Solpaneler til opvarmning og elektrificering af huset

Problemets breddegrad og længdegrad

Forestil dig, at du er en videnskabsmand. Du støder på et interessant papir, men resultaterne/eksperimenterne kan ikke gentages i laboratoriet. Det er logisk at skrive om dette til forfatterne af den originale artikel, spørge om råd og stille opklarende spørgsmål. Ifølge undersøgelsen har mindre end 20 % nogensinde gjort det i deres videnskabelige karriere!

Forfatterne af undersøgelsen bemærker, at sådanne kontakter og samtaler måske er for vanskelige for forskerne selv, fordi de afslører deres inkompetence og inkonsekvens i visse spørgsmål eller afslører for mange detaljer om det aktuelle projekt.

Desuden forsøgte et absolut mindretal af videnskabsmænd at offentliggøre afvisninger af irreproducerbare resultater, mens de mødte modstand fra redaktører og anmeldere, der krævede, at sammenligningen med den originale undersøgelse blev bagatelliseret. Kan det undre, at chancen for at rapportere ikke-reproducerbare videnskabelige resultater er omkring 50%.

Første spørgsmål: Har du forsøgt at gengive eksperimentets resultater?

Andet spørgsmål: Har du forsøgt at offentliggøre dit forsøg på at gengive resultaterne?

Måske er det i det mindste værd inde i laboratoriet at udføre en test for reproducerbarhed? Det mest sørgelige er, at en tredjedel af de adspurgte ALDRIG selv har tænkt på at lave metoder til at kontrollere data for reproducerbarhed. Kun 40 % angav, at de regelmæssigt bruger sådanne teknikker.

Spørgsmål: Har du nogensinde udviklet specielle teknikker/teknologiske processer til at forbedre reproducerbarheden af ​​resultater?

I et andet eksempel siger en biokemiker fra Det Forenede Kongerige, som ikke ønskede at blive identificeret, at forsøg på at kopiere arbejde til sit laboratorieprojekt simpelthen fordobler tiden og pengene uden at tilføje eller tilføje noget nyt til arbejdet. Yderligere kontrol udføres kun for innovative projekter og usædvanlige resultater.

Og selvfølgelig de ældgamle russiske spørgsmål, der begyndte at torturere udenlandske kolleger: hvem har skylden, og hvad skal man gøre?

Hvad er første generations solceller lavet af?

Strukturelt består sådanne moduler af følgende elementer:

• uædle metalplade - basekontakt;
• det nedre additivlag af en siliciumhalvleder med en overvægt af n-type elektroner - på grund af tilsætning af fosfor;
• det øvre krystallinske lag mættet med p-type elektroner - sædvanligvis ved doping med bor;
• anti-reflekterende belægning - for at maksimere strålingsabsorption;
• tynd metalliseret netkontakt med en ledning til lukning af netværket;
• tykt beskyttelsesglas - normalt kraftigt hærdet;
• rammeramme.

Tykkelsen af ​​monokrystallinske Mono-Si eller polykrystallinske Poli-Si siliciumwafers i celler er omkring 200-300 µm. Levetiden er estimeret til 20-25 år med et fald i produktiviteten på gennemsnitligt 0,5 % årligt. Effektiviteten under ideelle lysforhold når 22-24% og falder kraftigt ved høje temperaturer eller et delvist fald i belysningen.

Princippet om at bruge solenergi

Ofte, stillet over for behovet for at installere solpaneler, undrer en person sig over virksomhedens gennemførlighed. For i de fleste tilfælde falder procentdelen af ​​solrige dage markant til samme værdi som overskyede.

Et lignende forhold er typisk for regionerne i mellemzonen, og klimaet i de nordlige regioner er kendetegnet ved et endnu større antal overskyede dage.

Det utilstrækkelige antal solskinsdage er direkte relateret til effektiviteten af ​​de enheder, der behandler energien fra jordens krop. Dette reducerer mængden af ​​sollys, der når batteriets overflade. Denne proces kaldes insolation.

