Статья опубликована в подразделе Солнечные коллекторы (который является частью раздела Отопительное оборудование).

Как выбрать солнечные батареи для отопления дома

Солнечные батареи как источник энергии работают на основе поглощения и преобразования солнечного света некоторыми кристаллами. Эти кристаллы обладают свойствами полупроводников – в них области с избытком и недостатком электронов физически разделены так называемым p-n переходом. Без внешнего воздействия электроны р-зоны не переходят через запирающий слой. Но световые фотоны несут энергию, которая срывает внешние электроны атома с орбиты и дает им возможность попасть в n-зону. Таким образом, энергия фотонов, из которых состоит световой луч, в толще покрытия панели приводит к возникновению разности потенциалов, а это причина возникновения электрического тока.

Содержание

1

Солнечные батареи – эффективный и бюджетный источник тепла

Достаточно внести в конструкцию электроды, и ток сможет свободно течь и питать электроприборы, или, если подключить аккумуляторные батареи, накапливать электроэнергию в них.

Конструкция солнечной панели

Исторически сложилось, что из всех известных кристаллических полупроводников для производства солнечных панелей чаще всего используют кремний. Во-первых, это очень распространенный элемент. Во-вторых, именно его издавна используют в микроэлектронике, и технологии выращивания кристаллов кремния хорошо отработаны. 2 Солнечная панель в разрезе можно представить в виде пирога, где нижний слой – металлическая пластина, работающая как отрицательный электрод (катод), затем кремний n-типа, вплотную к нему пластина кремния р-типа, затем имеющий решетчатую структуру положительный электрод (анод) и защитное стекло.

Одной солнечной панели для электроснабжения, достаточного для питания мощных тепловых приборов отопления, мало. Поэтому их объединяют в батареи, используя последовательно-параллельное соединение.

к меню ↑

Виды солнечных батарей

Сила тока, сгенерированная световой панелью, зависит от ряда факторов. Это освещенность, от нее зависит количество работающих фотонов.

3

Монокристаллическая солнечная батарея

Площадь поверхности, чем она больше, тем больше поглощенной энергии. Коэффициент полезного действия – очень важная величина, и зависит она от свойств кристаллов, используемых в панели. В продаже имеются солнечные панели на основе:

  • монокристаллического
  • поликристаллического
  • аморфного кремния
4

Поликристаллическая солнечная батарея

Различить их можно по внешнему виду. Монокристаллические панели почти черные, поликристаллические синеватые. Панели из аморфного кремния серые, и очень тонкие, их можно согнуть.

Коэффициент поглощения пластин из монокристаллического кремния заметно выше, чем у других. На практике заявленных 20% КПД даже они практически никогда не имеют. Поликристаллические панели выдают около 10% мощности. Пластины на основе аморфного кремния не только имеют самый низкий коэффициент фотоэлектрического преобразования, но и быстро теряют его в силу высокой чувствительности тонкого слоя кремния к выгоранию.
5

Солнечная батарея на основе аморфного кремния

Их использование целесообразно лишь в районах, где преобладает пасмурная погода, в этих условиях они демонстрируют лучшие показатели, чем другие виды солнечных панелей.

к меню ↑

Как работает солнечная установка

Cолнечные батареи для отопления дома работают как источник электрической энергии, непосредственно тепла они не выделяют. Ток, который получают от батареи, дает возможность запитать электрокалориферы, инфракрасные источники тепла. Как правило, все потребители работают от сети переменного тока, а фотоэлементы солнечных панелей поставляют постоянный ток. Чтобы решить эту проблему, все солнечные батареи для отопления доукомплектовываются инвертором, который преобразовывает постоянное напряжение в переменное. Кроме этого, для успешной зарядки аккумуляторов, которые включаются в цепь для обеспечения ночного питания, нужен контроллер. 7 Схема работы такова: в солнечное время постоянный ток, поступающий от солнечных панелей, преобразовывается инвертором в переменный и поступает к потребителям с напряжением 220 вольт. В ночное время батареи не работают, и источником питания становится аккумулятор, который так же подключен к инвертору.

к меню ↑

Плюсы и минусы солнечных батарей

Желание иметь независимый от централизованного снабжения источник энергии есть у многих. Для того, чтобы ясно представить себе картину использования Солнца в качестве альтернативы, нужно хорошо уяснить все плюсы и минусы такой батареи для отопления дома.


Извечный вопрос, а также решение. Нужно заголовоксливать ли воду из водонагревателя?

Подготавливаетесь к зиме и нужно утепляться? Читайте у нас, как утеплить старое деревянное окно здесь.

