Solpaneler för uppvärmning och elektrifiering av huset

Latitud och longitud djup av problemet

Föreställ dig att du är en vetenskapsman. Du stöter på ett intressant papper, men resultaten/experimenten kan inte replikeras i labbet. Det är logiskt att skriva om detta till författarna till originalartikeln, be om råd och ställa förtydligande frågor. Enligt undersökningen har mindre än 20% någonsin gjort det under sin vetenskapliga karriär!

Författarna till studien noterar att sådana kontakter och samtal kanske är för svåra för forskarna själva, eftersom de avslöjar sin inkompetens och inkonsekvens i vissa frågor eller avslöjar för många detaljer i det aktuella projektet.

Dessutom försökte en absolut minoritet av vetenskapsmän att publicera motbevisningar av irreproducerbara resultat, samtidigt som de mötte motstånd från redaktörer och recensenter som krävde att jämförelsen med den ursprungliga studien skulle bagatelliseras. Är det konstigt att chansen att rapportera icke-reproducerbara vetenskapliga resultat är cirka 50 %.

Första frågan: Har du försökt återskapa resultaten av experimentet?

Andra frågan: Har du försökt publicera ditt försök att återskapa resultaten?

Kanske är det värt då inne i laboratoriet åtminstone att göra ett test för reproducerbarhet? Det tråkigaste är att en tredjedel av de tillfrågade ALDRIG ens har tänkt på att skapa metoder för att kontrollera data för reproducerbarhet. Endast 40 % angav att de regelbundet använder sådana tekniker.

Fråga: Har du någonsin utvecklat speciella metoder/teknologiska processer för att förbättra reproducerbarheten av resultat?

I ett annat exempel säger en biokemist från Storbritannien, som inte ville bli identifierad, att försök att replikera arbete för sitt labbprojekt helt enkelt fördubblar tiden och pengarna, utan att lägga till eller lägga till något nytt till arbetet. Ytterligare kontroller utförs endast för innovativa projekt och ovanliga resultat.

Och naturligtvis de gamla ryska frågorna som började tortera utländska kollegor: vem är skyldig och vad ska man göra?

Vad är första generationens solceller gjorda av?

Strukturellt består sådana moduler av följande element:

• basmetallplåt - baskontakt;
• det nedre tillsatsskiktet av en kiselhalvledare med en övervikt av elektroner av n-typ - på grund av tillsatsen av fosfor;
• det övre kristallina skiktet mättat med elektroner av p-typ - vanligtvis genom dopning med bor;
• antireflekterande beläggning - för att maximera strålningsabsorptionen;
• tunn metalliserad rutnätskontakt med en tråd för att stänga nätverket;
• tjockt skyddsglas - vanligtvis kraftigt härdat;
• inramning ram.

Tjockleken på monokristallina Mono-Si eller polykristallina Poli-Si kiselskivor i celler är cirka 200-300 µm. Livslängden beräknas till 20-25 år, med ett produktivitetsfall på i genomsnitt 0,5 % årligen. Verkningsgraden under idealiska ljusförhållanden når 22-24% och minskar kraftigt vid höga temperaturer eller en partiell nedgång i belysningen.

Principen för att använda solenergi

Ofta, inför behovet av att installera solpaneler, undrar en person om företagets genomförbarhet. För i de flesta fall minskar andelen soliga dagar betydligt till samma värde som molniga dagar.

Ett liknande förhållande är typiskt för regionerna i mellanzonen, och klimatet i de norra regionerna kännetecknas av ett ännu större antal molniga dagar.

Det otillräckliga antalet soliga dagar är direkt relaterat till effektiviteten hos de enheter som bearbetar energin från jordens kropp. Detta minskar mängden solljus som når batteriets yta. Denna process kallas insolation.

Dess väsen ligger i det faktum att vilket plan som helst, oavsett dess syfte, tar på sig en viss mängd solenergi. I de södra regionerna är detta antal naturligtvis högre, vilket gör installationen av solpaneler mer relevant.

Men, som praxis visar, förbättrar marknaden för teknisk utrustning inom området solenergisyntes ständigt sina produkter, så moderna solceller i solpaneler fungerar perfekt även i områden med låg nivå av solinstrålning.

Typer av kiselsolceller

Polykristallin

Huvudelementet i sådana paneler är halvledarelement av polykristallin struktur. De är mycket billigare än enkristaller, eftersom de huvudsakligen är gjorda av rester från enkristallelement. Under tillverkningsprocessen kyls kisellegeringen helt enkelt utan vidare bearbetning.

