Меню

Работают ли солнечные батареи от электрического света



Вопрос-ответ

В данном разделе постараемся давать ответы на наиболее популярные вопросы потенциальных покупателей и просто людей интересующихся. Разумеется, полностью все охватить здесь невозможно, и если Вы не нашли ответа на интересующий Ваш вопрос, то Вы можете задать нам его — для этого просто свяжитесь с нами или отправьте его через форму обратной связи в конце этой страницы.

В: Как работают солнечные батареи в пасмурную погоду и при отсутствии прямого солнечного света?
О: Самое первое, что необходимо понять для себя — это то, что для работы солнечным батареям не обязателен прямой солнечный свет, главное наличие дневного света как такового, в т.ч. это может быть рассеянный свет при затянутом тучами небе. Естественно, вырабатываемое количество энергии в зависимости от плотности туч и облаков снижается. Если это легкие летние облака, частично или периодически закрывающие солнце, выработка может снизиться примерно в 2-5 раз. Если это совершенно «глухая» пасмурность, например, осеннее небо средней полосы России, то падение может составлять и до 10-20 раз. Если небо совершенно «черное» и идет дождь, то количество вырабатываемой энергии крайне мало и им практически можно пренебречь.

В: Бывают ли солнечные батареи, работающие ночью при луне или от искусственных источников освещения (от лампы/прожектора)?
О: Если кратко, то нет — это все домыслы из области фантастики. Иллюстрируется это очень просто — например, если посмотреть показания люксметра (прибор для измерения освещенности) вечером при искусственном освещении в помещении, то увидим цифры порядка 300-400 Люкс (такие нормы должны соблюдаться по СНиП, хотя зачастую показатели бывают гораздо худшими). Если же тем же люксметром произвести измерения на улице, на солнечном свету — то показания могут составлять несколько сотен тысяч Люкс (приборы с диапазоном до 100.000 Люкс просто зашкаливает). Про луну и говорить нечего — для ориентировки, нормы для искуственного вечернего/ночного уличного освещения составляют 5-30 Люкс. Как вы можете видеть, разница составляет не один порядок и ответ становится очевиден. Можно привести другой пример — если вы осветите солнечный модуль ярким источником света, например, автомобильными фарами, то да, будет вырабатываться небольшое количество энергии (максимум считанные ватты), но оно совершенно несопоставимо с затрачиваемым количеством энергии (типовая мощность одной лампы в автомобильной фаре — 55 Вт). Как бы мы того не хотели, но вечных двигателей в природе не существует.

В: Могут ли солнечные батареи иметь выработку больше номинальной мощности? И наоборот, когда их выработка будет минимальной?
О: Да, превышение номинала бывает, когда солнечные батареи работают на прямом солнечном свету при отрицательной температуре (зимой), если, конечно, их поверхность очищена от грязи и снега и они установлены под «крутым» углом и их положение близко в перпендикулярному по отношению к падающим солнечным лучам. Это отнюдь не означает, что зимой солнечные батареи вырабатывают больше энергии, т.к. количество солнечных часов в зимние месяцы (особенно в декабрь и январь) очень мало по сравнению с летними месяцами. Таким образом, средемесячная выработка в самые худшие зимние месяцы, в зависимости от угла наклона солнечных панелей, может сократиться по сравнению с летними месяцами от 5 до 15 раз. Таковы реалии городов и регионов средней полосы России, примерно находящихся на широте Москва — Нижний Новгород — Казань — Чебоксары — Екатеринбург. Для южных областей России диспропорция не так велика благодаря более мягкой зиме и более высокой среднегодовой температуре, что, в свою очередь, обусловлено более близким расположением к экватору — число солнечных дней в году здесь может быть больше вплоть до 2-2,5 раз.