Dens essens ligger i det faktum, at ethvert fly, uanset dets formål, tager en vis mængde solenergi. I de sydlige egne er dette tal naturligvis højere, hvilket gør montering af solpaneler mere relevant.

Men som praksis viser, forbedrer markedet for teknologisk udstyr inden for solenergisyntese konstant sine produkter, så moderne solcelleceller i solpaneler fungerer perfekt selv i områder med lavt isolationsniveau.

Typer af silicium solceller

Polykrystallinsk

Hovedelementet i sådanne paneler er halvlederelementer af polykrystallinsk struktur. De er meget billigere end enkeltkrystal, da de i det væsentlige er lavet af rester tilbage fra enkeltkrystal elementer. Under fremstillingsprocessen afkøles siliciumlegeringen blot uden yderligere bearbejdning.

Effektiviteten af ​​polykrystallinske solceller er i gennemsnit 12 - 18%, mens effektiviteten af ​​monokrystallinske solceller når 22%. Men givet den lavere pris, kan du købe lidt flere paneler og få samme "udstødning" for samme penge som monokrystaller. Dette er kun muligt, hvis der er meget plads på taget. Også polykrystaller adskiller sig fra enkeltkrystaller i heterogeniteten af ​​farveskalaen.

Hvor meget koster polykrystallinske solpaneler? Gennemsnit 3500 rubler pr 100 W (meget afhænger af producenten). Et af de billigste polykrystallinske batterier er Vostok Pro FSM 150 P med en effekt på 150 watt.

Monokrystallinsk

Til monokrystallinske solpaneler er en enkelt krystal specielt dyrket ved hjælp af Czochralski-metoden. Derefter samles et helt panel af en vis effekt fra flere siliciumceller. Oftest består panelet af 36 eller 72 moduler. Effektiviteten af ​​monokrystallinske paneler er meget højere end for polykrystallinske paneler og er omkring 18-22%.

På grund af denne funktion konverterer enkeltkrystaller med samme størrelse mere solenergi end polykrystallinske. Hvilke solpaneler er bedre: polykrystallinske eller monokrystallinske? Alt afhænger af budgettet. Hvis det er muligt at bruge lidt mere, så er det værd at købe monokrystaller, som har en hurtigere tilbagebetaling. Monokrystallinske batterier vil også være at foretrække, hvis tagarealet er relativt lille. Den gennemsnitlige levetid er 25 år.

Hvis du vil spare penge, og du kun skal bruge et solcellebatteri til at drive et køleskab eller en pumpestation i landet, så kan du tage en polykrystallinsk model.

amorf

Amorfe batterier består af siliciumbrint (SiH4), som fremstilles ved at påføre silicium en elektrisk strøm. Som et resultat fordamper silicium, og derefter aflejres et tyndt lag på underlaget.

Effektiviteten af ​​amorfe paneler er omtrent den samme som for polykrystallinske. Amorfe modeller har dog nogle fordele. For eksempel kan de generere elektricitet selv i overskyet vejr, regn, når der er en høj koncentration af støv i luften, eller under solnedgang/daggry.

Effektivitet

For at bruge solenergi til at opvarme et privat hus, vil det være meget lettere at samle et kredsløb fra samlere - men det er ikke altid muligt, så du skal overveje andre muligheder. Det kan for eksempel godt være, at pladsen allerede har et fungerende solcelleanlæg, der kun bruges til at forsyne huset med el og varmt vand.

At anskaffe nyt udstyr under sådanne forhold vil være for urentabelt på grund af dets høje omkostninger.For at sikre opvarmningen af ​​huset med solpaneler vil den bedste løsning være at øge modulsystemets effekt. Den nemmeste mulighed er at købe et par ekstra siliciumpaneler og forbinde dem til et elektrisk drevet varmekedelsystem.