Verkningsgraden för polykristallina solceller är i genomsnitt 12 - 18%, medan effektiviteten för monokristallina solceller når 22%. Men med tanke på det lägre priset kan du köpa lite fler paneler och få samma "avgas" för samma pengar som monokristaller. Detta är bara möjligt om det finns mycket utrymme på taket. Dessutom skiljer sig polykristaller från enkristaller i heterogeniteten i färgomfånget.

Hur mycket kostar polykristallina solpaneler? Genomsnitt 3500 rubel per 100 W (mycket beror på tillverkaren). Ett av de billigaste polykristallina batterierna är Vostok Pro FSM 150 P med en effekt på 150 watt.

Monokristallin

För monokristallina solpaneler odlas en enkristall speciellt med Czochralski-metoden. Sedan sätts en hel panel av en viss effekt ihop från flera kiselceller. Oftast består panelen av 36 eller 72 moduler. Effektiviteten för monokristallina paneler är mycket högre än för polykristallina paneler och är cirka 18 - 22%.

På grund av denna funktion, med samma storlek, omvandlar enkristall mer solenergi än polykristallin. Vilka solpaneler är bättre: polykristallina eller monokristallina? Allt beror på budgeten. Om det är möjligt att spendera lite mer, så är det värt att köpa monokristaller, som har en snabbare återbetalning. Dessutom är monokristallina batterier att föredra om takytan är relativt liten. Den genomsnittliga livslängden är 25 år.

Om du vill spara pengar och du bara behöver ett solbatteri för att driva ett kylskåp eller en pumpstation i landet, så kan du ta en polykristallin modell.

amorf

Amorfa batterier är uppbyggda av kiselväte (SiH4), som produceras genom att en elektrisk ström tillförs kisel. Som ett resultat avdunstar kisel, och sedan avsätts ett tunt lager på substratet.

Effektiviteten hos amorfa paneler är ungefär densamma som för polykristallina. Amorfa modeller har dock vissa fördelar. Till exempel kan de generera elektricitet även i molnigt väder, regn, när det finns en hög koncentration av damm i luften eller under solnedgången/gryningen.

Effektivitet

För att använda solenergi för att värma ett privat hus blir det mycket lättare att montera en krets från samlare - men detta är inte alltid möjligt, så du måste överväga andra alternativ. Det kan till exempel mycket väl vara så att platsen redan har ett fungerande solpanelssystem som endast används för att förse huset med el och varmvatten.

Att skaffa ny utrustning under sådana förhållanden kommer att vara för olönsamt på grund av dess höga kostnad.För att säkerställa uppvärmningen av huset med solpaneler skulle den bästa lösningen vara att öka kraften i modulsystemet. Det enklaste alternativet är att köpa ytterligare några kiselpaneler och ansluta dem till ett eldrivet värmepannasystem.

Korrekt distribution av elektrisk energi ger både ett varmvattenförsörjningssystem och en värmekrets. Det kommer att krävas många solpaneler för att ha tillräckligt med ström till allt – fristående byggnader som använder bara solenergi är vanligtvis helt täckta med solcellspaneler. Effekten av solpaneler måste beräknas i förväg. Ofta är det nödvändigt att slutföra den extra strukturen på vilken panelerna kommer att installeras.

Det är omöjligt att bestämma effektiviteten hos ett solsystem innan det används, så alla beräkningar är endast ungefärliga. Komplexiteten i preliminära beräkningar beror på det faktum att det finns många faktorer vars inverkan på effektiviteten av energiuppsamlingen inte kan beräknas. Naturligtvis, om du har lite erfarenhet, kan du göra en mer eller mindre exakt beräkning, men endast proffs specialiserade på design och installation av solsystem har sådan erfarenhet.

Följande faktorer har störst inverkan på systemets effektivitet:

• Väderinstabilitet - det är omöjligt att i förväg bestämma antalet soliga dagar även i soliga regioner, för att inte tala om de norra regionerna;
• Instabil energiförbrukning, som också beror på byggnadens geografiska läge som tar emot värme och el från solljus;
• Möjligheten för systemfel - komplexiteten i designen indikerar att den ofta kommer att gå sönder, och i vissa fall är det svårt att fastställa felet.

Vem är ett solkraftverk för hem lämpligt för?