В: Какова максимальная мощность и размер/вес солнечной батареи?
О: По состоянию на 2017 год, максимальная мощность кристаллических солнечных батарей из массовых моделей, продаваемых на российском рынке, составляет 340 Вт. Размер солнечных модулей максимальной мощности 1х2 метра, площадь соответственно 2 кв.м. Вес самых мощных солнечных батарей 300-340 Вт — 22-25 кг. Для сравнения, солнечная панель мощностью 100 Вт имеет размер 100х66 см и вес около 9 кг. Что касается модулей на основе аморфной технологии, то практически все они имеют размер 110х130 см, вес порядка 25 кг и мощность, в большинстве случаев, 110-130 Вт. И для всех типов модулей, само собой, для увеличения мощности Вы можете объединять в систему сколько угодно солнечных батарей.

В: Что лучше — поликристаллические или монокристаллические солнечные батареи?
О: Вы можете найти много информации по данному вопросу, и чем больше прочтете, тем больше запутаетесь. Не мудрствуя лукаво, скажем, что разница в среднегодовой выработке энергии между солнечными батареями одинаковой мощности двух этих типов составляет не более 5%, притом в различных случаях, например, в зависимости от производителя, преимущество может быть и у того, и у другого типа. Но с учетом того, что поликристаллические модули дешевле, их приобретают чаще. Наша рекомендация — если Вы планируете получать большую часть электроэнергии в «летний» сезон, когда много солнца — монокристалл покажет себя эффективнее, если у Вас круглогодичное использование и не самый солнечный климат (как, например, в средней полосе России), то берите поликристалл, еще и сэкономите.

Читайте также:  Дальность освещения фарами ближнего света

В: У меня дом площадью 50 (100, 200. ) кв.м. Пожалуйста, рассчитайте мне комплект солнечных батарей.
О: Солнечные системы по жилплощади не считаются. Необходимая мощность солнечных батарей рассчитывается исходя из параметров Вашей нагрузки (потребляемая мощность имеющихся электроприборов) и режима их работы. Конечно же, бывают так называемые «готовые комплекты», но в большинстве случаев — это зло, всегда просите сделать для Вас индивидуальный расчет.

В: Я подумываю использовать солнечные батареи для отопления. Отопление у меня электрическое. Что посоветуете?
О: Посоветуем не задумываться об использовании солнечных батарей в целях электрического отопления — это очень дорого и экономически совершенно нецелесообразно. Способ отопления в холодное время года с солнечными батареями должен быть другой — с помощью газа, твердотопливных котлов и т.д. Снабжать электроэнергией от солнечных батарей всю остальную нагрузку в Вашем доме — да, это можно, но только не электрическое отопление.

В: Как быстро окупаются солнечные батареи?
О: Этот вопрос совсем неоднозначен и не имеет очевидного ответа. Перечислим несколько причин, которые прямо влияют на окупаемость:
— в различных регионах своя стоимость электроэнергии за кВт*ч;
— размер ежегодного роста тарифа на электроэнергию;
— в любой солнечной системе, кроме собственно солнечных батарей, присутствуют элементы силовой электроники (инвертор того или иного типа), а также в подавляющем большинстве случаев контроллер заряда (иногда несколько) и аккумуляторы;
— используете ли Вы их круглый год или только в «летний» сезон, а также следите ли за чистотой поверхности (очистка от снега после сильных снегопадов, изредка от пыли/грязи/птичьего помета и т.п.).
Обобщая, можно сказать, что срок опупаемости солнечных систем составляет, как правило, не менее 10 лет. Это не касается сравнения с электроснабжением от топливных генераторов — в таком случае солнечные батареи окупаются гораздо быстрее, за 2-3 сезона, а зачастую и меньше.

В: Могу ли я заряжать аккумулятор напрямую от солнечной батареи, без контроллера заряда?
О: Можете — на свой страх и риск — но ничего хорошего из этого не выйдет. Аккумулятор долго не проживет, а то и того гляди, вовсе выйдет из строя или взорвется. В комплектуемых нами системах контроллер заряда всегда присутствует. Бывают, конечно, случаи, когда нагрузку питают напрямую от солнечной батареи, например, некоторые низковольтные циркуляционные насосы или ленту светодиодную «через резистор», но надо иметь в виду — как будет солнышко светить, так будет и нагрузка работать.

