Mga solar panel para sa bahay: kung paano pumili ng pinakamahusay na mga panel

Ngayon, ang mga solar panel ay naging tunay na pinagmumulan ng alternatibong suplay ng kuryente para sa isang pribadong bahay. Ang mga ito ay malawak na kinakatawan sa merkado, at ang paggamit ng isang solar mini-power plant ay lubos na kumikita. Ang sitwasyong ito ay dahil sa patuloy na paglaki sa paggawa ng mga solar panel at karagdagang kagamitan, isang pagbaba sa mga presyo para sa mga elemento ng system at, bilang isang resulta, ang gastos ng henerasyon.

Ang prinsipyo ng pagpapatakbo ng solar na baterya

Anumang solar battery ay isang photovoltaic converter na gumagamit ng liwanag upang makagawa ng elektrikal na enerhiya. Sa kasalukuyan, ang photoelectric na epekto sa mga materyales ng semiconductor ay may praktikal na halaga.

Ang epekto ay batay sa hitsura ng mga libreng electric charge carrier sa hindi magkakatulad na istruktura ng semiconductor kapag nalantad sa mga light photon. Ito ay sinusunod sa iba't ibang mga semiconductors - batay sa silikon, gallium arsenide, cadmium telluride, malalaking molekula ng polimer.

Dahil sa hitsura ng mga libreng carrier, ang enerhiya na kung saan ay hindi sapat upang mapagtagumpayan ang band gap, isang potensyal na pagkakaiba (boltahe) ay nabuo sa pagitan ng mga electrodes ng elemento. Kapag ang mga panlabas na circuit ay konektado, isang electric current ang lumitaw sa pagitan nila.

Scheme ng mga solar panel

Ang mga photocell na nakabatay sa iba't ibang semiconductors ay nagko-convert ng iba't ibang bahagi ng solar spectrum sa elektrikal na enerhiya. Kaya, ang mga crystalline silicon module ay kumukuha ng hanggang 80% ng radiation na may red shift, ang mga elemento ng pelikula batay sa amorphous silicon ay maaari ding gumana sa infrared range, ang titanium dioxide ay sumisipsip violet at ultraviolet rays.

Sa ilang mga sample ng laboratoryo, ang mga mananaliksik ay lumapit sa 50% na marka. Kung ang parehong mga resulta ay nakuha sa pang-industriyang produksyon, ang halaga ng henerasyon ay maaaring mabawasan ng higit sa kalahati kumpara sa kasalukuyang antas.

Mga uri ng solar panel

Ang pangunahing tampok ng pag-uuri ng mga solar module ay ang mga materyales ng semiconductor na ginamit sa paggawa. Ngayon, higit sa 80% ay inookupahan ng mga solar panel na nakabatay sa silikon. Ang mga uri na ito ang nakatanggap ng pinakamalawak na posibleng komersyal na paggamit, ang mga ito ay inaalok ng karamihan ng mga nagbebenta na nagtatrabaho sa industriya.

Sa turn, ang mga solar panel ng silikon ay nahahati sa:

Mga uri ng silicon solar panel

Monocrystalline silicon solar cells

Ang mga monocrystalline solar cell ay mga cell na konektado sa kuryente na gawa sa manipis (240 microns) na mga silicon na monocrystal na wafer. Ang mga optical axes ay nakatuon sa parehong direksyon, ang mataas na kadalisayan na materyal (higit sa 99.99%) ay ginagamit. Tinitiyak nito ang pinakamataas na kahusayan ng conversion.Sa isang kahusayan sa teoryang posible para sa isang elemento ng silikon na 30%, sa mga serial sample, ang figure ay umabot sa 18-24%.

Sa panlabas, ang mga single-crystal na baterya ay madaling makilala - mayroon silang malalim na itim na kulay, ang elemento ay hugis sa isang regular na parisukat (parihaba) na may mga gupit na sulok sa panahon ng pagputol.

Ang teknolohiya para sa paggawa ng naturang mga solar cell ay ang may hawak ng record sa mga tuntunin ng gastos sa mga silikon na selula. Ang mataas na halaga ng produksyon ay ipinaliwanag sa pamamagitan ng mga kumplikadong proseso ng paglilinis ng mga hilaw na materyales, pagpapalaki ng isang kristal at tumpak na pagputol nito.

