CC BY
213СОЛНЕЧНЫЕ БАТАРЕИ - РЕАЛЬНОСТЬ ИЛИ ФАНТАСТИКА?
12 3
Анахин Н.Ю. , Грошев Н.Г. , Оноприйчук Д.А.
1Анахин Николай Юрьевич - студент;
2Грошев Николай Геннадьевич - студент;
3Оноприйчук Денис Алексеевич - студент, кафедра строительных конструкций и материалов, Архитектурно-строительный институт, Россия Орловский государственный университет им. И.С. Тургенева, г. Орёл
Аннотация: в статье рассмотрены преимущества солнечных батарей, их разновидности, где и как правильно устанавливать, а также, есть ли вообще выгода в использовании современных технологий.
Ключевые слова: солнечные батареи, выгода, излучение, электрический ток, современные изобретения.
Совсем недавно сама мысль о бесплатной электроэнергии казалась фантастической. Однако технологии не стоят на месте, и альтернативная энергетика завоевывает все больше поклонников. Солнечные батареи являются действительно эффективным источником электроэнергии при соответствующих условиях. Итак, что же это за условия и насколько эффективны солнечные батареи могут быть в нашем климатическом поясе?
Область применения: солнечные батареи могут использоваться для обеспечения электрической энергией загородных домов, коттеджей и дачных поселков. Мобильные дома, а также постройки, расположенные вдали от основных линий электропередач. Одним словом везде, где есть место для установки панелей, и имеется потребность в дополнительном источнике энергии [1].
Что такое солнечная батарея? Солнечная батарея представляет собой многочисленные фотоэлектрические преобразователи, соединенных между собой в единую систему. Они превращают солнечную энергию в электрический ток. Современные батареи могут достигать 40% эффективности. Однако для этого нужны соответствующие условия. Как правило, имеет смысл устанавливать данные системы в районах, где большую часть года составляют солнечные дни. К тому же, стоит также учитывать и географическую широту, на которой расположен ваш дом, т.к. при приближении к полюсам солнечный луч теряет часть своей мощности. Вместе с тем, если в зимний период в вашем регионе много солнечных дней, то солнечные батареи могут существенно снизить потребление электроэнергии из городской сети [2].
Виды солнечных батарей: солнечные батареи подразделяются на три больших семейства:
1) Тонкопленочные солнечные батареи - состоят из натянутых пленок, которые легко можно установить в любое удобное место. Не боятся пыли и могут работать даже в неблагоприятных условиях. В облачную погоду их эффективность снижается на 20%. Недорогие, но требуют большой площади для установки.
2) Монокристаллические батареи - изготавливаются из большого количества индивидуальных ячеек, которые заливаются силиконом. Благодаря такой гидроизоляции они эффективно применяются в судоходстве. Монокристаллические батареи имеют относительно небольшую массу, компактны в размерах. Их отличает гибкость, малый вес, компактность, надежность и долговечность. Просты в монтаже и зависят от прямых солнечных лучей. При этом даже легкая облачность может привести к прекращению выработки энергии.
3) Поликристаллические солнечные батареи - в ячейках находятся кристаллы, направленные в разные стороны. Это позволяет улавливать рассеянный свет и меньше
зависеть от прямого освещения. Эти батареи нам наиболее знакомы по иллюстрациям. Они выпускаются в виде панелей благородного синего цвета. При этом они несколько дешевле, чем монокристаллические модели. Их успешно используют для освещения домов, административных зданий и даже улиц.
Почему именно солнечные батареи?
1. Солнце есть практически везде. Пока есть доступ к солнечному освещению, электроэнергия может быть получена при помощи данных устройств.
2. Автономность. Нет надобности в подключении к централизованной системе электроснабжения. Соответственно, можно снизить общие расходы на содержание дома. Нет нужды зависеть от ценовой политики местных энергетических магнатов.
3. Когда нужно подводить электрокабель в отдаленные деревни и фермы, порой намного дешевле установить солнечные батареи.
4. Экологичность. Это основное преимущество данной технологии. Нет нужды использовать ископаемые ресурсы, которые, как известно, не возобновляются.
5. Отсутствие лицензирования. Пока государство еще не приняло решение об обязательном лицензировании получения электроэнергии благодаря фотоэлементам, этим можно воспользоваться.
Можно ли использовать солнечные батареи в частном секторе? Солнечные батареи с успехом могут использоваться не только в промышленных масштабах, но и в частном домостроении. Благодаря тому, что отечественная промышленность начинает выпускать продукцию, цены на нее значительно ниже их западных аналогов. С течением времени стоимость установок снижается, становясь более доступной для широкого круга покупателей. Производители обычно предлагают продукцию, рассчитанную на 25-летний срок эксплуатации [3].