В: Я хочу на дачу газонокосилку купить электрическую и чтобы она питалась от солнечной батареи. То есть, я допустим хожу, стригу газон с газонокосилкой, на которой размещена солнечная батарея, и она ее полностью снабжает электричеством.
О: Мощность газонокосилки, в среднем, 1-1,5 квт, и чтобы обеспечить ее работу в солнечную погоду, понадобится не менее 10 кв. м. солнечных панелей. Разумеется, о мобильности такой установки и речи не идет. Кроме того, солнечные модули выдают постоянный ток. Газонокосилку с таким питанием Вы, наиболее вероятно, попросту не найдете. Запросы такого рода совершенно не соответствуют специфике применения солнечных батарей.

Источник

Можно ли зарядить солнечную батарею без солнца

Каков принцип работы солнечной батареи? Полнофункциональное устройство, преобразовывающее солнечную энергию в электричество, состоит из трех элементов: фотоэлектрический элемент, контроллер заряда и аккумуляторная батарея (далее — АКБ). Для передачи нужного напряжения и силы тока на батарею, как правило, используются ШИМ-контроллеры заряда, которые помогают снизить нагрузку на батарею и продлить срок эксплуатации, благодаря уникальным алгоритмам контроля силы тока и напряжения при различных уровнях заряда АКБ.

Солнечный свет — основной источник энергии, обеспечивающий работу солнечной панели. Но извлечь энергию возможно и без солнца. Дело в том, что любой свет является источником энергии для фотоэлектрического элемента (солнечной панели). Другой вопрос — будет ли эффективен этот источник света для ваших целей?

Зарядка солнечной батареи в пасмурный день

Хоть и не видно солнца в пасмурную погоду, но электроэнергию солнечная панель выдавать будет. Облака — это не плотная штора, которой можно полностью перекрыть солнечный свет, поэтому часть лучей попадет на панель, и та сможет производить электроэнергию, необходимую для зарядки аккумуляторной батареи, хоть и не в таком объеме, как в безоблачный день. Количество получаемой энергии будет зависеть от площади солнечных панелей: чем больше площадь — тем больше электроэнергии вы сможете получать.

Читайте также:  Отключение пакета вокруг света

Еще один способ повысить эффективность солнечных батарей в облачную погоду — это использование контроллеров заряда МРРТ. Они увеличивают мощность системы при низком уровне освещенности или наличии облаков. MPPT-контроллеры сравнивают выдаваемое солнечными панелями напряжение и силу тока, уровень заряда АКБ и согласно заданному алгоритму выдают оптимальное соотношение напряжения/силы тока для зарядки батареи, которое может отличаться от номинального. Использование MMPT-контроллеров предпочтительней, чем применение ШИМ-контроллеров, так как с их помощью можно добиться большей мощности системы при условии недостатка прямого солнечного излучения.

Дополнительно стоит обратить внимание на чистоту солнечных панелей. Если панели загрязнены пылью, которую могло прибить дождем или нанести ветром, часть лучей будет отражаться от панели и соответственно количество получаемой энергии уменьшится. Для максимальной отдачи солнечные панели должны быть чистые. Варианты их очистки следует предусмотреть заранее, особенно если в вашем регионе снежные зимы. Покрытая снегом солнечная панель не будет производить электроэнергию.

Зарядка солнечных батарей от других источников света

Теоретически можно получать электроэнергию, направив искусственный источник света на солнечную панель. Например, направив луч прожектора с соседнего участка на ваши солнечные панели, вы получите небольшой всплеск активности фотоэлектрического элемента, но количество электричества, сгенерированного этим способом, будет ничтожно малым, его мощности вряд ли хватит, чтобы подзарядить телефон.

Но если вы в походе, у вас с собой есть портативное зарядное устройство и требуется немного зарядить какую-нибудь портативную технику, тут вам могут помочь все подручные средства, вплоть до разведения огня и зарядки телефона от света пламени. Конечно, способ сомнительный, но в ограниченных условиях, возможно, и будет неплохим подспорьем. Единственное, вам нужно расположить портативную солнечную панель на таком расстоянии от огня, чтобы она могла получать максимальное количество производимого света и не повредиться от теплового излучения костра. И возможно, поддерживая огонь продолжительное время, вам удастся хоть немного подзарядить ваше устройство.

