Як розрахувати потужність сонячних батарей для будинку
Невисокий ККД сонячних батарей – один з основних недоліків сучасних геліосистем. На сьогоднішній день один квадратний метр фотоелемента здатний виробляти близько 15-20 % від потужності падаючого на нього випромінювання.
Така вироблення вимагає встановлення батарей великих розмірів для повноцінного електропостачання. Більше того, щоб досягти необхідної вихідної напруги, панелі з'єднуються між собою послідовно або паралельно. Їх площа при цьому може досягати від декількох квадратних метрів.
ККД сонячних панелей залежить від цілого ряду причин:
- матеріал фотоелемента;
- щільність сонячного потоку;
- пору року;
- температура;
- та ін
Давайте детальніше поговоримо про кожному факторі.
Матеріал фотоелемента
Види сонячних батарейСолнечные перетворювачі поділяються на три види, залежно від методу освіти атома кремнію:
- полікристалічні;
- монокристалічні;
- панелі з аморфного кремнію.
Полікристалічні панелі виготовлені з чистого кремнію і відрізняються порівняно високим ККД – 14-17%.
Монокристалічні панелі менш ефективні у перетворенні сонячної енергії. Їх коефіцієнт корисної дії близько 10-12 %. Але невисокі енерговитрати на виготовлення таких перетворювачів робить їх більш доступними.
Панелі з аморфного кремнію (або тонкоплівкові) прості і недорогі у виробництві, як наслідок, доступні за ціною. Проте, ефективність їх значно нижче, ніж у попередніх двох видів – 5-6%. До того ж елементи тонкоплівкових перетворювачів з кремнію з часом втрачають свої властивості.
Тонкоплівкові батареї виготовляють з нанесенням частинок міді, індію, галію та селену. Це трохи збільшує їх продуктивність.
Робота в будь-яку погоду
Графік залежності потужності від погодних условийДанный показник залежить від географічного розташування панелі: чим ближче до екватора, тим вище щільність сонячного випромінювання.
Взимку продуктивність фотоелементів може знизитися від 2 до 8 разів. Це пояснюється, насамперед, скупченням на них снігу, скороченням тривалості та кількості сонячних днів.
Важливо пам'ятати: у зимовий час стежити за нахилом панелей оскільки сонце знаходиться нижче звичайного.Умови ефективної роботи
Щоб батарея працювала ефективно, потрібно врахувати кілька нюансів:
- кут нахилу батареї до сонця;
- температуру;
- відсутність тіні.
Кут між робочою поверхнею перетворювача і сонячними променями повинен бути близький до прямого. У такому випадку ефективність фотоелементів при інших рівних умовах буде максимальна. Щоб збільшити ККД додатково до них встановлюють систему стеження за сонцем, яка змінює нахил відносно положення світила. Але таке зустрічається нечасто через дорожнечу обладнання.
В процесі роботи багато батареї нагріваються, що погано позначається на якості перетворення енергії сонця в електричну. Щоб уникнути втрат необхідно залишати простір між пристроєм і опорною поверхнею. Це дозволить потоку повітря вільно проходити і охолоджувати перетворювачі.
ККД фотоелементів безпосередньо залежить від кількості потрапляє на них сонячного світла. дуже важливо передбачити правильний монтаж перетворювачів з повною відсутністю тіней, падаючих на робочу поверхню. У противному випадку може постраждати ефективність всієї системи в цілому. Як правило, батареї встановлюються з південної сторони.
Є батареї з 40% ккд, про них дивіться у наступному відео:
