را پرداخت کرد، برق تولید شده تقریبا رایگان خواهد بود.

بازپرداخت کامل پانل ها مدت ها قبل از پایان عمر مفید آنها اتفاق می افتد. تنها مانع جدی استفاده از این دستگاه ها هزینه بالای آن است. با توجه به راندمان پایین، بسیاری از مردم شروع به تردید در امکان اقتصادی این روش تولید برق کرده‌اند. در این راستا، هنگام تصمیم گیری، باید تمام عوامل مشخصه یک منطقه را در نظر بگیرید.

بازده و کارایی پنل های خورشیدی به عوامل و شرایط زیر بستگی دارد:

• نوع پنل ها و تجهیزات خورشیدی، کارایی آنها، قیمت اولیه سلول های خورشیدی.
• شرایط آب و هوایی منطقه با افزایش شدت تابش خورشیدی، دوره بازپرداخت به دلیل مقدار بیشتر برق تولیدی به میزان قابل توجهی کاهش می یابد.
• هزینه تجهیزات و کار نصب. قیمت منطقه ای برق

متخصصان این حوزه به طور مداوم در حال تلاش برای بهبود کارایی و کارایی پنل های خورشیدی هستند. هزینه فتوسل ها نیز به تدریج در حال کاهش است. در آینده، این به طور قابل توجهی دوره بازپرداخت را کاهش می دهد و سیستم های خورشیدی را در دسترس عموم قرار می دهد.

تحقیقات و آخرین پیشرفت ها در زمینه افزایش کارایی

شایان ذکر است که به طور جداگانه در مورد آخرین دستاوردها در زمینه افزایش راندمان صحبت کنیم و کارآمدترین پنل های خورشیدی را در نظر بگیریم. بسیاری از آنها هنوز در مرحله توسعه نظری هستند و تحت شرایط عملیاتی واقعی به طور کامل آزمایش نشده اند.

مدل های آزمایشی توسط سازندگان زیر ارائه شده است:

• شارپ نمونه های محصول را با بازدهی حدود 44.4 درصد تهیه کرده است. محصولات آن هنوز هم جایگاه پیشرو در سراسر جهان را اشغال می کند. آخرین پیشرفت ها با ساختار پیچیده متمایز می شوند، از سه لایه تشکیل شده است و چندین سال برای توسعه و آزمایش صرف شده است. مدل‌های ساده‌تر هنوز با راندمان 37.9 درصد کار می‌کنند که در مقایسه با سیستم‌های معمولی یک پیشرفت فنی جدی است.
• پانل های خورشیدی توسعه یافته در موسسه تحقیقاتی اسپانیا - IES. در طول آزمایش، آنها بازده 32.6٪ را نشان دادند. چنین بازده بالایی با استفاده از ماژول های دو لایه به دست آمد. قیمت تمام شده محصولات کمتر از سایر تولیدکنندگان است، اما در این مرحله استفاده از آنها در ساختمان های مسکونی معمولی از نظر اقتصادی سودآور و غیرعملی نیست.

اکنون چیزی را خواهید آموخت که فروشندگان پنل های خورشیدی هرگز به شما نمی گویند.

دقیقا یک سال پیش، در اکتبر 2015، به عنوان یک آزمایش، تصمیم گرفتم به صفوف "سبزها" بپیوندم که سیاره ما را از مرگ زودرس نجات می دهند و پنل های خورشیدی با حداکثر توان 200 وات و یک اینورتر شبکه را خریداری کردم که برای حداکثر 300 (500) وات توان تولیدی. در عکس می توانید ساختار پانل پلی کریستالی 200 وات را ببینید، اما چند روز پس از خرید مشخص شد که در یک پیکربندی ولتاژ بسیار کم است، برای عملکرد صحیح اینورتر شبکه من کافی نیست.

بنابراین مجبور شدم آن را به دو پنل 100 واتی تک کریستالی تغییر دهم. در تئوری آنها باید کمی کارآمدتر باشند، اما در واقعیت فقط گران تر هستند. این پانل های با کیفیت از برند روسی Sunways هستند. من برای دو پانل 14800 روبل پرداخت کردم.

دومین مورد هزینه یک اینورتر شبکه ساخت چین است. سازنده به هیچ وجه خود را معرفی نکرده است، اما دستگاه با کیفیت بالا ساخته شده است و یک بازشو نشان می دهد که اجزای داخلی برای توان حداکثر 500 وات طراحی شده اند (به جای 300 نوشته شده روی کیس). هزینه چنین شبکه ای فقط 5000 روبل است. شبکه یک وسیله مبتکرانه است. از یک طرف + و - از پنل های خورشیدی به آن وصل می شود و از طرف دیگر با استفاده از یک دوشاخه معمولی به هر پریز برقی در خانه شما متصل می شود. در حین کار، شبکه با فرکانس شبکه سازگار می شود و شروع به "پمپ کردن" می کند. جریان متناوب(تبدیل شده از DC) به شبکه خانگی 220 ولت شما.