Насколько оправдано использование солнечных батарей для частного дома? Теперь подсчитайте количество солнечных дней в вашей местности. Разделите стоимость оборудования на 25 лет и подсчитанные солнечные дни в году. И вы увидите, стоит ли использовать в вашем случае данные установки. Кроме того, учтите площадь, необходимую для получения 1 кВт электроэнергии для вашего региона. Это можно узнать достаточно легко у продавцов-консультантов, предлагающих солнечные батареи. Также учтите и период наиболее активного солнечного излучения. Как правило, в наших широтах это летний период времени. Теперь подумайте, для каких целей вам нужно электричество в этот период. Вот с освещением солнечная батарея вполне поможет вам справиться. Чего не рассказывают рекламные проспекты - так это то, что вам придется регулярно менять аккумуляторы. И даже самая эффективная установка на фотоэлементах поставляет электричество сначала в аккумуляторы, а уже потом в систему электроснабжения дома. Зная срок службы обычных автомобильных аккумуляторов и их стоимость, а также их емкость, можно узнать, во сколько обойдется техобслуживание солнечных батарей. А более эффективные специализированные энергонакопители будут стоить значительно дороже и в итоге обойдутся вам никак не дешевле. Также нужно учитывать и КПД предлагаемых на вашей территории моделей. Далеко не все из них могут действительно эффективно работать в условиях русского климата. Хоть реклама и говорит о том, что поверхность батарей не боится пыли, все же всем понятно, что покрытая пылью батарея будет работать гораздо менее эффективно. А срок службы ее элементов от этого не продлится. Поэтому нужно позаботиться о своевременной регулярной чистке поверхности панели. Кроме того, в жаркую погоду электроника может отказываться работать. В настоящее время пока данные технологии доступны не всем слоям общества. Однако современные тенденции позволяют говорить о том, что в скором будущем существующие недостатки будут устранены, а светлые головы ученых мужей придумают новые способы производства более дешевых моделей, которые будут доступны каждому желающему[ 3].
Можно ли использовать солнечные батареи для частного дома? Одним из преимуществ собственного дома является возможность его модификации. В том числе и источниками альтернативной энергии. Солнечные батареи для частного дома - наилучший на данный момент способ обеспечить себя экологичным электричеством.
Где крепить? Крыша. Закрепление солнечных батарей на крыше - очевидное, но не всегда лучшее решение для частного дома. Направленный на юг скат крыши действительно обеспечивает наилучший результат из стационарных способов крепления солнечных батарей, но на этом варианты не ограничиваются. При таком закреплении скат крыши должен быть на ЮГ Стены. Если стена «смотрит» на юг -она отлично подходит для размещения на ней солнечных батарей. Не размещайте солнечные панели в этих местах. Желательно также использовать южную стену. Не стоит ставить панели на восточной или западной стенах. Таким образом, в самый интенсивный период светового дня вы будете получать на свои панели только косые лучи, что значительно снижает эффективность системы. Солнечная энергия вырабатывается не постоянно. В пиковые часы её может быть переизбыток, а с наступлением сумерек её выработка прекращается вовсе [2].
Выгодны ли солнечные батареи для частного дома? В западных странах мода на солнечную энергетику продиктована больше заботой об экологии, чем поиском экономической выгоды. У нас реалии несколько иные. При сохранении нынешних цен на поставляемое электричество, система из солнечных батарей, собранная своими руками для одного частного дома и семьи из 4 х человек, полностью окупается за 4 -5 лет. При этом срок службы фотоэлементов - составляет 20-25 лет, а вот аккумуляторы придется менять через 5-7 лет в зависимости от качества батарей. Пока нигде в мире (и Россия не исключение) не наблюдается снижения цен на поставляемое электричество, поэтому за срок службы фотоэлементов в солнечной панели, система успеет окупиться как минимум 4-5 раз.
Комплектация солнечной батареи своими руками:
1. Солнечные батареи;
2. Контроллер зарядки аккумуляторов;
3. Аккумуляторы. Выбор типа аккумулятора является наиболее сложной задачей и самой дорогой частью всей системы;
4. Инвертер. Преобразует постоянный ток в переменный, напряжением 220В. Указанные элементы являются основой изготовления автономной энергетической
системы своими руками на солнечных батареях.
При желании и возможностях вы можете самостоятельно рассчитывать и увеличивать возможности автономной энергетической системы на солнечных батареях в вашем доме. Данная статья поможет взять старт и больше изучить вопрос возможности получения альтернативной энергии и создания системы своими силами.
Список литературы
1. Автономный дом. [Электронный ресурс] /. Электрон. журн. Режим доступа: https://avtonomny-dom.ru/ekonomiya-elektroenergii/svetovyie-batarei.html, свободный/ (дата обращения: 22.11.2018).
2. TeploGuru. [Электронный ресурс] / Электрон. журн. Режим доступа: https://teplo.guru/eko/solnechnyie-batarei-novogo-pokoleniya.html, свободный/ (дата обращения: 22.11.2018).
3. Рготр1асе. [Электронный ресурс] / Электрон. журн. Режим доступа: https://promplace.ru/articles/proizvodstvo-i-primenenie-solnechnih-batarej-52, свободный/ (дата обращения: 22.11.2018).