1. För dig som inte har el i området. Solbatterier kommer självständigt att kunna förse anläggningen med el. Alternativt kan du också överväga en väderkvarn (för vilken det måste finnas en lämplig vindros) eller en dieselgenerator (som inte är särskilt bekväm att använda och oekonomisk).
2. En solcellsstation kan också betraktas som en investering för att betala mindre för el i framtiden mot bakgrund av ständigt ökande tariffer. Dessutom är batteritiden väldigt lång, och solen skiner alltid.
3. Och det sista alternativet är för alla som vill tjäna pengar. I Ukraina finns en lag om inmatningstaxa, enligt vilken staten köper den genererade elen med hjälp av alternativa energikällor till ett specialpris.

Fortsätt läsa

• solvärme
  60

  Solvärme: varmvattenförsörjning och uppvärmning I genomsnitt under hela året, beroende på klimatförhållanden och latitud, sträcker sig flödet av solstrålning till jordens yta från 100 till 250 W/m2, och når toppvärden vid middagstid med en klar himmel, nästan...

• Solcellssatser
  58

  Fotovoltaiksatser: Sammansättning För att kunna använda solenergi för att driva dina konsumenter räcker det inte med en solpanel. Utöver solbatteriet behöver du några fler komponenter.Den typiska sammansättningen av off-grid PV-kit är följande: PV-kit för DC 12V belastning PV-array-styrenhet...

• Moln och hinder
  55

  Påverkan av solhinder på solpanelens energiproduktion Endast en liten del av solstrålningen når jordens yta 1.direkt 2.absorption 3.reflektion 4.indirekt Solljus vandrar sin väg från solen till jorden i en rak linje. När det når atmosfären bryts en del av ljuset, och...

• solbelysning
  54

  Användning av solenergi för belysningsändamål Solpaneler och andra miljövänliga energikällor har på senare tid blivit mer och mer populära. Den här artikeln diskuterar metoder för att bygga strömförsörjningssystem för sollampor, sollampor och strömförsörjning för byggnadsbelysning, solbelysning ...

• Autonom FES
  52

  Solceller utanför nätet Typerna av solcellsanläggningar beskrivs på sidan Solceller. Låt oss överväga mer i detalj en av typerna - en autonom FES. Det är möjligt att skapa ett autonomt strömförsörjningssystem på solbatterier av varierande komplexitet. Det enklaste systemet har en låg DC-spänningsutgång...

• Behövs solpaneler?
  51

  Fördelarna med att använda solpaneler i autonoma och backup strömförsörjningssystem Mycket ofta måste man möta åsikten att det är olämpligt att använda solpaneler, att de är dyra och inte lönar sig. Många tror att det är mycket lättare att installera en gasgenerator som ger energi till ditt hem...

Hur man beräknar effekten av ett solkraftverk

Du måste utgå från hur mycket el du behöver för att byggnaden ska fungera normalt. Det enklaste sättet är att skriva ut all e-post. apparater som du planerar att använda, deras drifttid och strömförbrukning.

Exempel:

• Kylskåp: 100W - 24h - 2400W
• Belysning: 100W - 5h - 500W
• Vattenkokare: 15 min - 1,5 kW - 0,03 kW
• Tvättmaskin:
• Anteckningsbok:
• …
• Totalt: 3kW

3 kW är den effekt som ett solkraftverk måste producera för att byggnaden ska fungera normalt. De där. du behöver 12 paneler med en effekt på 260W vardera. I praktiken kommer deras produktivitet att vara högre (med en solaktivitetskoefficient på 4,5 kommer stationens dagliga effekt att vara 14 kW), men vi utgår från det mest pessimistiska scenariot, där varje dag är molnigt. Tänk också på: om du inte är ansluten till inmatningstariffen eller inte lagrar energi för batteriet, kommer överskottet att brinna ut.

Om du installerar ett solkraftverk för att tjäna pengar på en inmatningstaxa, kan du börja med vilken kapacitet som helst och gradvis öka den.

Solbatteri eller generator med förbränningsmotor

Objektivt sett har generatorn två huvudsakliga fördelar - dess storlek och förmågan att fungera fullt ut inte bara i klart väder. Men långt ifrån alltid är dessa egenskaper avgörande, och i alla andra aspekter vinner solpaneler klart:

Den viktigaste punkten, som vanligtvis uppmärksammas i första hand, är den initiala kostnaden för utrustning, som egentligen är cirka 2 gånger högre för solpaneler. Men även här, om du räknar ut det, måste generatorn ställas in på ett minus - titta bara på kostnaden för att generera en kW / h

Vi tar startkostnaden för utrustningen + kostnaden för underhåll + kostnaden för bränsle och delar allt med mängden el som genereras under den deklarerade livslängden. Som ett resultat, för en generator och solpaneler med ungefär lika effekt, kommer förhållandet mellan kostnaden för att generera en kilowatt att vara ungefär 1 / 2,5 till förmån för det senare. Det är förstås väldigt ungefärliga beräkningar, men poängen är att solpaneler är investeringar nu, men påtagliga besparingar i framtiden.