Korrekt fordeling af elektrisk energi vil give både et varmtvandsforsyningssystem og et varmekredsløb. Der skal mange solpaneler til for at have strøm nok til det hele – enkeltstående bygninger, der kun bruger solenergi, er som regel helt dækket af solcellepaneler. Solpanelernes effekt skal beregnes på forhånd. Ofte er det nødvendigt at færdiggøre den ekstra struktur, som panelerne vil blive installeret på.

Det er umuligt at bestemme effektiviteten af ​​et solsystem, før det tages i brug, så alle beregninger er kun omtrentlige. Kompleksiteten af ​​foreløbige beregninger skyldes, at der er mange faktorer, hvis indflydelse på effektiviteten af ​​energiopsamlingen ikke kan beregnes. Selvfølgelig, hvis du har lidt erfaring, kan du lave en mere eller mindre præcis beregning, men det er kun fagfolk med speciale i design og installation af solcelleanlæg, der har en sådan erfaring.

Følgende faktorer har størst indflydelse på systemets effektivitet:

• Vejr ustabilitet - det er umuligt på forhånd at bestemme antallet af solrige dage selv i solrige områder, for ikke at nævne de nordlige regioner;
• Ustabilt energiforbrug, som også afhænger af den geografiske placering af bygningen, der modtager varme og elektricitet fra sollys;
• Muligheden for systemfejl - kompleksiteten af ​​designet indikerer, at det ofte vil gå i stykker, og i nogle tilfælde er det svært at bestemme fejlen.

Hvem er et solcelleanlæg til hjemmet egnet til?

1. For dem der ikke har strøm i området. Solbatterier vil selvstændigt kunne forsyne anlægget med elektricitet. Alternativt kan du også overveje en vindmølle (som der skal være en passende vindrose til) eller en dieselgenerator (som ikke er særlig praktisk at betjene og uøkonomisk).
2. Også en solcellestation kan betragtes som en investering for at betale mindre for elektricitet i fremtiden på baggrund af stadigt stigende takster. Derudover er batteritiden meget lang, og solen skinner altid.
3. Og den sidste mulighed er for alle, der ønsker at tjene penge. I Ukraine er der en lov om feed-in takst, ifølge hvilken staten køber den producerede elektricitet ved hjælp af alternative energikilder til en særlig pris.

Fortsæt med at læse

• solvarme
  60

  Solvarme: varmtvandsforsyning og opvarmning I gennemsnit hele året, afhængigt af klimatiske forhold og breddegrad, varierer strømmen af ​​solstråling til jordens overflade fra 100 til 250 W/m2, og når spidsværdierne ved middagstid med en klar himmel, næsten...

• Fotovoltaiske sæt
  58

  Fotovoltaiske kits: Sammensætning For at bruge solenergi til at forsyne dine forbrugere, er et solpanel ikke nok. Ud over solbatteriet skal du bruge et par flere komponenter.Den typiske sammensætning af off-grid PV kit er som følger: PV kit til DC 12V belastning PV array controller...

• Skyer og forhindringer
  55

  Påvirkning af forhindringer for solens stråler på solpanelernes energiproduktion Kun en lille del af solstrålingen når jordens overflade 1.direkte 2.absorption 3.refleksion 4.indirekte Sollys rejser sin vej fra Solen til Jorden i en lige linje linje. Når det når atmosfæren, brydes noget af lyset, og...

• solbelysning
  54

  Brug af solenergi til belysningsformål Solpaneler og andre miljøvenlige energikilder er på det seneste blevet mere og mere populære. Denne artikel diskuterer metoder til konstruktion af strømforsyningssystemer til solcellelamper, solcellelamper og strømforsyning til bygningsbelysning, solcellebelysning ...