Bilang resulta, ang mga monocrystalline na baterya ay may pinakamataas na presyo - mga 0.9-1.1 dolyar bawat 1 W ng kapangyarihan.

Ang mga naturang elemento ay mayroon ding isa pang seryosong disbentaha - dahil sa tumpak na oryentasyon ng mga optical axes ng mga kristal, ang pinakamainam na pagbabalik ay maaari lamang makuha kapag ang mga sinag ng araw ay bumagsak nang patayo sa eroplano ng elemento. Sa isang makabuluhang pagbabago sa anggulo ng pag-iilaw, pati na rin sa nakakalat na liwanag, ang isang matalim na pagbaba sa henerasyon ay sinusunod.

Mga selulang polycrystalline na silikon

Mga selulang polycrystalline na silikon

Sa mga polycrystalline na baterya, ang cell ay may kasamang plurality ng mga kristal na may random na oryentasyon ng mga optical axes. Ang kanilang produksyon ay hindi nangangailangan ng mga hilaw na materyales na may mataas na antas ng paglilinis - pangalawang mapagkukunan (sa partikular, mga recycled na baterya ng silikon), ang basura mula sa metalurhiko na produksyon ay maaaring gamitin.

Bilang resulta, ang gastos sa pagmamanupaktura ay lubhang nabawasan. Gayunpaman, binabawasan din nito ang kahusayan ng conversion - ang pinakamahusay na mga sample ay nagpapakita ng kahusayan na 15-18%.

Sa panlabas, ang polycrystalline ay mga regular na hugis-parihaba na plato ng puspos na asul na kulay. Ang halaga ng pagbuo ng mga "asul" na panel ay humigit-kumulang 0.7-0.9: bawat 1 W.Kasabay nito, nagpapakita sila ng mas kaunting pagbawas sa nagkakalat na pag-iilaw at saklaw ng liwanag sa mga anggulo maliban sa 90 degrees.

Mga amorphous na baterya ng silikon

Ang mga ito ay ginawa mula sa amorphous (non-crystalline) na silicon a-Si sa pamamagitan ng pagdeposito ng silicon hydride vapor sa isang flexible substrate. Bilang isang resulta, ang isang matatag na epekto ng photoelectric ay nakuha na sa isang film na kapal ng ilang microns.

Ang teknolohikal na proseso ay makabuluhang mas mura dahil sa pinakamababang halaga ng kinakailangang hilaw na materyales ng silikon, nabawasan ang mga kinakailangan para sa kadalisayan nito, at ang kawalan ng mga kumplikadong operasyon, tulad ng paglaki ng isang kristal at pagputol nito.

Ang kahusayan ng conversion ay humigit-kumulang 8-11%, ang halaga ng pagbuo ay nasa hanay na 0.5-0.7% bawat 1 W. Ang pangunahing kawalan ng naturang mga baterya ay ang mababang kahusayan ng conversion, na nangangailangan ng isang malaking lugar upang magbigay ng kinakailangang kapangyarihan. Gayunpaman, ito ay higit pa sa offset ng kakayahang mag-install sa anumang ibabaw - ang isang nababaluktot na substrate ay hindi nangangailangan ng kahit na mga base at mga espesyal na istruktura para sa pag-install.

Bilang karagdagan, ang mga modernong polymorphic module ay maaaring gumana sa infrared range, na makabuluhang binabawasan ang mga pagkalugi sa kahusayan sa ilalim ng nagkakalat na pag-iilaw. Bilang resulta, ang bahagi ng mga amorphous na elemento ngayon ay nagkakahalaga ng halos 10% ng merkado sa mundo.

Manipis na Pelikulang CdTe Baterya

Manipis na Pelikulang CdTe Baterya

Ang mga solar cell na nakabatay sa cadmium telluride (CdTe) ay maaaring maging isang tunay na alternatibo sa mga silikon na selula. Sa kasalukuyan, nagpapakita sila ng kahusayan sa conversion, sa average, 20% na mas mataas kaysa sa katulad na amorphous na silicon sa halagang 20% ​​na mas mababa.Ito ay nakamit dahil sa mga natatanging katangian ng semiconductor, na nagbibigay ng pinakamainam na banda gap.