Таким образом, для зарядки солнечных батарей можно использовать абсолютно любой источник света. Другое дело — хватит ли мощности источника для обеспечения ваших потребностей. В любом случае перед покупкой систем солнечных батарей настоятельно рекомендуется получить исчерпывающую консультацию у специалистов. А при проектировании системы — предусмотреть достаточный запас площади солнечных панелей для генерирования электроэнергии в сложных погодных условиях.

Источник

Влияние препятствий солнечным лучам на выработку энергии солнечными панелями

Солнечный свет проходит свой путь от Солнца до Земли по прямой линии. Когда он достигает атмосферы, часть свет а преломляется, а часть достигает земли по прямой линии. Другая часть света поглощается атмосферой. Преломлённый свет — это то, что обычно называется диффузной радиацией, или рассеянным светом. Та часть солнечного света, которая достигает поверхности земли без рассеяния или поглощения — это прямая радиация. Прямая радиация — наиболее интенсивная.

Солнечные модули производят электричество даже когда нет прямого солнечного света. Поэтому, даже при облачной погоде фотоэлектрическая система будет производить электричество. Однако, наилучшие условия для генерации электроэнергии будут при ярком солнце и при ориентации панелей перпендикулярно солнечному свету. Для местностей северного полушария панели должны быть ориентированы на юг, для стран южного полушария — на север.

Влияние различных световых условий на выработку фотоэлектрических модулей (в % от полной мощности)

Условие % от «полного» солнца
Яркое солнце — панели расположены перпендикулярно солнечным лучам 100%
Легкая облачность 60-80%
Пасмурная погода 20-30%
За оконным стеклом, один слой, стекло и модуль перпендикулярны солнечным лучам 91%
За оконным стеклом, 2 слоя, стекло и модуль перпендикулярны солнечным лучам 84%
За оконным стеклом, один слой, стекло и модуль под углом 45° солнечным лучам 64%
Искусственный свет в офисе, на поверхности письменного стола 0.4%
Искусственный свет внутри яркого помещения (например, магазин) 1.3%
Искусственный свет внутри жилого помещения 0.2%

Солнечные батареи в пасмурную погоду работают далеко не так хорошо, как в солнечную. Вырабатываемое солнечным элементом напряжение зависит от падающего на него светового потока, а именно: напряжение с ростом освещенности возрастает лишь до определенного предела, а дальше уже не растет. Для кремниевого элемента это напряжение составляет 0,6 В, и для повышения напряжения солнечной батареи (панели) элементы соединяют последовательно. Так, для заряда автомобильного аккумулятора номинальным напряжением 12 В необходима батарея из соединенных последовательно 36 элементов с общим напряжением холостого хода 36 х 0,6 = 21,6 (В).

Зачем солнечной батарее нужен запас по напряжению? Запас по напряжению обеспечивает заряд аккумулятора при падении светового потока в пасмурную погоду или заходе солнца за облака и вследствие наличия у солнечного элемента внутреннего сопротивления, снижающего напряжение на выходе при подключении нагрузки, а также для обеспечения зарядки аккумулятора до требуемых 14,4 В. Кроме того, элемент выдает максимальную мощность при нагрузке, обеспечивающей просадку напряжения до 0,47-0,5 В, и при оптимальной нагрузке батарея из 36 элементов выдает напряжение 17-18 В.

Читайте также:  Когда могут обрезать свет

Следует учитывать также, что солнечные элементы имеют нижний предел чувствительности по освещению, ниже которого он вообще перестает вырабатывать энергию. Для кремниевых кристаллических солнечных модулей этот предел — примерно 150-200 Вт/м 2 . Для тонкопленочных модулей он немного ниже — в пределах 100-200 Вт/м 2 . Поэтому считается, что тонкопленочные солнечные панели работают в пасмурную погоду лучше, чем кристаллические.