Делаем отопление в доме. Подробнее про то, как делается разводка труб отопления в доме смотрим под ссылкой: http://prootoplenie.com/sistemy-otopleniya/chastnyjj-dom/delaem-razvodku-otopleniya-v-chastnom-d.html

Несомненные плюсы:

  • Независимое электро- и теплоснабжение. Даже в населенных пунктах с развитой инфраструктурой необходимо снизить зависимость от общих электрических сетей. В отдалении от цивилизации иметь солнечные батареи, позволяющие освещать и обогревать дом, особенно ценно.
  • Источник бесплатной электроэнергии. Тарифы на электричество постоянно поднимаются, а использование собственного источника энергии дает возможность сэкономить.
  • Долговечность работы. Срок службы солнечных панелей около 40 лет. Со временем КПД панели должен уменьшиться.
  • Экологичность выработки энергии, при ее производстве нет вредных выбросов в атмосферу.

Минусы установки солнечных батарей: Высокая стоимость самих солнечных панелей и сопутствующего оборудования. Стоит рассчитать период окупаемости установки и сравнить его со сроком ее службы. Со временем альтернативная энергетика станет доступнее, и этот минус сойдет на нет. Мощная установка, которая способна обеспечить потребности отопительных приборов, требует большой площади поверхности. С одного квадратного метра площади в условиях полной освещенности можно получить до 120 Втт электроэнергии. Расчет показывает, что для освещения и отопления дома требуется не меньше 20 квадратных метров.

к меню ↑

Стоимость солнечной батареи

Стоимость складывается из цены всех панелей, которые будут включены в установку, и стоимости оборудования. Это аккумулятор, контроллер, препятствующий перезаряду аккумулятора. Кроме этого, понадобится инвертор для преобразования постоянного тока в переменный и реле для переключения режимов.

Панели на основе монокристаллического кремния дороже остальных, но это компенсируется выигрышем в мощности.
к меню ↑

Солнечные коллекторы

Непосредственно в тепло преобразовывают солнечную энергию так называемые коллекторы. Они имеют нагревательные элементы, внутри которых циркулирует жидкость. Через контур теплообменника энергия передается рабочей жидкости, которая аккумулируется в баке.

9

Система отопления на основе солнечного коллектора вакуумного типа

Такие системы отопления уже широко используются в мире. Разработаны два типа коллекторов, плоский и вакуумный. Для использования в зимнее время стоит выбрать вакуумный коллектор, он надежнее сохраняет тепло. Но и плоского коллектора есть преимущество, он обладает большой прочностью и надежностью.

Солнечный коллектор нуждается в меньшей площади, чем установки с солнечными панелями, но требует большого объема рабочей жидкости и аккумулирующего бака.
к меню ↑

Выбор солнечной батареи

Выбор делают, исходя из экономической целесообразности использования батареи того или иного типа в конкретной местности. В районах с мягким климатом, где нередки пасмурные дни, эффективность солнечных панелей для отопления будет низка. Солнечные коллекторы, напротив, все же смогут аккумулировать достаточно тепла. Там, где ясная погода не редкость, и солнечные панели обеспечат достаточное количество электроэнергии.

В общем случае солнечный коллектор для отопления гораздо более эффективен, с его помощью можно использовать не 15, а 90 процентов солнечной энергии.
к меню ↑

Установка солнечной батареи

Существует несколько правил, которые нужно неукоснительно соблюдать.


Устроиство, особенности, достоинства заголовокпечи камины с водяным контуром.

Не знаешь где купить купить радиаторы для отопления? Статья расскажет, где это сделать, читай тут.

Разбираем сухие тэны для водонагревателей. Подробнее под ссылкой: http://prootoplenie.com/otopitelnoe-oborudovanie/vodonagrevateli/suhoy-ten.html

6

Монтаж солнечных батарей

  • Место для солнечных панелей не должно затеняться.
  • К солнечным батареям должен быть обеспечен легкий доступ для мытья и уборки снега.
  • Батареи устанавливаются в наклон. Оптимальный угол наклона в северном полушарии – угол, равный географической широте местности.
  • Батареи ориентируют строго на юг.
  • Монтаж производят на стены зданий, на крыши, на опоры, установленные на земле. В этом случае необходимо предусмотреть достаточное расстояние между панелями, чтобы они не затеняли друг друга. Алюминиевые рамки панелей имеют отверстия для крепежа, и для установки панелей не нужна особая оснастка.
к меню ↑

Итог

8 Солнечная батарея – перспективный и доступный вид альтернативной энергетики. С ее помощью можно заметно сэкономить на электроэнергии и тепле, если принимать в расчет долгое время эксплуатации установки.

к меню ↑

Смотрите видео о солнечных батареях для отопления:

В данном видео вы сможете подробнее ознакомиться с особенностями солнечных батарей.

Добавить комментарий