Ang ganitong mga panel ay ginawa sa pamamagitan ng paglalapat ng isang layer ng semiconductor material sa manipis na mga pelikula. Ang teknolohiya ay magagamit pa rin sa isang limitadong bilang ng mga tagagawa, ngunit ang serial production ng naturang mga baterya ay inilunsad na ng American company na First Solar.

Mga polymer solar panel

Sa polymer solar modules, ang photoelectric effect ay ibinibigay ng isang layer ng "polymer semiconductor" - malalaking molekula ng mga organic compound. Sa kasalukuyan, ang teknolohiya ng naturang mga produkto ay malapit na sa pag-deploy ng malakihang produksyon (ang ilang mga kumpanya sa Europa ay nakapagtatag na ng komersyal na produksyon).

Mga polymer solar panel

Ang kahusayan ng conversion ng mga naturang device ay tinatantya na nasa hanay na 8-11%. Dahil sa pagsira ng rekord ng murang produksyon, paggamit ng mga nababaluktot na materyales ng polimer, at kawalan ng mga problema sa pagtatapon, sa malapit na hinaharap, ang mga polymer solar module ay seryosong makakalaban sa mga ginawang produkto.

Ang mga tagagawa ay aktibong gumagawa din ng mga solar panel batay sa:

Ang pagpili ng mga solar panel

Kapag pumipili ng mga solar panel, kinakailangan upang matukoy hindi lamang ang uri, kundi pati na rin ang mga de-koryenteng parameter - kapangyarihan at boltahe.

Uri ng

Piliin ang uri ng solar panel mula sa mga kondisyon ng insolation (bilang ng maaraw na araw, intensity ng radiation):

• Kaya, ang mga monocrystalline na silikon na baterya ay angkop para sa pag-install sa katimugang mga rehiyon.
• Sa Middle lane at iba pang mga teritoryo ng Russia, ang pinakamagandang opsyon ay ang mga polycrystalline panel, na napatunayang mabuti ang kanilang mga sarili sa nagkakalat na mga kondisyon ng pag-iilaw.
• Sa hilagang latitude, higit na pansin ang dapat bayaran sa mga amorphous na module, na nagpapahintulot sa paglikha ng isang makabuluhang lugar ng baterya nang walang karagdagang pag-install.

Ang kategorya ng kalidad ay nangangailangan din ng pansin. Sa pagmamarka ng mga baterya, ang parameter na ito ay ipinahiwatig bilang Grade A, B o C. Ceteris paribus, ang mga produkto ng Grade A ay dapat na mas gusto - tatagal sila ng 20-30 taon na may kaunti (hindi hihigit sa 20%) na pagkasira.

Ang mga kategorya ng mas mababang kalidad ay itinalaga sa mga produkto batay sa mga resulta ng mga pagsubok sa pabrika, na nagpapakita ng paglihis mula sa mga nominal na parameter na hindi hihigit sa 5% (Grade B) at 30% (Grade C) sa panahon ng operasyon.

Power at boltahe

Ang kapangyarihan ng mga panel ay tinutukoy bilang mga sumusunod:

• Kalkulahin ang average na kabuuang paggamit ng kuryente (ayon sa mga indicator ng metro ng kuryente, mga singil sa kuryente). Para sa average na pang-araw-araw na pagkonsumo, ang mga buwanang numero ay hinati sa bilang ng mga araw.
• Ang 20-30% ay idinagdag sa resulta na nakuha upang makakuha ng margin, na isinasaalang-alang ang kadahilanan ng conversion (mga pagkalugi sa singil ng baterya at operasyon ng inverter).
• Batay sa data na nakuha, ang output power ng mga panel ay kinakalkula na isinasaalang-alang ang tagal ng mga oras ng liwanag ng araw. Para sa mga kalkulasyon, ito ay kinuha katumbas ng 6 na oras, ayon sa pagkakabanggit, ang lakas ng baterya ay dapat lumampas sa average na pagkonsumo ng 4 na beses.
• Piliin ang boltahe ng panel. Bilang isang patakaran, nag-aalok ang mga tagagawa ng mga baterya na may output na boltahe na 12V.Gayunpaman, upang singilin ang mga aparatong imbakan at dagdagan ang kahusayan ng pag-convert ng direktang boltahe sa alternating boltahe sa inverter (lalo na sa mataas na kapangyarihan), mas kumikita ang pagkakaroon ng mas mataas na halaga.
  Karaniwang gamit:
  • 12 V para sa mga system hanggang sa 1 kW.
  • 24 V o 36 V - hanggang 5 kW.
  • 48 V - higit sa 5 kW.

