Солнечные батареи для дома

Одно из возможных решений энергетической проблемы в загородных условиях в наше дорогостоящее время – солнечные батареи для дома. Это самостоятельный источник, работающий на солнечной радиации. Будучи установленными один раз, батареи долгое время снабжают электричеством домашнюю сеть, практически не нуждаясь в уходе и не требуя дополнительных материальных затрат.


Батарея – источник экологически чистой энергии: не требует горючего, не производит выхлопов. Основные недостатки, из-за которых устройства до сих пор используются не повсеместно, а выборочно – высокая цена оборудования и прямая зависимость от интенсивности солнечного излучения.


Совет: монтаж солнечной мини-электростанции технически не сложен. Хватит базовых навыков установки электрических устройств. Но все равно затея обойдется дорого за счет цены самого оборудования.

Устройство батарей


Основа устройства солнечной батареи – кристаллы кремния. Кремний – элемент с высокими температурами плавления (1415 градусов) и кипения (2360). Кристаллическая решетка алмазная. Электропроводность варьируется в большом диапазоне в зависимости от количества и состава примесей.


При изготовлении фотоэлементов из кремниевого расплава выращивают крупные монокристаллы, которые потом режут на тонкие прямоугольные пластины. Обе поверхности пластин оснащают электродами из металла и токовыми выводами. Пластины соединяются друг с другом последовательно или параллельно и образуют солнечную батарею.


Батарею размещают на самом освещенном участке (часто на крыше). Она поглощает солнечные лучи и преобразует их энергию в поток электронов. Получившийся ток поступает в аккумуляторы (его собственная интенсивность недостаточна для обслуживания, например, стандартной сети на 220 В). Система состоит из самой батареи, аккумулятора и инвертора (преобразователя тока под необходимые цели).


КПД, мощность


Производительность батареи зависит от типа и модели.

Наиболее эффективными сегодня являются монокристаллические элементы, их КПД до 18%. Они же самые долговечные, до 50 лет работы.

Батареи на основе мультикристаллического кремния дешевле первой разновидности. Здесь технология подразумевает не постепенное выращивание кристалла, а произвольную сборку пластины из частей разных решеток. КПД до 15 %, срок эксплуатации до 25 лет.

Самые дешевые – гибкие батареи, рабочий элемент которых – аморфный кремний. Они обеспечивают КПД не более 10 % и служат не дольше 10 лет.


Соответственно мощность устройства снижается от первого типа к третьему. Либо растет необходимая рабочая площадь элемента. Для производства одной и той же мощности (допустим, 24 вольта 200 ватт) требуется монокристаллическая панель величиной в один метр квадратный, поликристаллическая – метр с четвертью, аморфная – больше двух.


Цена


Самая дешевая батарея на монокристаллах обойдется в сумму от 5 тысяч рублей и больше, в зависимости от площади (маленькая – приблизительно полметра на полметра) и мощности (от 30 ватт при напряжении 12 вольт).


Поликристаллическая с аналогичными характеристиками – от четырех тысяч.


Гибкие батареи для домашних сетей обычно не используются. Зато они широко зарекомендовали себя в мобильном применении. Их можно нашить на одежду, рюкзак, сумку. Исправно служат для зарядки сотовых телефонов и других портативных устройств, подходят для эксплуатации на пикнике, на рыбалке, спортивном мероприятии, для устройства садового освещения. Компактная модель от трех ватт обойдется в сумму от трех тысяч.