Ett exempel på ett kopplingsschema för en sats med en gasgenerator

Livslängd för solpaneler

För att utvärdera fördelarna måste du ta reda på hur länge panelerna håller och om de måste bytas efter att garantiperioden löper ut. Det finns flera funktioner att tänka på här:

1. Monokristallina och polykristallina alternativ är de mest hållbara.Under 25 års användning förlorar de inte mer än 10 % av sin kapacitet. Men ännu längre är effektfallet obetydligt, under de kommande 10-15 åren går ungefär lika mycket förlorat. Det vill säga, vi kan med tillförsikt säga att livslängden för sådana alternativ är 35-40 år, och kanske mer.
2. Tunnfilmsalternativ har en mycket lägre livslängd - 10-20 år. Dessutom, under de första 2 åren, kan kapacitetsförlusten vara 10-30%, de flesta tillverkare tillhandahåller en kraftreserv för att kompensera för detta problem. I framtiden är förlusterna inte så stora.
3. För att öka livslängden måste skador på delar av systemet undvikas. Trimma grenarna på tätt belägna träd, tvätta ytan minst flera gånger per säsong. Kontrollera tillförlitligheten av fästen och kontakter så att de inte överhettas.
4. Ta hänsyn till kostnaden för att ersätta andra delar av systemet. Så laddningsbara batterier håller vanligtvis från 6 till 10 år (den mest pålitliga - 15 år), kraftelektronik har en resurs på cirka 10-12 år. Kostnaden för att ersätta dessa noder är också ganska stor och detta måste beaktas vid beräkning av återbetalningen.

Solpaneler måste tvättas med jämna mellanrum för att förhindra att de skadas av trädgrenar.

När du väljer solpaneler för ditt hem är det bättre att ge företräde åt pålitliga och beprövade monokristallina och polykristallina alternativ. Högkvalitativa moduler kommer att hålla cirka 40 år, medan strömförlusten under denna tid kommer att vara cirka 20%.

Läs mer:

Att göra en solar trädgårdslykta

Hur man gör höjdpunkten på spåren i ett hus på landet

Hur man väljer ett motstånd för en LED

Principen för driften av solbatteriet

Enheten är designad för att direkt omvandla solens strålar till elektricitet.Denna åtgärd kallas den fotoelektriska effekten. Halvledare (kiselskivor), som används för att tillverka grundämnen, har positivt och negativt laddade elektroner och består av två lager, n-skiktet (-) och p-skiktet (+). Överskott av elektroner under påverkan av solljus slås ut ur lagren och upptar tomma platser i ett annat lager. Detta gör att fria elektroner hela tiden rör sig från en platta till en annan och genererar elektricitet som lagras i batteriet.

Hur ett solcellsbatteri fungerar beror till stor del på dess design. Solceller tillverkades ursprungligen av kisel. De är fortfarande mycket populära, men eftersom processen med kiselrening är ganska mödosam och kostsam, utvecklas modeller med alternativa fotoceller från kadmium-, koppar-, gallium- och indiumföreningar, men de är mindre produktiva.

Effektiviteten hos solpaneler har ökat med teknikens utveckling. Idag har denna siffra ökat från en procent, som registrerades i början av seklet, till mer än tjugo procent. Detta gör att vi idag kan använda paneler inte bara för inhemska behov, utan också för produktion.

Specifikationer

Solbatterienheten är ganska enkel och består av flera komponenter:

Direkt solceller / solpanel;

En växelriktare som omvandlar likström till växelström;

Batterinivåkontroll.

Köp batterier för solpaneler bör baseras på de funktioner som krävs. De lagrar och distribuerar el. Lagring och förbrukning sker under hela dagen, och på natten förbrukas endast den ackumulerade laddningen.Det finns alltså en konstant och kontinuerlig tillförsel av energi.

Överdriven laddning och urladdning av batteriet kommer att förkorta dess livslängd. Solarbatteriets laddningsregulator avbryter automatiskt ackumuleringen av energi i batteriet när det har nått sina maximala parametrar och stänger av enhetens belastning när den är kraftigt urladdad.