• Autonom FES
  52

  Solcelleanlæg uden for nettet. Solcelleanlægstyperne er beskrevet på siden Solcelleanlæg. Lad os overveje mere detaljeret en af ​​typerne - en autonom FES. Det er muligt at skabe et autonomt strømforsyningssystem på solcellebatterier af varierende kompleksitet. Det enkleste system har en lav DC-spændingsudgang...

• Er solpaneler nødvendige?
  51

  Fordelene ved at bruge solpaneler i autonome og backup-strømforsyningssystemer Meget ofte må man se den opfattelse, at det er uhensigtsmæssigt at bruge solpaneler, at de er dyre og ikke betaler sig. Mange mennesker tror, ​​at det er meget nemmere at installere en gasgenerator, der giver energi til dit hjem.…

Sådan beregnes effekten af ​​et solcelleanlæg

Du skal tage udgangspunkt i, hvor meget strøm du har brug for til bygningens normale funktion. Den nemmeste måde er at skrive alle e-mails ud. apparater, du planlægger at bruge, deres driftstid og strømforbrug.

Eksempel:

• Køleskab: 100W - 24h - 2400W
• Belysning: 100W - 5h - 500W
• Elkedel: 15min - 1,5kW - 0,03kW
• Vaskemaskine:
• Notesbog:
• …
• I alt: 3kW

3 kW er den effekt, som et solcelleanlæg skal producere, for at bygningen kan fungere normalt. De der. du skal bruge 12 paneler med en effekt på hver 260W. I praksis vil deres produktivitet være højere (med en solaktivitetskoefficient på 4,5 vil den daglige effekt af stationen være 14 kW), men vi tager udgangspunkt i det mest pessimistiske scenario, hvor hver dag er overskyet. Husk også på: Hvis du ikke er tilsluttet feed-in-tariffen eller ikke opbevarer energi til batteriet, så vil overskuddet brænde ud.

Hvis du installerer et solcelleanlæg for at tjene penge på en feed-in takst, så kan du starte med enhver kapacitet og gradvist øge den.

Solcellebatteri eller generator med forbrændingsmotor

Objektivt har generatoren to hovedfordele - dens størrelse og evnen til at fungere fuldt ud, ikke kun i klart vejr. Men langt fra altid er disse egenskaber afgørende, og i alle andre aspekter vinder solpaneler klart:

Det vigtigste punkt, som normalt er opmærksom på i første omgang, er de oprindelige omkostninger for udstyr, som virkelig er omkring 2 gange højere for solpaneler. Men selv her, hvis du finder ud af det, så skal generatoren sættes et minus - se bare på omkostningerne ved at generere en kW / h

Vi tager de oprindelige omkostninger for udstyret + omkostningerne til vedligeholdelse + omkostningerne til brændstof og dividerer alt med mængden af ​​elektricitet, der produceres i løbet af den angivne levetid. Som følge heraf vil forholdet mellem omkostningerne ved at generere en kilowatt for en generator og solpaneler med omtrent samme effekt være cirka 1/2,5 til fordel for sidstnævnte. Det er selvfølgelig meget omtrentlige beregninger, men pointen er, at solpaneler er investeringer nu, men håndgribelige besparelser i fremtiden.

Et eksempel på et tilslutningsdiagram for et sæt med en gasgenerator

Levetid for solpaneler

For at vurdere fordelene skal du finde ud af, hvor længe panelerne holder, og om de skal skiftes efter garantiperiodens udløb. Der er flere funktioner at overveje her:

