Прогресс не стоит на месте, каждый день создаются новые технологии, позволяющие менять жизнь к лучшему. Еще два десятилетия назад сложно было представить, что для обогрева и электрификации жилища можно будет использовать энергию солнца, а специальные ИБП для котлов смогут гарантировать бесперебойную работу оборудования, обеспечивая дом резервным питанием. Все больше обладателей загородной недвижимости переходят на инновационные способы получения электричества и тепла при помощи солнечных батарей. Во многих странах (США, Германии, Китае) эта технология широко используется в промышленности. Такая популярность обусловлена огромным количеством положительных качеств данной методики.

Принцип работы и описание

Подобные установки состоят из следующих элементов:

• солнечный модуль (выдает напряжение от 6 до 40 вольт);
• контроллер (обеспечивает переход из одного режима в другой в нужное время);
• аккумуляторы (сохраняют полученную энергию);
• инвентор (преобразует постоянный ток в переменный).

Большая часть модулей, выступающих генератором электричества, изготавливается из кремния, который является полупроводником. Для личного пользования достаточно напряжения в 12-18 вольт, элементы, рассчитанные на 24 вольта и выше, применяются только в больших помещениях. Принцип их работы основан на фотоэлектрических реакциях и выработке тока по закону эмиссии нагретых тел. Таким образом, подпитывается аккумулятор, затем энергия попадает на инвентор, который обеспечивает питание нужных приборов.

Гибкие солнечные элементы

Они изготавливаются из аморфного кремния и других веществ, обладающих подобными свойствами (теллурида кадмия, деселенида галлия-меди-индия, синтетических составов с органическими примесями). Для увеличения производительности используется многослойная структура, позволяющая отражать и преобразовывать свет несколько раз. Прочность таких панелей достаточно высока: их можно сгибать и сворачивать. При этом они имеют небольшую толщину и характерный темный оттенок. Их особенностью является необходимость расположения на достаточно большой площади.

Преимущества:

• Способность вырабатывать электричество даже при существенной облачности (эффективность работы снижается всего на 20%).
• Более полное усвоение и переработка энергии по сравнению с установками других типов.
• Небольшая стоимость.
• Устойчивость к воздействию пыли и других мелких частиц.
• Легкий вес.
• Простота транспортировки и установки (даже на неровных поверхностях).

В Южной Корее была создана новейшая методика изготовления, позволяющая увеличить эффективность работы модуля в 3 раза и при этом снизить стоимость. Благодаря использованию нескольких цветных слоев из наногранул диоксида титана установка способна накапливать свет в трех наиболее активных длинах.

Монокристаллические батареи

Они состоят из кремниевых фотоэлементов и включают в себя очень большое количество силиконовых ячеек единой направленности, выступающих преобразователями солнечной энергии. Данное оборудование способно показать очень высокий КПД, но в облачную погоду его эффективность существенно снижается. Поэтому установка монокристаллического модуля производится на крыше дома, где батарея сможет работать как на солнечной стороне, так и на теневой. Важно обеспечивать чистоту поверхности, иначе производительность прибора может упасть. Батареи отличаются глубоким черным оттенком и скошенными углами панелей, что обусловлено особенностями их изготовления.

Преимущества:

• Небольшой вес и компактные габариты.
• Долгий срок эксплуатации.
• Простота установки и гибкость конструкции.
• КПД до 22%.
• Идеально подходит для южных широт.
• Не боится влаги, что делает возможным использование на водных судах.

Поликристаллические панели

Внешне такие батареи отличаются глубоким синим оттенком и разнообразными формами ячеек разной направленности. Они состоят из фотоэлементов, полученных из поликристаллического кремния. В их изготовлении применяется технология получения кристаллов в слитке, вследствие чего электротехнические показатели данных батарей будут лучше, чем у вышеперечисленных. Для их производства может использоваться вторичное сырье, что несколько снижает себестоимость.

Преимущества:

• Высокие показатели работы при рассеянном свете (подходит для пасмурной погоды).
• Прочность и износостойкость (благодаря неоднородной структуре их легко чистить, не боясь повреждений).
• Меньшая себестоимость по сравнению с монокристаллическими модулями.
• Простота установки и эксплуатации.

Гибридные солнечные батареи

Данный вид оборудования считается перспективной альтернативой кремниевым панелям. Это пленка, состоящая из полимерного напыления, алюминиевых проводников и защитного слоя. Она имеет небольшой вес, гибкость, высокую способность к скручиванию. При относительно небольшом КПД в 4-6% бюджетная стоимость и простота эксплуатации повышает ее популярность. Особенность в том, что в ее составе присутствует как аморфный кремний, так и монокристаллы. Установка отлично работает с рассеянным светом, что делает ее удобной для использования в районах с частой облачностью.

Солнечные панели как источники отопления

Такие батареи отличаются конструктивными особенностями. Принцип их работы заключается в преобразовании энергии солнца в тепло (их можно назвать солнечными коллекторами). Особенно выгодно применять эту технологию в районах с большим количеством теплых, ясных дней, так как затраты на покупку и монтаж панелей окупятся менее, чем за 5 лет. При этом срок эксплуатации оборудования при надлежащем обращении приближается к 30-ти годам. Такие системы отопления не работают автономно, требуется бесперебойное питание для газового котла или электронагреватель.

Преимущества применения технологии:

• Экономия на оплате коммунальных услуг.
• Уменьшение расхода горячей воды (особенно в летнее время).
• Возможность применения для обогрева различных построек (как жилых домов, так и предприятий).
• Безопасность для окружающей среды (нет вредных выбросов).

Солнечные панели для электрификации дома

Для работы небольших бытовых приборов достаточно постоянного тока в 12-24 В, но большинству требуется переменный ток с напряжением в 220 В. Поэтому важно использовать дополнительное оборудование, которое позволит получить максимальный эффект от работы батарей.

Преимущества применения технологии:

• Работа без топлива. Расходы ограничиваются покупкой и монтажом оборудования. Оно не требует специального ухода, кроме периодического протирания пыли. Установка панелей с наклоном в 70 градусов препятствует скоплению снега зимой.
• Непрерывный процесс. Аккумулирование энергии обеспечивает подачу электричества в любое время суток. Прибор не нужно включать и выключать, переход из одного режима в другой осуществляется автоматически.
• Отсутствие шума.
• Большой срок эксплуатации. Панели рассчитаны на бесперебойную работу в течение 25 лет, затем эффективность работы немного снижается (80% от начальной мощности в последующие 20 лет). При этом крайне мала вероятность износа или поломки каких-либо частей.
• Надежность. Облачность может снизить КПД батареи, но даже в этом случае электричество будет подаваться.
• Доступность (солнечный свет есть в любой точке земного шара).
• Возможность установки независимо от качества рельефа, погодных условий, размеров участка. Достаточно найти местность без тени и обратить панель в южную сторону.
• Нет необходимости в получении разрешений.

Особенно выгодно использование солнечных батарей при следующих обстоятельствах:

• Сооружение не подключено к общей электрической сети из-за высокой стоимости или удаленности объекта.
• Высокие тарифы на оплату энергии в существующем подключении.
• Низкое напряжение, недостаточная мощность и частые отключения питания от общей сети.
• Нет необходимости в использовании большого количества электроэнергии.

Сегодня все больше людей отдают предпочтение такому оборудованию, положительно отзываются о его работе. Эта технология позволяет экономить на постоянно растущих ценах на коммунальные услуги. Ее используют как для домашнего отопления и подачи электричества, так и в промышленных масштабах. Технологии производства совершенствуются, не исключено, что в скором будущем человечество будет использовать солнечные панели повсеместно.