شبکه تنها زمانی کار می کند که ولتاژ در شبکه وجود داشته باشد و نمی توان آن را به عنوان منبع تغذیه پشتیبان در نظر گرفت. این تنها ایراد آن است. و مزیت بزرگ اینورتر شبکه این است که شما اساساً به باتری نیاز ندارید. به هر حال، باتری ها ضعیف ترین حلقه در انرژی های جایگزین هستند. اگر تضمین شود که همان پنل خورشیدی بیش از 25 سال کار کند (یعنی بعد از 25 سال تقریباً 20٪ عملکرد خود را از دست می دهد) ، عمر باتری معمولی سرب اسیدی در شرایط مشابه 3- خواهد بود. 4 سال. باتری های ژل و AGM بیشتر عمر می کنند، تا 10 سال، اما قیمت آنها نیز 5 برابر بیشتر از باتری های معمولی است.

از آنجایی که من برق اصلی دارم، نیازی به باتری ندارم. اگر سیستم را مستقل کنید، باید 15-20 هزار روبل دیگر به بودجه باتری و کنترل کننده آن اضافه کنید.

در حال حاضر، در مورد تولید برق. تمام انرژی تولید شده توسط پنل های خورشیدی در زمان واقعی وارد شبکه می شود. اگر مصرف کنندگان این انرژی در خانه وجود داشته باشد، تمام آن مصرف می شود و کنتور در ورودی خانه "چرخ نمی شود". اگر تولید لحظه ای الکتریسیته از میزان مصرف فعلی بیشتر شود، تمام انرژی به شبکه بازگردانده می شود. یعنی شمارنده در جهت مخالف "چرخ" خواهد شد. اما در اینجا تفاوت های ظریف وجود دارد.

اولاً ، بسیاری از کنتورهای الکترونیکی مدرن جریان عبوری از آنها را بدون در نظر گرفتن جهت آن محاسبه می کنند (یعنی شما هزینه برق ارسالی به شبکه را پرداخت خواهید کرد). و ثانیا، قوانین روسیه به افراد خصوصی اجازه فروش برق را نمی دهد. این در اروپا مجاز است و به همین دلیل است که هر خانه دوم در آنجا با پنل های خورشیدی پوشیده شده است که در کنار تعرفه های بالای شبکه به شما امکان می دهد واقعاً در هزینه خود صرفه جویی کنید.

در روسیه چه باید کرد؟ از نصب پنل های خورشیدی که می توانند بیش از مصرف انرژی روزانه فعلی در خانه انرژی تولید کنند، خودداری کنید. به همین دلیل است که من فقط دو پنل با توان کل 200 وات دارم که با در نظر گرفتن تلفات اینورتر می توانند تقریباً 160-170 وات شبکه را تأمین کنند. و خانه من به طور مداوم حدود 130-150 وات در ساعت در شبانه روز مصرف می کند. یعنی تمام انرژی تولید شده توسط پنل های خورشیدی تضمینی برای مصرف در داخل خانه خواهد بود.

برای کنترل انرژی تولید شده و مصرف شده از Smappee استفاده می کنم. من قبلاً در مورد او سال گذشته نوشتم. دارای دو ترانسفورماتور جریان است که به شما امکان می دهد هم برق شبکه و هم برق تولید شده توسط پنل های خورشیدی را پیگیری کنید.

بیایید با تئوری شروع کنیم و به سراغ عمل برویم.

ماشین حساب های انرژی خورشیدی زیادی در اینترنت وجود دارد. از داده‌های اولیه من، طبق محاسبه‌گر، چنین برمی‌آید که میانگین تولید برق سالانه پنل‌های خورشیدی من 0.66 کیلووات ساعت در روز و کل تولید سال 239.9 کیلووات ساعت خواهد بود.

این داده ها برای شرایط آب و هوایی ایده آل هستند و تلفات تبدیل را در نظر نمی گیرند جریان مستقیمبه ولتاژ متناوب (شما نمی خواهید منبع تغذیه خانه خود را به ولتاژ ثابت تبدیل کنید؟). در واقعیت، رقم حاصل را می توان با خیال راحت بر دو تقسیم کرد.