Ang ganitong mga boltahe ay nakuha sa pamamagitan ng pagkonekta ng mga panel sa serye.

• Natutukoy ang peak power sa pamamagitan ng pagbubuod ng kapangyarihan ng lahat ng consumer sa bahay.
• Ang peak power ay tinutukoy na may margin na 10-20%, halimbawa, para sa mga panimulang alon ng mga de-koryenteng motor at ang pagpapatakbo ng mga elemento ng pag-init ng mainit na sistema ng tubig, paghuhugas at mga dishwasher, atbp.
• Tinutukoy ng peak power ang pinakamataas na kasalukuyang ng mga panel.
• Ang mga reference na libro ay nakakahanap ng koepisyent ng insolation (sa tag-araw at taglamig) para sa lugar.

Para sa karagdagang mga kalkulasyon, gamitin ang formula:

P = Kc * Wn * Ki, isinasaalang-alang

• Кс - pana-panahong koepisyent, para sa panahon ng tag-init ito ay kinuha katumbas ng 0.5, para sa taglamig - 0.7;
• Ang Ki ay ang insolation coefficient para sa tag-araw at taglamig;
• Ang Wn ay ang na-rate na kapangyarihan ng panel.

Ang pagkakaroon ng napiling ilang mga modelo ng baterya sa mga katalogo ng mga tagagawa, para sa bawat isa sa kanila, ang kapangyarihan ng henerasyon ay kinakalkula sa taglamig at tag-araw.

Pagkatapos ang kinakailangang bilang ng mga panel ay natutukoy sa pamamagitan ng paghahati sa average na konsumo ng kuryente na kinakalkula sa itaas (na may margin) sa kapangyarihan ng henerasyon. Ang mga kalkulasyon ay isinasagawa para sa mga panahon ng taglamig at tag-araw, bilang isang resulta, mas malaki ang halaga nito.

Pagkatapos ng mga kalkulasyon, suriin:

Pag-install ng mga solar panel

Walang mahigpit na mga kinakailangan para sa pag-install ng mga solar panel. Ang solar collector ay maaaring i-mount sa isang anggulo, sa isang patayo o pahalang na ibabaw. Kasabay nito, ang mga matibay na panel (mono- at polycrystalline) ay naka-install sa isang matibay na frame, na naayos sa mga attachment point gamit ang kumpletong mga fastener. Ang mga baterya sa isang nababanat na backing ay nagbibigay-daan sa pagtula sa hindi pantay na mga ibabaw (halimbawa, isang kulot na bubong).

Ang mga koneksyon sa pagitan ng mga panel ay isinasagawa gamit ang mga stranded conductor na may mga end fitting. Ang cross section ng kasalukuyang nagdadala ng mga elemento ay kinakalkula mula sa halaga ng rate at maximum na kasalukuyang.

Kapag pumipili ng isang lokasyon at anggulo ng pag-install, dapat isaalang-alang ng isa ang pangunahing kondisyon para sa maximum na henerasyon - ang saklaw ng sikat ng araw na patayo sa eroplano ng baterya.

Ito ay maaaring makamit:

Bilang karagdagan, para sa mga single-crystal na panel, kritikal na alagaan ang kawalan ng pagtatabing - sa diffused light, ang kanilang kahusayan ay bumaba nang husto.

Madalas tinatanong

Pagsusuri ng video na may mga kalkulasyon para sa mga solar panel