1. Monokrystallinske og polykrystallinske muligheder er de mest holdbare.I 25 års brug mister de ikke mere end 10 % af deres kapacitet. Men endnu længere er kraftfaldet ubetydeligt, i løbet af de næste 10-15 år tabes omtrent det samme beløb. Det vil sige, vi kan med tillid sige, at levetiden for sådanne muligheder er 35-40 år, og måske mere.
2. Tyndfilmsmuligheder har en meget lavere levetid - 10-20 år. Desuden kan kapacitetstabet i de første 2 år være 10-30%, de fleste producenter giver en strømreserve for at kompensere for dette problem. I fremtiden er tabene ikke så store.
3. For at øge levetiden skal skader på dele af systemet undgås. Trim grenene på tætsiddende træer, vask overfladen mindst flere gange pr. sæson. Kontroller pålideligheden af ​​fastgørelse og kontakter, så de ikke overophedes.
4. Tag højde for omkostningerne ved at erstatte andre elementer i systemet. Så genopladelige batterier holder normalt fra 6 til 10 år (den mest pålidelige - 15 år), kraftelektronik har en ressource på omkring 10-12 år. Omkostningerne ved at udskifte disse noder er også ret store, og dette skal tages i betragtning ved beregning af tilbagebetalingen.

Solpaneler skal vaskes med jævne mellemrum for at forhindre, at de bliver beskadiget af grene.

Når du vælger solpaneler til dit hjem, er det bedre at foretrække pålidelige og dokumenterede monokrystallinske og polykrystallinske muligheder. Højkvalitetsmoduler vil holde omkring 40 år, mens strømtabet i denne periode vil være omkring 20%.

Læs mere:

At lave en solar havelanterne

Sådan laver du højdepunktet af sporene i et landsted

Sådan vælger du en modstand til en LED

Princippet for drift af solbatteriet

Enheden er designet til direkte at omdanne solens stråler til elektricitet.Denne handling kaldes den fotoelektriske effekt. Halvledere (siliciumwafers), som bruges til at lave grundstoffer, har positivt og negativt ladede elektroner og består af to lag, n-laget (-) og p-laget (+). Overskydende elektroner under påvirkning af sollys slås ud af lagene og optager tomme steder i et andet lag. Dette får frie elektroner til konstant at bevæge sig fra en plade til en anden, hvilket genererer elektricitet, der er lagret i batteriet.

Hvordan et solcellebatteri fungerer afhænger i høj grad af dets design. Solceller blev oprindeligt lavet af silicium. De er stadig meget populære, men da processen med siliciumrensning er ret besværlig og dyr, udvikles modeller med alternative fotoceller fra cadmium-, kobber-, gallium- og indiumforbindelser, men de er mindre produktive.

Effektiviteten af ​​solpaneler er steget med udviklingen af ​​teknologi. I dag er dette tal steget fra én procent, som blev registreret i begyndelsen af ​​århundredet, til mere end tyve procent. Dette giver os i dag mulighed for at bruge paneler ikke kun til indenlandske behov, men også til produktion.

specifikationer

Solbatterienheden er ret enkel og består af flere komponenter:

Direkte solceller / solpanel;

En inverter, der omdanner jævnstrøm til vekselstrøm;

Batteriniveau regulator.

Køb batterier til solpaneler bør være baseret på de nødvendige funktioner. De opbevarer og distribuerer elektricitet. Opbevaring og forbrug sker hele dagen, og om natten forbruges den akkumulerede ladning kun.Der er således en konstant og kontinuerlig tilførsel af energi.

Overdreven opladning og afladning af batteriet vil forkorte dets levetid. Solcellebatteriets laderegulator suspenderer automatisk akkumuleringen af ​​energi i batteriet, når det har nået sine maksimale parametre, og slukker for belastningen af ​​enheden, når den er kraftigt afladet.

(Tesla Powerwall - et 7 kW solpanelbatteri - og hjemmeopladning til elbiler)

Netinverteren til solpaneler er det vigtigste designelement. Den omdanner den energi, der modtages fra solens stråler, til vekselstrøm af forskellig kapacitet. Da den er en synkron omformer, kombinerer den udgangsspændingen af ​​elektrisk strøm i frekvens og fase med et stationært netværk.

Fotoceller kan kobles både i serie og parallelt. Sidstnævnte mulighed øger effekt-, spændings- og strømparametrene og tillader enheden at fungere, selvom et element mister funktionalitet. Kombinerede modeller er lavet ved hjælp af begge ordninger. Pladernes levetid er omkring 25 år.