بیایید با داده های تولید واقعی برای سال مقایسه کنیم:

2015 - 5.84 کیلووات ساعت
اکتبر - 2.96 کیلووات ساعت (از 10 اکتبر)
نوامبر - 1.5 کیلووات ساعت
دسامبر - 1.38 کیلووات ساعت
2016 - 111.7 کیلووات ساعت
ژانویه - 0.75 کیلووات ساعت
فوریه - 5.28 کیلووات ساعت
مارس - 8.61 کیلووات ساعت
آوریل - 14 کیلووات ساعت
مه - 19.74 کیلووات ساعت
ژوئن - 19.4 کیلووات ساعت
جولای - 17.1 کیلووات ساعت
آگوست - 17.53 کیلووات ساعت
سپتامبر - 7.52 کیلووات ساعت
اکتبر - 1.81 کیلووات ساعت (تا 10 اکتبر)

مجموع: 117.5 کیلووات ساعت

در اینجا نموداری از تولید و مصرف برق در یک خانه روستایی در 6 ماه گذشته (آوریل تا اکتبر 2016) آورده شده است. در ماه های آوریل تا آگوست بود که سهم شیر (بیش از 70٪) از انرژی الکتریکی توسط پنل های خورشیدی تولید شد. در ماه های باقی مانده از سال، تولید عمدتاً به دلیل ابری و برف غیرممکن بود. خوب، فراموش نکنید که بازده شبکه برای تبدیل جریان مستقیم به جریان متناوب تقریباً 60-65٪ است.

پنل های خورشیدی در شرایط تقریبا ایده آل نصب می شوند. جهت کاملاً جنوبی است، هیچ ساختمان بلندی در این نزدیکی وجود ندارد که سایه ایجاد کند، زاویه نصب نسبت به افق دقیقاً 45 درجه است. این زاویه حداکثر میانگین تولید برق سالانه را به دست خواهد داد. البته امکان خرید یک مکانیزم چرخشی با درایو الکتریکی و عملکرد ردیابی خورشید وجود داشت، اما این باعث می شد بودجه کل نصب تقریباً 2 برابر افزایش یابد و در نتیجه دوره بازپرداخت آن را به بی نهایت برگرداند.

توسط تولید انرژی خورشیدیدر روزهای آفتابی سوالی ندارم به طور کامل با موارد محاسبه شده مطابقت دارد. و حتی کاهش تولید در زمستان، زمانی که خورشید از افق بالا نمی آید، اگر برای... ابری نباشد، چندان حیاتی نخواهد بود. ابری دشمن اصلی فتوولتائیک است. در اینجا خروجی ساعتی برای دو روز است: 5 و 6 اکتبر 2016. در 5 اکتبر خورشید می درخشید و در 6 اکتبر آسمان پوشیده از ابرهای سربی بود. خورشید، آه! کجا پنهان شده ای؟

در زمستان یک مشکل کوچک دیگر وجود دارد - برف. تنها یک راه برای حل این مشکل وجود دارد: پانل ها را تقریباً به صورت عمودی نصب کنید. یا هر روز آنها را از برف پاک کنید. اما برف مزخرف است، نکته اصلی این است که خورشید می درخشد. حتی اگر پایین تر از افق باشد.

بنابراین، بیایید هزینه ها را محاسبه کنیم:

اینورتر شبکه (300-500 وات) - 5000 روبل
پنل خورشیدی تک کریستالی (گرید A - بالاترین کیفیت) 2 قطعه 100 وات - 14800 روبل
سیم برای اتصال پانل های خورشیدی (مقطع 6 میلی متر مربع) - 700 روبل
مجموع: 20500 روبل.
در طول دوره گزارش گذشته، 117.5 کیلووات ساعت تولید شد؛ با تعرفه روزانه فعلی (5.53 روبل / کیلووات ساعت)، این مقدار به 650 روبل خواهد رسید.
اگر فرض کنیم هزینه تعرفه های شبکه تغییر نمی کند (در واقع 2 بار در سال تغییر می کند)، پس من فقط در 32 سال می توانم سرمایه گذاری خود را در انرژی جایگزین برگردانم!