Эффект такой действительно наблюдается. Но при принятии решения о выборе типа солнечной батареи для вашего дома нужно понимать, что энергии солнечных лучей в пасмурную погоду очень мало. Номинальную мощность солнечные батареи вырабатывают при освещенности 1000Вт/м 2 и температуре панелей 25С. Более того, КПД солнечных элементов при низкой освещенности падает (см. ВАХ солнечного элемента при различной освещенности). Поэтому разница пороговой освещённости в 50-100 Вт/м 2 мало повлияет на общую выработку электроэнергии солнечной батареи.

Какие солнечные модули работают лучше при пониженной освещенности и рассеянном свете?

В спецификациях на солнечные модули указаны параметры при STC (стандартных тестовых условиях). Реальные условия эксплуатации могут значительно отличаться от STC. Обычно солнечные батареи в России работают при освещенности ниже, чем 1000 Вт/м² и погода бывает облачная или даже пасмурная. Солнечные модули разных типов и даже одного типа, но разных производителей работают по-разному в реальных условиях эксплуатации.

Поэтому возникает вопрос — какие солнечные модули лучше купить, чтобы они работали наиболее эффективно при облачной погоде и рассеянном свете? Основным параметром, который нам важен при оценке эффективности солнечных батарей, является количество вырабатываемой энергии за промежуток времени (сутки, неделю, месяц, год). Какие же модули вырабатывают больше энергии при малой освещенности? Рассмотрим основные типы модулей — монокристаллические, поликристаллические, тонкопленочные аморфные кремниевые, монокристаллические PERC модули — это основные модули, представленные сейчас на российском рынке.

Для стандартных модуле точно сказать, какой модуль — монокристаллический или поликристаллический — будет больше вырабатывать в облачную погоду нельзя. Тут все зависит от качества производителя. Только брендовые модули будут гарантировать максимальную выработку при различных условиях работы. Обязательно смотрите, присутствует ли производитель или бренд в списке модулей, которые прошли тестирование независимой лаборатории на параметра PCT

Дешевые модули делаются со стеклом без антибликового покрытия (один из популярных в России поставщиков продает именно такие модули). Они выдают заявленные параметры при тестировании на заводе, когда модули облучаются под прямым углом к плоскости. Но как только угол падения солнечных лучей становится не перпендикулярным поверхности элемента, значительная часть солнечного света отражается некачественным стеклом. Также, очень плохо такие модули работают и на рассеянном свете. В итоге выработка энергии таким модулем может быть меньше раза в 2 по сравнению с выработкой энергии модулем такой же номинальной мощности, но сделанным известным брендом и производителем, отвечающим за свое качество.

Поэтому повторим наш настоятельный совет, которые мы даем в нашем Руководстве покупателя солнечных батарей — не покупайте солнечные модули под брендом российского импортера! Вы сэкономите на покупке, но потеряете в выработке энергии (а это главный показатель качества солнечный батарей). В итоге стоимость электроэнергии от вашей солнечной батареи будет дороже, чем если бы вы купили качественную солнечную панель известного производителя.

Солнечные батареи за стеклом

Часто нас спрашивают, насколько снизится выработка солнечных батарей, если их установить за стеклом — внутри балкона, веранды и т.п. Многие дачники боятся, что установленную снаружи солнечную батарею украдут. Некоторые пытаются сделать установку солнечных батарей неприметной.

В солнечных панелях применяется специальное стекло с повышенной прозрачностью, которая достигается пониженным содержанием железа в стекле, но даже оно снижает мощность солнечной панели на несколько процентов. Как видно из таблицы выше, оконное стекло в один слой снижает выработку солнечной панели на 9%, а двойное стекло — на 16%. Это при условии, что эти стекла — идеально чистые и солнечные лучи падают на них перпендикулярно. В реальности же стекла бывают пыльными или даже грязными, что дополнительно снижает их прозрачность. При падении солнечных лучей под углом, отличным от 90 градусов, на передней и задней поверхности каждого стекла возникают переотражения, которые также отводят солнечные лучи от солнечного элемента. Поэтому мы не рекомендуем устанавливать солнечные батареи за оконными стеклами.

Солнечные батареи за стеклом на балконе

Источник

Adblock
detector