(Tesla Powerwall - 7KW solpanelsbatteri - och hemladdning för elfordon)

Nätväxelriktaren för solpaneler är det viktigaste designelementet. Den omvandlar den energi som tas emot från solens strålar till växelström med olika kapacitet. Eftersom den är en synkron omvandlare, kombinerar den utspänningen för elektrisk ström i frekvens och fas med ett stationärt nätverk.

Fotoceller kan kopplas både i serie och parallellt. Det senare alternativet ökar parametrarna för effekt, spänning och ström och låter enheten fungera även om ett element förlorar funktionalitet. Kombinerade modeller görs med båda scheman. Plattornas livslängd är cirka 25 år.

Allmänna egenskaper och tillgänglighet för köp

Utrustningen skadar inte miljön och ger stabil kraft utan strömstörningar. Och, viktigast av allt, den levererar gratis energi: för vilken elräkningar inte kommer.

Utseendet på solpaneler har förändrats lite efter deras uppfinning, vilket inte kan sägas om den interna "stoppningen"

Solcellsmodulen omvandlar ljus till elektrisk energi genom att generera likström. Arean av paneler kan nå flera meter. När det är nödvändigt att öka kraften i systemet, öka antalet moduler.Deras effektivitet beror på intensiteten av solljus och strålarnas infallsvinkel: på plats, årstid, klimatförhållanden och tid på dygnet. För att korrekt ta hänsyn till alla dessa nyanser bör installationen utföras av proffs.

Typer av moduler:

Monokristallin.

Består av silikonceller som omvandlar solenergi. Skiljer sig åt i de kompakta storlekarna. När det gäller prestanda är detta tills nyligen det mest effektiva (effektivitet upp till 22%) solbatteri för hemmet. En uppsättning (dess pris är en av de dyraste) kommer att kosta från 100 tusen rubel.

Polykristallin.

De använder polykristallint kisel. De är inte lika effektiva (upp till 18 % verkningsgrad) som monokristallina solceller. Men deras kostnad är mycket lägre, så de är tillgängliga för den allmänna befolkningen.

Amorf.

De har tunnfilms kiselbaserade solceller. De är sämre än mono- och polykristaller när det gäller energigenerering, men de är också billigare. Deras fördel är förmågan att fungera i diffust och till och med svagt ljus.

Heterostrukturell.

Moderna och mest effektiva solcellsmoduler idag, med en verkningsgrad på 22-25% (genom hela livslängden!). De fungerar effektivt både i molnigt väder och vid höga temperaturer).

I Ryssland är den enda tillverkaren av moduler för denna teknik Hevel-företaget, som är en av de fem världstillverkarna som producerar solcellsmoduler med heterostruktur.

Under 2016 patenterade företagets FoU-center sin egen teknik för att skapa heterostrukturella moduler och utvecklar den nu aktivt.

Hevel solpaneler

Systemet innehåller även följande komponenter:

• En växelriktare som omvandlar likström till växelström.
• Ackumulatorbatteri. Den ackumulerar inte bara energi, utan jämnar även ut spänningsfall när ljusnivån ändras.
• Styrenhet för batteriladdningsspänning, laddningsläge, temperatur och andra parametrar.

I butik kan du köpa både enskilda komponenter och hela system. I det här fallet bestäms kraften hos enheterna utifrån specifika behov.

Vilken kapacitet för att ta ett solbatteri?

Det beror också på användarens behov. För autonom strömförsörjning av hela huset är det ingen mening att ta mindre än 1000 watt. Och om du behöver driva värmesystemet i landet behöver du teoretiskt sett ett kit med en kapacitet på upp till 10 kW. Det är dock värt att komma ihåg att en sådan solpanel kommer att kosta mycket pengar. Endast en solcellsmodul (även de billigaste utan styrenhet, växelriktare och andra komponenter) med en kapacitet på 10 kW kommer att kosta minst 300 000 rubel. Därför kan sådana batterier betraktas som en extra energikälla, men inte den viktigaste.

Om du behöver en solpanel för att driva ditt kylskåp och din TV så räcker det med en 500W panel. Till exempel kan du ta två One-Sun 250P polykristallina solmoduler, som bara kommer att kosta dig 16 500 rubel.

Om du aldrig har använt solpaneler rekommenderar vi att du köper en liten hopfällbar panel med låg effekt till din telefon eller surfplatta.