و اگر باتری را اضافه کنید، کل این سیستم هرگز هزینه خود را پرداخت نخواهد کرد. بنابراین، انرژی خورشیدی در حضور برق شبکه تنها در یک مورد می تواند مفید باشد - زمانی که هزینه برق ما به اندازه اروپا است. اگر 1 کیلووات ساعت برق شبکه بیش از 25 روبل هزینه داشته باشد، پنل های خورشیدی بسیار سودآور خواهند بود.
در این بین استفاده از پنل های خورشیدی فقط در جایی که برق شبکه وجود ندارد سودآور است و اجرای آن بسیار پرهزینه است. بیایید فرض کنیم که شما خانه روستایی او را دارید که در 3-5 کیلومتری نزدیکترین قرار دارد خط برق. علاوه بر این، ولتاژ بالا است (یعنی باید ترانسفورماتور نصب کنید) و هیچ همسایه ای ندارید (هیچکس نمی تواند هزینه ها را با او تقسیم کند). یعنی برای اتصال به شبکه باید تقریباً 500000 روبل بپردازید و پس از آن نیز باید تعرفه شبکه را بپردازید. در این صورت، خرید پنل های خورشیدی، کنترلر و باتری با این مبلغ برای شما سود بیشتری خواهد داشت - از این گذشته، پس از راه اندازی سیستم، دیگر نیازی به پرداخت هزینه نخواهید داشت.
در این میان، ارزش دارد که فتوولتائیک را منحصراً به عنوان یک سرگرمی در نظر بگیرید.

راندمان پایین پنل های خورشیدی یکی از معایب اصلی سیستم های خورشیدی مدرن است. امروز یکی وجود دارد متر مربعیک فتوسل قادر است حدود 15 تا 20 درصد از توان تشعشعی تابیده شده به آن را تولید کند.

چنین تولیدی برای تامین برق کامل نیاز به نصب باتری های بزرگ دارد. علاوه بر این، برای دستیابی به ولتاژ خروجی مورد نیاز، آنها به صورت سری یا موازی به یکدیگر متصل می شوند. مساحت آنها می تواند به چند متر مربع برسد.

کارایی پنل های خورشیدی به چند دلیل بستگی دارد:

• مواد فوتوسل؛
• چگالی شار خورشیدی؛
• فصل؛
• درجه حرارت؛
• و غیره.

بیایید در مورد هر عامل بیشتر صحبت کنیم.

مواد فوتوسل

بسته به روش تشکیل اتم سیلیکون، آنها به سه نوع تقسیم می شوند:

• پلی کریستالی؛
• تک کریستالی؛
• پانل های سیلیکونی آمورف

پانل های پلی کریستال از سیلیکون خالص ساخته شده اند و دارای راندمان نسبتاً بالایی بین 14-17 درصد می باشند.

پانل های تک کریستالی در تبدیل انرژی خورشیدی کارایی کمتری دارند. راندمان آنها حدود 10-12٪ است. اما مصرف کم انرژی برای ساخت چنین مبدل هایی آنها را مقرون به صرفه تر می کند.

پانل های سیلیکونی آمورف (یا لایه نازک) تولید ساده و ارزان هستند و در نتیجه مقرون به صرفه هستند. با این حال، اثربخشی آنها به طور قابل توجهی کمتر از دو نوع قبلی است - 5-6٪.علاوه بر این، عناصر مبدل های سیلیکونی لایه نازک با گذشت زمان خواص خود را از دست می دهند.

باتری های لایه نازک نیز با ذرات مس، ایندیم، گالیم و سلنیوم ساخته می شوند. این کمی عملکرد آنها را افزایش می دهد.

در هر آب و هوایی کار کنید

نمودار قدرت بسته به شرایط آب و هوایی این شاخص به موقعیت جغرافیایی پانل بستگی دارد: هر چه به خط استوا نزدیکتر باشد، چگالی تابش خورشیدی بیشتر می شود.

در زمستان، عملکرد فتوسل ها می تواند از 2 تا 8 برابر کاهش یابد. این اول از همه با تجمع برف روی آنها و کاهش مدت و تعداد روزهای آفتابی توضیح داده می شود.

مهم به خاطر سپردن:در زمستان، شیب پانل ها را کنترل کنید زیرا خورشید کمتر از حد معمول است.

شرایط کار موثر

برای اینکه باتری به طور موثر کار کند، باید چندین تفاوت ظریف را در نظر بگیرید:

• زاویه باتری به سمت خورشید؛
• درجه حرارت؛
• عدم وجود سایه

زاویه بین سطح کار مبدل و اشعه خورشید باید نزدیک به سمت راست باشد. در این صورت، بازده فتوسل ها، با مساوی بودن سایر موارد، حداکثر خواهد بود. برای افزایش کارایی، آنها علاوه بر این مجهز به یک سیستم ردیابی خورشید هستند که شیب را نسبت به موقعیت لامپ تغییر می دهد. اما به دلیل هزینه بالای تجهیزات، اغلب این اتفاق نمی افتد.