Generelle egenskaber og tilgængelighed ved køb

Udstyret skader ikke miljøet og giver stabil strøm uden strømstød. Og vigtigst af alt, det leverer gratis energi: som der ikke kommer forbrugsregninger for.

Udseendet af solpaneler har ændret sig lidt efter deres opfindelse, hvilket ikke kan siges om den interne "fyldning"

Solcellemodulet omdanner lys til elektrisk energi ved at generere jævnstrøm. Arealet af paneler kan nå flere meter. Når det er nødvendigt at øge systemets kraft, skal du øge antallet af moduler.Deres effektivitet afhænger af sollysets intensitet og strålernes indfaldsvinkel: på placering, årstid, klimatiske forhold og tidspunkt på dagen. For korrekt at tage højde for alle disse nuancer skal installationen udføres af fagfolk.

Typer af moduler:

Monokrystallinsk.

Består af silikoneceller, der omdanner solenergi. Afviger i de kompakte størrelser. Med hensyn til ydeevne er dette indtil for nylig det mest effektive (effektivitet op til 22%) solcellebatteri til hjemmet. Et sæt (dets pris er en af ​​de dyreste) vil koste fra 100 tusind rubler.

Polykrystallinsk.

De bruger polykrystallinsk silicium. De er ikke så effektive (op til 18 % effektivitet) som monokrystallinske solceller. Men deres omkostninger er meget lavere, så de er tilgængelige for den almindelige befolkning.

Amorf.

De har tyndfilm siliciumbaserede solceller. De er ringere end mono- og polykrystaller med hensyn til energiproduktion, men de er også billigere. Deres fordel er evnen til at fungere i diffust og endda svagt lys.

Heterostrukturel.

Moderne og mest effektive solcellemoduler i dag, med en virkningsgrad på 22-25% (gennem hele levetiden!). De virker effektivt både i overskyet vejr og ved høje temperaturer).

I Rusland er den eneste producent af moduler til denne teknologi Hevel-virksomheden, som er en af ​​de fem verdensproducenter, der producerer heterostruktursolcellemoduler.

I 2016 patenterede virksomhedens R&D-center sin egen teknologi til at skabe heterostrukturelle moduler og udvikler den nu aktivt.

Hevel solpaneler

Systemet indeholder også følgende komponenter:

• En inverter, der omdanner jævnstrøm til vekselstrøm.
• Akkumulator batteri. Det akkumulerer ikke kun energi, men udjævner også spændingsfald, når lysniveauet ændres.
• Controller til batteriopladningsspænding, ladetilstand, temperatur og andre parametre.

I butikkerne kan du købe både individuelle komponenter og hele systemer. I dette tilfælde bestemmes enhedernes kraft ud fra specifikke behov.

Hvilken kapacitet til at tage et solcellebatteri?

Det afhænger også af brugerens behov. For autonom strømforsyning af hele huset giver det ingen mening at tage mindre end 1000 watt. Og hvis du skal drive varmesystemet i landet, har du teoretisk brug for et sæt med en kapacitet på op til 10 kW. Det er dog værd at huske på, at sådan et solpanel vil koste mange penge. Kun et solcellemodul (selv de billigste uden en controller, inverter og andre komponenter) med en kapacitet på 10 kW vil koste mindst 300.000 rubler. Derfor kan sådanne batterier betragtes som en ekstra energikilde, men ikke den vigtigste.

Hvis du har brug for et solpanel til at forsyne dit køleskab og dit tv, så er et 500W panel tilstrækkeligt. For eksempel kan du tage to One-Sun 250P polykrystallinske solcellemoduler, som kun vil koste dig 16.500 rubler.

Hvis du aldrig har brugt solpaneler, så anbefaler vi at købe et lille foldepanel med lav effekt til din telefon eller tablet.